円周率「およそ3」を求める

hafupon2005-01-17

今回は、パソコンに円周率を求めさせるということをしてみました。
2つプログラムを作ったのですが、 どちらも円の面積から円周率を出すという方法です。

ひとつが、4分の1の円をマス目に区切って、
円の内部に当たる部分のマスを数えて面積を求める方法。
もうひとつが、補間なしの数値積分で面積を求める方法。
図を作ったのでそれを見て何とか理解してね。
円周率の各桁の数字を確定するために、
完全に円の内部に含まれる、小さく見積もったもの(赤色部分)と、
円に少しでも重なる部分の、大きく見積もったもの(赤色+桃色部分)での
はさみうちにします。

結果は以下。分解能はどれだけ細かく縦横に区切ったかということです。
一応、実際の円周率は、小数点以下15桁まで示すと、
3.141592653589793
となっております。
"マス目法"
分解能計算値確定値
102.760000000000000
3.520000000000000
-
323.007812500000000
3.253906250000000
3
1003.101600000000000
3.181200000000000
3.1
10003.137548000000000
3.145544000000000
3.1
25523.140008205501125
3.143142387555154
3.14
100003.141190520000000
3.141990480000000
3.141
1000000003.141592613586796
3.141592693586796
3.1415926

"補間なし数値積分法"
分解能計算値確定値
102.904518326248319
3.304518326248319
-
173.007198263969624
3.242492381616683
3
1003.120417031779046
3.160417031779045
3.1
10003.139555466911021
3.143555466911020
3.1
12773.140000713499347
3.143133054924563
3.14
100003.141391477611315
3.141791477611314
3.141
1000000003.141592633588862
3.141592673588862
3.1415926

分解能1億の時点で計算にCelelon2.0Gでも5〜10秒もかかってしまう。
あと3桁足したら1時間ぐらいかかるから、このくらいで勘弁。

マス目のほうで32x32のマスで一桁目の3が確定できる。
このくらいなら方眼用紙とか使って手計算でできそうだ。
小学生にもできそうだ。全国の教員の皆さんどうでしょう。
もっと面白い方法で円周率を出してたりするのかな。

さて、今の小学校では円周率を最初に習うとき「およそ3」と教わるらしい。
この「およそ3」というのは、32x32のマスで4分の1の円を表現したり、
17本の棒で4分の1の円を表現するくらいの荒さということ。
ペイントソフトかなんかで64x64の円を書いてみてください。
およそ3で表現できるのはそのくらいの円だということです。
でもまあ円に見える。けっこう転がりそうだ。

で、前までは「3.14」で習っていた。2552マスですか。
円にするとなると5104。私のモニターにはぜんぜん納まらんですね。
厳密とは言わんまでも、結構いい数字だったのですね。
2桁余分に3.14まで覚えても損はない感じだ。

ということで、世の小学生よ。
余裕があったら3.14まで覚えとくといいことあるかもよ。
・・・ってな感じでどお?