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圓周率

圓周率是任何一個圓的圓周長除以直徑得到的數,不管圓多大多小,答案都一樣,大約是 3.14159。它的小數點後面永遠寫不完,也不會重複循環,所以國小六年級計算時一律取 3.14。

這頁先講圓周率是什麼、怎麼用它算圓周長和圓面積,再講古人怎麼一步步把圓周率算得越來越準,以及它到底有沒有盡頭。

先看重點

  • 圓周率 = 圓周長 ÷ 直徑,大約是 3.14159。
  • 國小計算一律用 3.14,這是近似值,真正的圓周率寫不完。
  • 圓周長 = 直徑 × 3.14,圓面積 = 半徑 × 半徑 × 3.14。
  • 三年級認識圓心、半徑和直徑,六年級學圓周率、圓周長和圓面積。

圓周率的所有內容

圓周率是什麼

拿一個圓,量它繞一圈的長度,也就是圓周長,再量它的直徑,用圓周長除以直徑,會得到一個比 3 大一點的數。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。

直徑 10 公分圓心圓周長 約 31.4 公分 = 10 × 3.14
圓周長 ÷ 直徑 = 圓周率,大約是 3.14

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,分別在圓周長公式和圓面積公式有更詳細的說明。

圓周率圓周長 ÷ 直徑任何圓算出來都一樣,約 3.14159。
圓周長直徑 × 3.14也可以寫成半徑 × 2 × 3.14。
圓面積半徑 × 半徑 × 3.14把圓切成很多小扇形再排開,會接近一個長是半個圓周、寬是半徑的長方形。

圓周率怎麼算:動手量和例題

想讓孩子自己發現圓周率,可以找幾個圓形的罐子或杯子,用棉線繞一圈量圓周長,再用尺量直徑,把圓周長除以直徑。每個罐子算出來都會在 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?

  1. 圓周率 = 圓周長 ÷ 直徑
  2. 25.1 ÷ 8 = 3.1375
  3. 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?

  1. 圓周長 = 直徑 × 3.14
  2. 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?

  1. 圓面積 = 半徑 × 半徑 × 3.14
  2. 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?

  1. 直徑 = 圓周長 ÷ 3.14
  2. 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。

日常計算用 3.14 就很夠了。國小的題目都用 3.14,答案才會和課本、考卷一致;如果用更多位小數算,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

六年級的關卡練用 3.14 算圓周長和圓面積;三年級的關卡練圓的半徑和直徑,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

很早以前,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 1/83.125
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 355/113355/113 約 3.14159292

真正的圓周率約 3.14159265。355/113 和真正的圓周率只差不到 0.0000003。

拉馬努金的圓周率公式

拉馬努金是印度的數學家,生於 1887 年,只活到 32 歲,大部分數學都是靠自學。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,國小國中都不會教,是大學以上的數學。孩子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,國小算題目用 3.14 就夠了。

無理數要到國中才會學。國小階段記住圓周率是 3.14 開頭、小數寫不完、計算時取 3.14,就完全夠用了。

常見問題

圓周率是多少?

圓周率約是 3.14159,小數點後面永遠寫不完。國小計算一律取 3.14,前 10 位小數是 3.1415926535。

為什麼國小算圓都用 3.14?

因為真正的圓周率寫不完,計算時一定要取近似值。3.14 已經很接近,又方便用直式計算,課本和考卷都統一用 3.14,答案才會一致。

圓周率幾年級學?

國小三年級先認識圓心、半徑和直徑,六年級學圓周率、圓周長、圓面積和扇形面積。

22/7 可以當圓周率嗎?

22/7 約是 3.1429,是古代常用的近似值,比真正的圓周率大一點點。國小的題目規定用 3.14,除非題目特別說明,否則不要用 22/7 算。

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