Главный Каталог Статей РФ
87238 авторов, размещено 47366 статей, сейчас на сайте пользователей: 379 Статистика
Аватар Стрижак

Построение отрезка равного числу Пи и решение квдратуры круга

Категория:  Образование  | Автор:  Стрижак | Опубликовано: 02.03.2015

Геометрия, как наука, начала формироваться около четырех тысяч лет назад и явилась следствием потребности древнего человека в решении практических задач: возведения сооружений и землеустройства. Античные геометры  верили в неограниченные возможности циркуля и линейки пока не столкнулись с построением некоторых правильных многоугольников  и тремя ставшими впоследствии знаменитыми задачами древности (удвоении куба, трисекции угла и квадратуры круга).

В 1882 году немецкий математик Ф. Линдеман, опираясь на работы своих предшественников И. Ламберта, А. Лежандра, Ш. Эрмита, вывел строгое доказательство трансцендентности числа Pi. Таким образам было окончательно установлена невозможность точного построения квадрата равновеликого кругу циркулем и линейкой.

Приводимое ниже построение отрезка равного числу Pi, исходя из радиуса окружности, не противоречит выше изложенному материалу. Древние геометры Антифон, Бризон, Архимед нашли геометрическое решение вычисления числа Pi, суммированием сторон правильных вписанных в окружность или описанных вокруг нее многоугольников. При неограниченном возрастании количества сторон многоугольника, его периметр становится в пределе соизмеримым с длинной окружности. Аналогично сказанному, построенный предлагаемым здесь методом отрезок, гораздо быстрее стремится к длине полуокружности, т.е. числу Pi, нежели периметр многоугольника.

Длина окружности определяется формулой L = 2(Pi)R, площадь круга соответственно S = (Pi)R^2. Если радиус, какого либо круга принять за единицу, тогда его площадь можно выразить прямоугольником, стороны которого равны Pi и R. В этом случае, большая сторона прямоугольника равна длине полуокружности, а малая - единичному отрезку. Среднее геометрическое сторон прямоугольника есть сторона квадрата равновеликого исходному кругу, точное построение которого можно осуществить известным способом. Таким образом, решение квадратуры круга сводится к построению отрезка равного Pi, вариант которого предлагается ниже.

________________________________777

Очертим окружность произвольным радиусом R, центр которой обозначим точкой О. Впишем в окружность и опишем вокруг нее правильные шестиугольники. На рисунке изображены по три стороны от этих многоугольников, опоясывающих полуокружность, с целью разъяснения материала. В построении участвует одна сторона АВ от вписанного шестиугольника. Проведем три луча Оа, Оb и Op, исходящих из центра окружности и проходящих через концы отрезка АВ и его середину, точку Р. Опишем дугу из точки О как из центра раствором циркуля в три раза большим за радиус исходной окружности. Дуга пересечет лучи в точках А2, F, В2. Построение можно осуществлять от любого другого вписанного в окружность правильного n-угольника. В этом случае радиус дуги определятся выражением r = nR/2.

Стянем прямой точки А2 и В2. Построенный отрезок равен полусумме сторон вписанного шестиугольника А2В2 = СА + АВ + BD, с недостатком относительно длины полуокружности. Далее построим отрезок А3В3, проведением прямой параллельно А1В1 через точку F, до пересечения с лучами Oa и Ob. Он имеет длину соответствующую половине сторон описанного шестиугольника А3В3 = С1А1 + А1В1 + В1D1, с избытком относительно полуокружности. Таким образом, расположение отрезка равного длине полуокружности следует искать на участке меду отрезками А2В2 и А3В3.

Для этой цели воспользуемся следующим способом. Стянем прямыми концы построенных отрезков крест накрест. Точку E, образованную пересечением отрезка А2В2 и луча Op, соединим с точками А3 и В3. В результате новые отрезки в местах пересечения образуют точки M и N. Построим отрезок А4В4, проходящий через эти точки. Сколь верно он соответствует длине полуокружности (числу Pi) можно узнать, проведя вычисления по формулам:

b = (1 –(a/2)^2)^(1/2), (b - высота треугольника OP),

А4В4= an(1 + (1 –b)/(2 + b))/2.

Здесь a - длина стороны вписанного в окружность многоугольника, а n – число его сторон.

На представленном иллюстрацией построении А4В4 = 3,14023…, что примерно соответствует значению полученному Архимедом. Но он достиг данного результата вычислением периметров описанного и вписанного в окружность 96-ти угольника. Воспользуемся предлагаемым методом и проведем построение на стороне 96-ти угольника. Тогда длина отрезка А4В4 = 3,1415926335… с точностью в семь знаков после запятой.

Использование указанных формул позволяет получать в два раза больше точных цифр относительно метода Архимеда. Например, периметр вписанного многоугольника состоящего из 96304 сторон дает значение Pi с точностью в десять знаков, а новый метод – в двадцать. Данная тенденция сохраняется при дальнейшем увеличении сторон многоугольника. Следовательно, с точки зрения теории, точность построения ничем не ограничена.


/Стрижак Василий Васильевич/ г.Речица, Гомельская обл.

Комментарии
К этой статье пока нет комментариев. Станьте первым! У нас гости не могут комментировать статьи. Пожалуйста авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы прокомментировать.
Интересные статьи по теме
Аватар ps1063856
Почему стоит поступить в аспирантуру: плюсы послевузовского образования Несмотря на то, что бакалавриат уже считается полноценным высшим образованием, у магистратуры и аспирантуры есть множество плюсов. Из статьи узнаете, почему стоит продолжить учебу после выпуска из уни...
Категория: Образование | Автор: ps1063856 | Добавлено: 25.03.2024
Аватар KateZh
Как научиться быстро считать проценты Когда в магазине продавец говорит вам, что на понравившуюся вам вещь действует скидка 20%, что вы делаете? Вы пытаетесь подсчитать сумму скидки самостоятельно или ждете пока вам ее огласят? А как в ба...
Категория: Образование | Автор: KateZh | Добавлено: 25.03.2014
Аватар Fopsolncesvet
Полезные материалы для педагогов и воспитателей: работа может быть в удовольствие Обучение детей – это трудная работа. Надо иметь огромное желание для того, чтобы делиться своими знаниями с учениками. И дело не только в том, что каждый ребенок имеет свои особенности (характер, инте...
Категория: Образование | Автор: Fopsolncesvet | Добавлено: 06.06.2024
Аватар Nikiforoff
Чем привлекают родителей частные школы Чем привлекают родителей частные школы?...
Категория: Образование | Автор: Nikiforoff | Добавлено: 30.08.2021
Аватар frol7575
Краткая история создания телевизора С незапамятных времён человек мечтал видеть на огромные расстояния. Слагались об этом легенды и сказки, все, наверное, помнят сказки о волшебных зеркалах, о тарелочках с яблочками и тому подобное. Но ...
Категория: Образование | Автор: frol7575 | Добавлено: 19.05.2009
Свежие комментарии
Ну, вот это я понимаю, настоящая инструкция для тех, кто хочет не просто «привет, как дела», а чтобы дамы сами в личку ломились! Как говорится, техник...

Читать >>

Куклы-обереги действительно имеют глубокий символизм и интересную историю, которая часто теряется в современных интерпретациях. Например, многие не зн...

Читать >>

Полностью поддерживаю подход, описанный в статье! Рисование — не просто творческое занятие, а ключевой инструмент для развития ребёнка. Как детский пс...

Читать >>

Интересная подборка ошибок, но не могу не высказать скепсис по поводу части рекомендаций. Например, о зарядке только до 80% — это логично с техническо...

Читать >>

Работал соцработником пару лет, и вот что не написали: это не только помощь людям, но и куча бумажек, отчётов и согласований. Бывает, половина времени...

Читать >>

Лучшие авторы
Аватар dir-spk
Строй правильно.

Читать

Аватар seoded
В данный момент времени увлекаюсь созданием и прод...

Читать

Аватар activelifeposition
«Эктив Лайф Позишн» (Active Life Position Llc.) – ...

Читать

Напишите нам