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幾何圖形的概率公式
幾何圖形的概率公式
更新时间:2025-04-02 13:48:31

幾何圖形的概率公式?古代三大幾何尺規作圖問題分别是三等分任意角,立方倍積和化圓為方科學家們已經證明了,用尺規作圖是無法解決的,前兩個問題是要對一個數開立方,後面的一個要做出圓周率,而尺規作圖隻能做出有限次數的加減乘除和開平方,無法達到目的,接下來我們就來聊聊關于幾何圖形的概率公式?以下内容大家不妨參考一二希望能幫到您!

幾何圖形的概率公式(化圓為方近似幾何作圖)1

幾何圖形的概率公式

古代三大幾何尺規作圖問題分别是三等分任意角,立方倍積和化圓為方。科學家們已經證明了,用尺規作圖是無法解決的,前兩個問題是要對一個數開立方,後面的一個要做出圓周率,而尺規作圖隻能做出有限次數的加減乘除和開平方,無法達到目的。

遠在十八世紀中葉,荷蘭數學家雅各布(Jacob de Gelder)提出了一個近似的化圓為方的做法,精度很高,本文就讨論一下。我們知道,南北朝時期的數學家祖沖之計算出了圓周率的密率355/113 = 3.1415929….,這是個有理數,可以用尺規作圖實現,而且跟圓周率很接近,精确到小數點後第六位,也就是百萬分之一,對于應用層面來講,完全夠用了。具體做法如下圖:

尺規作圖過程簡述

步驟如下:

1. 已知圓的半徑為1,作相互垂直的直徑AB和CD,在CD上取一點E,使得CE=7/8。

2. 連接AE,在AE上取一點F,使得AF=1/2。

3. 通過F作AB的垂線交AB于G。

4. 連接EG,并通過點F做EG的平行線,交AB于點H。

5. 延長AB,并作BJ=CB,以及JK=AH。

6. 以AK為直徑作圓,交CD的延長線于M。

7. 以BM為邊做正方形,該正方形即為所求。

證明如下:因為FG平行于CD,所以三角形AFG相似于三角形AEC,從而AF/AE=AG/AC——①

因為EG平行于FH,所以三角形AFH相似于三角形AEG,從而AF/AE=AH/AG——②

兩個式子相乘,得到(AF/AE)^2=AH/AC,由于AC=1,AF=1/2,而AE^2=AC^2 CE^2,故AH=:

因此AK=3*AC JK=3 16/113=355/113。

又因為以AK為直徑的圓L交CD的延長線為M,則三角形AMK為直角三角形,則根據射影定理:CM^2=AC*CK=AK-1,則BM^2=CM^2 CB^2=AK-1 1=AK,因此作BM為邊的正方形,面積等于AK=355/113,接近于圓周率,就是近似的化圓為方。精度為億分之一,大約是半徑100公裡的圓,正方形的邊長誤差為7.5毫米。

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