在小学算术课上,大家有没有做过下面这样的事情呢?如图5所示,用圆规在方格纸上画一个圆,然后数出圆中方格的个数。之后,再画几个大小不同的圆,并数出这些圆中方格的个数。
这项作业实际上与圆的面积公式相关。圆的面积公式是“半径×半径×3.14”,其中的3.14是圆周率的近似值,而“尝试数方格的个数”就是一种讲解圆周率推导的方法。
在这里,我们来重新回顾一下这种方法。
先来数一数图6中,半径为2 cm的圆中有多少个方格3(方格的边长为1 mm)。虽然这种方法有些不精确,但是能让小学生更容易理解。
图6圆中的方格共有1189个,用面积表示的话为11.89 cm2。
圆的面积公式是“半径×半径×圆周率”。在方格实验中,我们的目的是求圆周率,所以可以把这个公式变形,得到“圆周率=面积÷(半径×半径)”。在图6的例子中,圆的半径为2,所以用面积除以2的2次方4,得出圆周率为2.972 5。
与3.14相比,这个结果太小了。虽然有些遗憾,但实验就是这样的。即便如此,我们也会明白一件事情,即“圆周率,也就是π,粗略来说是接近3的数”。
再细分方格或者把圆变大的话,圆内方格面积的和,就会逐渐接近圆面积公式“半径×半径×3.14”,也就是说,圆周率
会逐渐接近3.14。像这样,把圆的面积替换成方格的数量,逐渐求得接近待求值的方法叫作“近似”。我在小学时也做过这个实验,数十年后的今天,我仍然清晰记得努力数完方格得出答案后,内心中洋溢的满足感。
顺便说一下,或许有人会产生以下疑问。