“化圆为方”是古希腊数学尺规作图领域中的命题。“化圆为方”要解决的问题是:求一个正方形,使其面积等于一给定圆的面积。
“化圆为方”的难度在于作图时所使用工具的限制。古希腊人要求几何作图只能使用直尺和圆规。欧洲文艺复兴时期,意大利数学家达芬奇发现,可以通过特殊的曲线来完成。用已知圆为底,圆半径的1/2为高的圆柱,在平面上滚动一周,所得的矩形,其面积恰为圆的面积。
圆的半径为r,大家都知道圆的面积为S=πr2,圆的周长为C=2πr。矩形的面积为S=长×宽。而利用达芬奇的方法所得到的矩形的长度为已知圆的周长2πr,宽为r/2,计算得出矩形的面积为S=r/2×2πr=πr2,也就是圆的面积,再将矩形化为等积的正方形即可。
(张润清)