Python演示正多邊形逼近圓周過程中計算圓周率近似值

問題描述:

很久以前推送過這樣一篇文章,

Python使用matplotlib繪製正多邊形逼近圓周

很容易得知,當正多邊形的邊數變多時,多邊形的周長會越來越接近外接圓的周長。

對於圓周,我們知道周長與直徑的關係,也就是下面的計算公式

                             (1)

改寫如下

                                    (2)

如果使用正多邊形模擬圓周的話,把正多邊形的周長和外接圓的半徑帶入上面的公式,可以得到圓周率的近似值,邊數越多,計算得到的圓周率近似值越接近真實值。


假設我們使用正n邊形模擬圓周,上圖中O爲圓心,A和B是正多邊形上兩個相鄰的頂點,這兩個點必然在圓周上,OD垂直於AB,那麼OD平分角AOB,而角AOB=360/n。於是有,上圖中多邊形邊長的一半,也就是AD,等於半徑OA與角AOD正弦值的乘積,也就是

  (3)

那麼多邊形周長、外接圓直徑和上圖中角AOD之間的關係爲

           (4)

聯立公式(2)和公式(4),可得

根據上面的結論,編寫程序如下:

運行結果如下:

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