この連載で先日、大人が意外と忘れている「円周率の定義」について書いたところ、大きな反響があった。子供に問われて、すぐ答えられなかった人もいることだろう。今回はその続き、円についてもう少し詳しく説明しよう。円の面積の公式や円周率が3より少し大きな数になることの証明である。聞かれたときにすぐ答え、大人の威厳を取り戻そう。 円を扇形に切って並べ直してみると… 円の面積の公式はご存じの通り、πr 2 である。πは円周率、rは半径だ。 ではなぜ、この式になるのだろうか。様々な証明方法があるが、まず、大雑把な説明から紹介しよう。中でも次のものはよく知られており、小学校高学年から中学生なら理解できるだろう。 図1は、半径rの円を中心角が30°の扇形12個に分け、それらを交互に上下を逆にして並べたものである。それを中心角が15°の扇形24個、中心角が7.
(26390n + 1103)}{(4^n 99^n n! )^4} \end{align} \begin{align} \displaystyle \frac {4}{\pi} = \sum_{n = 0}^{\infty} \frac {(−1)^n (4n)! (21460n + 1123)}{882^{2n + 1} (4^n n! )^4} \end{align} 天才の頭の中はどうなっているのでしょうか…。 乱択アルゴリズムとは、ランダムな試行を繰り返すことで確率的に何かを計算する方法です。 円周率の近似値を計算する乱択アルゴリズムとしては、以下の \(3\) つが有名です。 ① ビュフォンの針 何回も針を投げ、床に引いた平行線と針が公差する確率を求める手法。 試行を繰り返すと円周率を近似できる。 ② モンテカルロ法による近似 正方形にランダムに点を打ち続ける方法。 原点からの距離をポイント化して足し続けることで円周率を近似できる。 ③ ガウス・ルジャンドルのアルゴリズム \(2\) つの数値の算術幾何平均を、それぞれの算術平均(相加平均)と幾何平均(相乗平均)で置き換えることで求める方法。 円周率の近似式は非常に収束が速いことが知られている。 このように、円周率を求めるには、 極限の考え方 (増やし続ける、足し続ける、繰り返し続ける etc. 円の面積の公式 証明. )が必要です。 しかし、計算がとても大変なので、円周率を億兆桁まで求めようとするとコンピュータが必須です。 補足 ちなみに、今のところ \(30\) 兆桁を超える桁数まで円周率が求められています。 円周率を求める人類の道のりは、どこまで続くのでしょうか…。 以上、円周率を求める方法のご紹介でした! 円周率 \(100\) 桁までの覚え方 無限に続く円周率ですが、暗唱の世界記録もありますよね。 世界記録(\(7\) 万桁越え)には遠く及びませんが、ここでは円周率 \(100\) 桁までの覚え方を紹介していきます。 次のような語呂合わせがあります。 円周率100桁の語呂合わせ 産医師異国に向こう。 \(3. 14159265\) 産後薬なく産婦みやしろに。 \(3589793238462\) 虫さんざん闇に鳴くころにや、 \(6433832795028\) 弥生急な色草、 \(841971693\) 九九見ないと小屋に置く。 \(993751058209\) 仲良くせしこの国去りなば、 \(749445923078\) 医務用務に病む二親苦、 \(164062862089\) 悔やむにやれみよや。 \(986280348\) 不意惨事に言いなれむな。 \(25342117067\) 決して覚える必要はありませんが、語呂合わせフェチの方はどうぞ!
この記事では、「円周率 \(\pi\)」の意味や求め方、\(100\) 桁までの覚え方をご紹介していきます。 また、円周率を使って円の面積や円周を計算する問題についても解説していくので、ぜひこの記事を通して知識を深めてくださいね! 円周率 π とは? 円周率とは、 円の直径に対する円周の長さの比 のことです。 ギリシア文字「 \(\pi\) (パイ) 」で表すことが通例です。 小学校では「\(\color{red}{3. 円の面積の公式 直径. 14}\)」(世代によっては \(3\))と習いましたね。 実は、この値は円周率の 近似値 で、本来の円周率は「\(\color{red}{3. 14159265\cdots}\)」と循環しないで無限に続く数、つまり 無理数 です。 円周率は太古の昔から多くの数学者を魅了してきた不思議な数です。 私たちも、円周率の奥深さを感じていきましょう。 円周率の求め方 それでは、円周率の求め方について紹介していきます。 円周率は次のような値でしたね。 円周率の定義 \begin{align} (\text{円周率}\ \pi) &= \frac{(\text{円周の長さ}) \ \ \ \ \}{(\text{直径})} \\ &= 3. 14159265\cdots \end{align} どんな大きさの円であっても、 円周率は一定 です。 よって、円形の物の直径と円周の長さを測れば、実験的に円周率を求められます。 しかし、実際のところは測定精度の限界があるため、正確には求められません。 (\(3. 1\) ~ \(3. 2\) くらいにはなるが、ドンピシャは難しい) いろいろな数学者が正確な円周率を求めたくて、さまざまなアプローチをとりました。 円周率の近似値を求める方法のうち、以下のものが有名です。 正多角形による近似 級数による近似 乱択アルゴリズムによる近似 それぞれについて、軽くまとめていきます。 補足 以降の内容は正直とても難しいので、まともに理解するというより「円周率求めるのって大変なんだな〜」ぐらいのノリで読んでください!
96 \, \text{cm}^2\) の円があるとき、円周の長さを求めなさい。ただし、円周率は \(3. 14\) とする。 円の面積の公式を利用すると半径が求まります。 半径がわかれば、円周の長さの公式が使えますね! 面積を \(S\)、半径を \(r\) とおくと、 \(S = 3. 14 \times r^2\) より、 \(\begin{align} r^2 &= \frac{S}{3. 14} \\ &= \frac{200. 96}{3. 14} \\ &= 64 \end{align}\) \(r > 0\) より、 \(r = 8\) よって、円周の長さ \(l\) は \(\begin{align} l &= 2 \times 3. 14 \times r \\ &= 2 \times 3. 円の面積の公式 | TOSSランド. 14 \times 8 \\ &= 50. 24 \end{align}\) 答え: \(\color{red}{50. 24 \, \text{cm}}\) 以上で計算問題も終わりです! この記事を通して円周率 \(\pi\) についての理解が深まれば幸いです!
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