微积分极限思想推导圆周长面积公式
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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
到
2
π
)
√
( (x'(t))^2 +
(y'(t))^2 ) dt
(
Q
:
此处
x,y
对
t
为什么都要导?
A
:
将一个圆的周长分成
n
份,
x'(t)=
△<
/p>
x=xn-x(n-1), y'(t)=
△
y=yn-y(n-1).
当
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
到
2
π的积
分
.
虽
然不导得出的结果是一样的,但原理方面就解释不通了
.
)
p>
=
∫
(0
到
2
π
)
p>
√
( (-rSint)^2 + (rCost)^2 ) dt
=
∫
(0
到
2
π
) r dt
= 2
π
r
2.
极限法
在圆内做内接等
n
边形,
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)
p>
这个周长对
n
→∞求极限
< br>