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根号 2 与根号 3 之和约等于 π,这是巧合,还是有什么特殊意义?

2020-10-07知识

高赞说的没错

本质上就是圆的外切正六边形的面积

S_{1}=6\cdot\frac{1}{2}\cdot\frac{2\sqrt{3}}{3}r^{2}=2\sqrt{3}r^{2}

和内接正八边形的面积

S_{2}=8\cdot\frac{1}{2}r^{2}\sin\frac{\pi}{4}=2\sqrt{2}r^{2}

的平均值

实际上,在数学史中,利用圆的内接或外切正多边形的周长或面积,去逼近圆的周长或面积,是早期数学家们的常规思路,举两个例子:

考虑一个数列问题:

数列 \left\{ a_{n} \right\} 、 \left\{ b_{n} \right\} ,满足 a_{1}=2\sqrt{3} , b_{1}=3 , a_{n+1}=\frac{2a_{n}b_{n}}{a_{n}+b_{n}} , b_{n+1}=\sqrt{a_{n+1}b_{n}} .

求数列 \left\{ a_{n} \right\} 、 \left\{ b_{n} \right\} 的通项公式.

这实际上是2200多年前,古希腊数学家阿基米德使用的割圆术

他本质上使用圆的外切正 3\cdot2^{n} 边形的周长,以及内接正 3\cdot2^{n} 边形的周长,去逼近圆周长

而 a_{n} 和 b_{n} 的几何意义,分别是圆的外切正 3\cdot2^{n} 边形的周长与圆直径的比值,以及内接正 3\cdot2^{n} 边形的周长与圆直径的比值

详见:

而刘徽则使用了另一种方法:

定义 A_{n} 为圆的内接正 3\cdot2^{n} 边形的面积, l_{n} 为圆的内接正 3\cdot2^{n} 边形的边长

那么由几何关系,显然有:

A_{n+1}=3\cdot 2^{n-1}\cdot r\cdot l_{n}

令圆面积为 A ,(根据几何关系)则有如下 刘徽不等式

A_{n+1}<A<2A_{n+1}-A_{n}


刘徽使用圆的内接正 3\cdot2^{n} 边形的面积去逼近圆面积

详见: