圓周率 的定義與求值

2022-02-02 06:34:09 字數 747 閱讀 2395

從小學或是初中就接觸到π,卻一直不知道它的定義和求值方法,在這裡明確一下。

一.圓周率的定義

圓周率  = 周長 / 直徑

π = c / d

二.弧度制的定義

弧度 = 弧長 / 半徑

α = l / r

下面來推導角度制與弧度制的關係:

我們定義圓周角為360°

當我們取圓心角等於360°時,弧長等於周長,有:

α = c / r = πd / r = 2π

由此得出,角度制的360度對應弧度制的2π (rad)

三.萊布尼茨級數

π/4 = 1 - 1/3 + 1/5 - 1/7 + 1/9-…… 

隨著等式右側項數的增加,結果不斷趨近於π/4,證明如下:

考慮級數

1 - x2 + x4 - x6 + x8 -…… = 1 / (1+x2)

等式兩邊同時積分,得

x - x3/3 + x5/5 -x7/7 + x9/9 +…… = tan-1 x

取x等於1,有tan-1 1等於π/4,故有

1 - 1/3 + 1/5 - 1/7 + 1/9-…… = π/4

原式得證。

附:對於圓周率的證明,還有很多方法,比如wallis乘積法等,此處只列舉乙個我覺得最簡單的證明方法。

(最後說一句:我的數學水平實在是差,很多定理都是硬背下來的,怪不得很多東西無法深入理解,一旦深入思考就發現自己思維非常混亂,以後推導顯而易見的結論是免不了啦……)

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