圆的面积手抄报

作者&投稿:宗圣凝 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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圆的面积手抄报:

       如何求圆面积?如今已是非常简单的问题,利用公式一算,便可得到答案。可在过去,人们为了研究和解决这个问题,花费大量的精力和时间。

       4000多年前修建的埃及胡夫金字塔,底座是一个正方形,占地52900平方米。它的底座边长和角度计算十分准确,误差很小,可见当时测算大面积的技术水平已经很高。而圆是最重要的曲边形。古埃及人把它看成是神赐予人的神圣图形。如何求圆的面积,是数学对人类智慧的一次考验。圆面积公式的常规推导思路是:先把一个圆平均分成若干份,然后将其拼成近似的长方形,最后根据长方形与圆的关系推导出圆的面积公式。当时人们认为既然正方形的面积容易求,只需要想办法做出一个面积恰好等于圆面积的正方形。但是怎样才能做出这样的正方形又成为了另外一个难题。古代三大几何难题其中之一,便是化圆为方。这个起源于古希腊的几何作图题,在2000多年里,不知难倒了多少能人,直到19世纪,人们才证明了这个几何题,是根本不可能用古代人的尺规作图法作出来的。

       我国古代的数学家祖冲之,从圆内接正六边形入手,让边数成倍增加,用圆内接正多边形的面积去逼近圆面积。古希腊的数学家,从圆内接正多边形和外切正多边形同时入手,不断增加它们的边数,从里外两个方面去逼近圆面积。古印度的数学家,采用类似切西瓜的办法,把圆切成许多小瓣,再把这些小瓣对接成一个长方形,用长方形的面积去代替圆面积。众多的古代数学家煞费苦心,巧妙构思,为求圆面积作出了十分宝贵的贡献。为后人解决这个问题开辟了道路。

       16世纪的德国天文学家开普勒,当过数学老师,他对求面积的问题非常感兴趣,曾进行过深入的研究。他想,古代数学家用分割的方法去求圆面积,所得到的结果都是近似值。为了提高近似程度,他们不断地增加分割的次数。但是,不管分割多少次,几千几万次,只要是有限次,所求出来的总是圆面积的近似值。要想求出圆面积的精确值,必须分割无穷多次,把圆分成无穷多等分才行。

       开普勒创造的求圆面积的新方法,引起了一些人的怀疑。他们问道:开普勒分割出来的无穷多个小扇形,它的面积究竟等于不等于零?如果等于零,半径OA和半径OB就必然重合,小扇形OAB就不存在了;如果客观存在的面积不等于零,小扇形OAB与小三角形OAB的面积就不会相等。开普勒把两者看作相等就不对了。

      卡瓦利里还进一步研究了体积的分割问题。他想,可以把长方体看成为一本书,组成书的每一页纸,应该是书的不可分量。这样,平面就应该是长方体体积的不可分量。几何学规定平面是没有薄厚的,这样也是有道理的。卡瓦利里紧紧抓住自己的想法,反复琢磨,提出了求圆面积和体积的新方法。卡瓦利里还根据不可分量的方法指出,两本书的外形虽然不一样,但是,只要页数相同,薄厚相同,而且每一页的面积也相等,那么,这两本书的体积就应该相等。他认为这个道理,适用于所有的立体,并且用这个道理求出了很多立体的体积。这就是有名的“卡瓦利里原理”。事实上,最先提出这个原理的,是我国数学家祖暅。比卡瓦利里早1000多年,所以我们叫它“祖暅原理”。




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