測量:周長、面積、表面積與體積

圓周長

如果你把一根繩子緊緊繞在一個錫罐外圍一圈,再把繩子拉直,它的長度就是圓周長——繞圓一圈的距離,也就是圓版本的周長。古人發現了一件了不起的事:不論圓是大是小,這個距離永遠是直徑的同一個倍數。

這個固定的倍數就是圓周率 pi(約 3.14159...),定義為任何圓的圓周長與其直徑之比:pi = C / d。重新整理得 C = pi · d,又因為直徑是半徑的兩倍,所以 C = 2 · pi · r。半徑為 5 的圓,圓周長為 2 · pi · 5 = 10 · pi ≈ 31.4。繞圈的一部分——由圓心角 theta(以弳度為單位)所截出的弧——其長度為 r · theta,若角以度為單位,則為 (theta / 360) · 2 · pi · r。

pi 並不是某個分數的偽裝:它是無理數,所以它的小數永不終止、永不循環,而且它其實是超越數(它不是任何整數係數多項式的根)。22/7 和 3.14 是方便的近似值,而非真正的值——這件事有個著名的後果,因為 pi 的超越性正是用尺規無法化圓為方的原因。

一個半徑為 0.35 公尺的腳踏車輪,圓周長為 2 · pi · 0.35 ≈ 2.20 公尺,所以車輪每轉一整圈,腳踏車就前進約 2.2 公尺。

C = 2·pi·r;pi 是圓周長與直徑的固定比值。

pi 是無理數且為超越數,並不恰好等於 22/7 或 3.14;那些只是近似值,而 pi 的超越性正是用尺規無法化圓為方的原因。

又稱
perimeter of a circle圓的周長