Quadratur ebener Figuren. 360 Quadratur ebener Figuren.
t/ 2 — )IV und v'~
2vt]
Ч'+Ч
I) £^V(EJ7),
II) JJ>- ' 2UE .
' E+E r
Von diesen ebenfalls nicht unbequemen
Formeln lehrt I zunächst, aus den gege
benen Flächeninhalten eines eingeschrie
benen und umgeschriebenen Vielecks von
derselben Seitenanzahl den Flächeninhalt
des eingeschriebenen Vielecks von der
doppelten Seitenanzahl finden. Mittels
dieser Grösse gibt dann Formel II den
Flächeninhalt des umgeschriebenen Viel
ecks von der doppelten Seitenanzahl.
Man kann dann durch Wiederholung
dieses Verfahrens zu Vielecken von der
4, 8 u. s. w. fachen Seitenanzahl, also
wenn man den Radius gleich Eins nimmt,
schliesslich zur Zahl n gelangen. Das
Criterium dafür, dass man sich derselben
bis auf eine beliebig zu bestimmende
Bruchstelle genähert habe, ist, dass die
Grössen E r und V bis auf diese Bruch
stelle einander gleich sein müssen. Die
Formeln I und II sind indess nicht ganz
so bequem, als die beim ersten Verfah
ren benutzten.
Indess kann man sie noch etwas ein
facher machen, wenn man zunächst nicht
n selbst, sondern seinen reciproken Werth
— sucht,
n
Sei zu dem Ende:
E
~ e ’ U~ U ’
so wird die Formel II die Gestalt an
nehmen :
2_
1 ue
d. h.
i+л’
e e r
, и . ue
u ~T + ^’
während die Formel I ganz ihre Gestalt
behält, also
la) e' = y(eu)
gibt. Hieraus erhält man aber auch:
ue ,
V~ e V
und es wird daher die Ute Formel geben:
u -(- e'
Diese Formel ist viel einfacher, als die
mit II bezeichnete.
4) Berechnung derZahl n durch
Reihenentwicklung.
Die Entwicklung der trigonometrischen
Functionen in Reihen gibt aber weit
bequemere Methoden zur Berechnung
von n.
Wir werden hier nur einige dieser
Formeln geben, deren Anzahl man sich
leicht wird vermehren können.
Ist a ein beliebiger Bogen eines Krei
ses, dessen Radius die Einheit ist, so hat
man bekanntlich:
arc tang « = «г-i « s + p-« 5 —^ « 7
o O i
-f- — а 7 —
9
eine Reihe, welche convergir!, so lange
a nicht grösser als Eins ist. (Siehe die
Artikel: Reihen und Trigonometrie.)
Für die Grenze Eins selbst convergirt
sie noch aus dem Grunde, weil die Zei
chen der Glieder abwechselnd positiv und
negativ sind, hat aber dann die Eigen
schaft, dass die Summe von der Anord
nung der Glieder abhängig wird (ver
gleiche den Artikel: Reihen). Da nun
der zur Tangente Eins gehörige Bogen
der 8te Theil des Kreises, also gleich
~ ist, so hat man
4
arc tg 1 = —
und
л = 4(!-д +5 — 7+9 -•■•)•
Diese merkwürdige von Leibnitz her
rührende Reihe ist aber von sehr lang
samer Convergenz, und daher zur wirk
lichen Berechnung von n ganz ungeeignet.
Indess kann man aus der allgemeinen
Formel leicht andre Theile von n in
schneller convergirende Reihen ent
wickeln.
So z. B. gehört zu einem Winkel von
30° bekanntlich ein Sinus, dessen Werth
у und ein Cosinus, dessen Werth 3
beträgt. Es wird also die Tangente die
ses Winkels gleich —pz sein.
Уз
Der entsprechende Bogen aber ist der
71
12te Theil der Peripherie oder — und
0
Ha) ft':
2 '
man hat also, wenn man
n 1 _ УЗ
6 уз ~ 3
arc tg « :