微积分极限思想推导圆周长面积公式

玛丽莲梦兔
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2021年02月14日 02:10
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2021年2月14日发(作者:小飞侠)


圆周长公式推导



1.


积分法




在平面直角坐标下圆的方程是


x^2 + y^2 = r^2


这可以写成参数方程



x = r * Cos t


y = r * Sin t


t



[0, 2


π


]


于是圆周长就是



C = ∫


(0



2


π

< p>
)



( (x'(t))^2 + (y'(t))^2 ) dt



Q


:


此处


x,y



t


为什么都要导?



A


:


将一个圆的周长分成

< p>
n


份,


x'(t)=


△< /p>


x=xn-x(n-1), y'(t)=


y=yn-y(n-1).



n


→ ∞,



x


,△


y



0


时,可将每一份以直代曲,即每 一份的长度


C/n=



(



x^2+



y^2)=


√( (x'(t))^2 + (y'(t))^2 )


.< /p>


所以


C


就是√( (x'(t))^2 + (y'(t))^2 )从


0



2


π的积



.


虽 然不导得出的结果是一样的,但原理方面就解释不通了


.




=



(0



2


π


)



( (-rSint)^2 + (rCost)^2 ) dt


=



(0



2


π


) r dt


= 2


π


r


2.


极限法



在圆内做内接等


n


边形,


< p>
求等


n


边形周长:可以分割成

n


个以圆心为顶点的三角形,



其底边长为


2*r*sin(


π


/n)


,所以 等


n


边形周长为



n*2*r*sin(


π


/n)


这个周长对


n


→∞求极限

< br>

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