π=4?这也太神奇了吧!
π=4?这也太神奇了吧!
首先,我们画一个直径d=1的圆,再画一个边长1的正方形,如下图所示,这个很容易理解,这个正方形刚好是圆的外切正方形。
如果,我们把正方形的四个角割掉,形成下图所示的图形,显然这个图形的周长依然等于原来的周长。
顺着这个思路,我们把圆的外切正方形按照这样的方式割掉四个角,如下图所示,割完之后外围图形的周长依然等于原来正方形的周长。
我们依然顺着这个思路,不断地分割下去,直到分割无穷多次,外围的图形的周长依然等于正方形的周长。从下图观察可知,每一次分割都使得外围图形更接近圆,直到无穷多次分割,外围图形看起来就是个圆。
我们知道圆的周长 。外围图形的周长等于正方形的周长=4*边长=4。无数次重复上面的步骤,最终看起来外围图形变成了圆,所以,圆的周长也等于外围图形的周长,所以,最终得出 π=4。
显然,这个和我们一直以来学习的π的值是不一样的,那么,上面的逻辑哪里有问题呢?
问题就出在了进行无数次分割之后,外围图形不是个圆。只是因为,分割的次数多了,视觉上看起来好像是圆。如果,我们有一个无穷大的放大镜,我们用这个无穷放大镜去看一下局部的情况,会是什么样子的呢?就像下面的这个图形。
经过无穷多次分割,分割之后,假设每条小边的长度等于1/n,虽然,n趋近于无穷大,每条边长趋近于0,但是两条小边之和依然大于第三边,第三边的长度 ,虽然,第三边的长度也是趋近0,但是这两个值是不一样大的,所以,经过无穷多次累加之后的结果也不会是一样大。这里不用考虑无穷的概念,通过无穷大镜放大局部就很好理解,这实际上是微分的思想。微分发展过程中的确在遇到无穷大、无穷小这些概念时遇到过麻烦,有一些很有意思的关于无穷概念的思维实验,后面的文章中给大家分享。
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