多角形からの円周率

円周率の算出方法として内接する多角形の一辺の長さの合計から割り出す方法があります。

基本から考えると、こんな感じかな。
まず円に内接する多角形を考える。この多角形は中心を頂点とするn個の二等辺三角形に分割でき、底辺の長さの合計が円周に近似される。
さて角数をnとすると、各三角形の頂角θは

であり、各三角形の底角θ1

頂点から底辺の中央に向けて垂線を引くと、底辺の1/2の点で交わるので、円の半径をrとすれば、底辺の1/2の長さr1

となるので、n角形の辺の長さの合計Rは

と表される。
元の円の半径rを0.5とすれば、
となる。

例えば、4角形ならば4cos(90-180/4)=2.828…、5角形なら5cos(90-180/5)=2.938…
120角形ならば、120cos(90-180/120)=3.141233…
といった具合。

つまり、

とまぁ、Texを使えば数式をそれらしく書けるのが嬉しくて下らないことをだらだら書きました。

現代では三角関数が使えるので、それこそ電卓でも持ち出せば1000角形だろうが一瞬で計算OKと。それでは意味はないので、幾何的に処理することを考えないと。
幾何的に処理となると、三平方の定理を使ってやればいいのかな? ちょっと図を書いて考えてみよう。