圓周率的所有內容
圓周率是什麼
你拿一個圓,量量它繞一圈的長度,這個長度叫做圓周長。再量量它的直徑,直徑就是穿過圓心、兩頭都碰到圓邊的直線。用圓周長除以直徑,會得到一個比 3 大一點的數。很神奇的是,不管量的是硬幣、碗還是摩天輪,得到的數都一樣,這個固定的數就叫做圓周率。
換句話說,任何圓的圓周長都是直徑的 3 倍多一點。數學上常用希臘字母 π 代表圓周率,這個符號的故事可以看圓周率符號;國小課本通常直接寫圓周率或 3.14。
108 課綱把圓周率放在國小六年級,和圓周長、圓面積、扇形面積一起學。三年級時孩子已經認識圓心、半徑和直徑,六年級才把圓周長和直徑的關係找出來。整個國小的單元安排可以看國小數學。
圓周長和直徑的關係
直徑 10 公分的圓,圓周長大約是 31.4 公分,差不多是直徑的 3.14 倍。把一條繩子沿著圓繞一圈再拉直,可以放下 3 條直徑還多出一小段。
圓周率公式
圓周率本身的定義就是一個除法,從這個定義可以變出國小要用的兩個公式。圓周長和圓面積的推導,也就是想出公式的方法,分別在圓周長公式和圓面積公式有更詳細的說明。
圓周率怎麼算:動手量和例題
想自己發現圓周率的秘密,可以找幾個圓形的罐子或杯子。用棉線繞著罐子繞一圈,量出圓周長,再用尺量出直徑,也就是穿過圓心、從圓的一邊量到對面那邊的長度。把圓周長除以直徑試試看。每個罐子算出來的數字都會在 3.1 附近,量得越仔細就越接近 3.14。算出來不完全一樣是正常的,因為用尺量一定會有一點誤差。
例 1小明量一個罐子,圓周長是 25.1 公分,直徑是 8 公分,他算出來的圓周率是多少?
- 圓周率 = 圓周長 ÷ 直徑
- 25.1 ÷ 8 = 3.1375
- 取到小數第二位約是 3.14,和圓周率很接近
答:約 3.14
例 2直徑 10 公分的圓,圓周長是多少?
- 圓周長 = 直徑 × 3.14
- 10 × 3.14 = 31.4(公分)
答:31.4 公分
例 3半徑 5 公分的圓,面積是多少?
- 圓面積 = 半徑 × 半徑 × 3.14
- 5 × 5 × 3.14 = 78.5(平方公分)
答:78.5 平方公分
例 4一個圓的圓周長是 18.84 公分,直徑是多少?
- 直徑 = 圓周長 ÷ 3.14
- 18.84 ÷ 3.14 = 6(公分)
答:6 公分
圓周率是多少:有沒有完整版
圓周率是 3.14159265358979323846……,小數點後面永遠寫不完,而且數字不會出現固定的重複循環,所以沒有所謂的完整版或全部的圓周率,任何寫出來的都只是前面一段。下面是小數點後前 50 位:
3.14159265358979323846264338327950288419716939937510
想看更多位數,可以看圓周率100位。每年 3 月 14 日因為日期像 3.14,被很多人當成圓周率日,由來可以看圓周率日。
平常做數學題,用 3.14 來算就夠了。國小的題目都用 3.14,這樣算出來的答案才會和課本、考卷上的答案一樣。如果你用更多位小數來算,答案反而會和標準答案對不起來。
圓周長和圓面積:馬上試做 5 題
六年級的關卡是練習用 3.14 算圓周長和圓面積;三年級的關卡是練習圓的半徑和直徑,適合先複習半徑和直徑的關係。不用登入,做完會告訴你答對幾題。
準備好就開始,一共 5 題。
圓周率怎麼來的
很久很久以前,人們就發現圓周長大約是直徑的 3 倍,古代很多地方直接用 3 來算。後來為了蓋房子、測量土地、看天文,大家想把這個數算得更準,歷史上幾個有名的紀錄如下。
古希臘的阿基米德想出一個很聰明的方法:在圓裡面畫一個正多邊形,外面再畫一個,圓周長一定比裡面的多邊形周長大、比外面的小。邊數越多,兩個多邊形就越貼近圓,他一路算到正 96 邊形,把圓周率夾在兩個分數之間。中國南北朝的祖沖之用類似的切割方法,算到小數點後第 7 位,這個紀錄保持了將近一千年。
| 時代 | 誰算的 | 用的數 | 換成小數 |
|---|---|---|---|
| 約 4000 年前 | 古巴比倫 | 3 又 1/8 | 3.125 |
| 約 3600 年前 | 古埃及 | (16/9) × (16/9) | 約 3.1605 |
| 約 2200 年前 | 阿基米德 | 比 223/71 大、比 22/7 小 | 約 3.1408 到 3.1429 之間 |
| 約 1500 年前 | 祖沖之 | 在 3.1415926 和 3.1415927 之間,並提出 355/113 | 355/113 約 3.14159292 |
真正的圓周率大約是 3.14159265。355/113 和真正的圓周率相差不到 0.0000003。
拉馬努金的圓周率公式
拉馬努金是來自印度的數學家,他生在 1887 年,但只活了 32 歲,他的大部分數學知識都是自己學來的。他在 1914 年發表了好幾個計算圓周率的公式,其中最有名的一個是把很多項加起來,而且每多加一項,就會多出大約 8 位正確的小數。
這個公式只用第一項,算出來就是 9801 ÷ (2 × 根號 2 × 1103),約等於 3.14159273,小數點後前 6 位已經和真正的圓周率一樣。加到第二項,前 15 位小數都正確。一般的方法要算非常多次才能這麼準,所以後來用電腦算圓周率的人,很多都用他的公式或從他的想法改良出來的公式。
這個公式用到階乘、根號和無窮多項相加,這些都是大學以上才會學的數學,我們現在還不用學那麼深。你只要知道圓周率可以用公式一直算下去,而且有人找到了算得特別快的方法就可以了。
圓周率有盡頭嗎
圓周率的小數位數沒有盡頭。18 世紀的數學家已經證明,圓周率不能寫成兩個整數相除的分數,這種數叫做無理數,它的小數會一直寫下去,而且不會出現固定的循環。所以不管電腦算到第幾位,後面永遠還有下一位。
現在用電腦已經把圓周率算到超過一百兆位,目的通常是測試電腦的速度和穩定度,不是因為真的需要這麼多位。日常計算用不到那麼多位,我們做數學題用 3.14 就夠了。
像圓周率這種寫不完的小數,叫做無理數,這個名字要等到上國中才會學到。現在你在國小,只要記住圓周率是以 3.14 開頭、小數部分永遠寫不完,平常做題目時直接用 3.14 來算,這樣就完全夠用了。
常見問題
圓周率是多少?
圓周率大約是 3.14159,小數點後面可以一直寫、永遠寫不完。在國小做計算題時,我們一律取 3.14 來用。如果你很想知道,它的前 10 位小數是 3.1415926535。
為什麼國小算圓都用 3.14?
因為真正的圓周率小數部分寫不完,我們做計算時一定要挑一個接近的數字來代替。3.14 已經很接近真正的圓周率了,而且用直式計算也很方便。課本和考卷都統一規定用 3.14,這樣大家的答案才會一樣。
圓周率幾年級學?
在國小三年級,我們先認識圓心、半徑和直徑這幾個詞。到了六年級,就會學到圓周率、圓周長、圓面積,還有扇形的面積。
22/7 可以當圓周率嗎?
22/7 算出來大約是 3.1429,這是很久以前的人常用來代替圓周率的數字,它比真正的圓周率大了一點點。不過在國小的題目裡,規定要用 3.14 來算。除非題目特別說明可以用 22/7,否則不要用它來計算。