我们将短条的宽度不断缩小,然后尝试计算圆的面积。为了便于之后的计算,假设圆的半径为1 cm(图10)。如果在这个圆的内部排列短条并计算其总面积,结果会怎么样呢?
在这里,设短条的条数为N。用直径2(半径为1,直径是半径的2倍,所以直径为2)除以短条的条数(N),就能够得出每一条短条的宽度Δx。也就是说,Δx是2/N
宽度为Δx的短条的面积总和,在短条条数(N)增加时会如何变化呢?我们来实际确认一下。逐一计算不同条数下所有短条的总面积很麻烦,不过使用计算机的话可以一下子解决,结果如表1所示。
在表1中,我们计算了短条数从10条到20 000条时的短条总面积。条数(N)为20 000时,每条短条的宽度Δx是半径的1/10 000,只有0.000 1 cm。
我们从表1的结果中可以发现,条数为10时,总面积是2.637 049,这个数值和3.14…迥然不同;当条数为20 000时,总面积则成了3.141 391。怎么样?是不是可以切实感受到,当短条的条数增加时,短条的总面积会逐渐接近3.141 592 6…=π。
另外,虽然短条宽度为0.000 1 cm已经是纤细至极,但在分割图形时并不算是“精细”的尺度。实际计算积分时,会使用比0.000 1 cm更精细、更接近0的尺度。
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来源:图灵教育
编辑:利有攸往