■π=3とゆとり

 昨日「乙部融朗遺稿集」を出稿.肝心の資料が含まれていないのではという不安は残っているが,多少のゆとりを感じる.

 私が小学生のとき最初に教わったπはおよそ3であった.その後,πはおよそ3.14であって,実際は循環しない無限小数となることを知った.野崎先生の「πの話」岩波書店を読んで,πの計算に一生捧げた(棒に振った)数学者たちに心を躍らせたことを憶えている.

 本稿で何度も取り上げたことがある問題

  「πは3.05より大きい」

ことを示してみたい.

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 今から2000年以上も前の紀元前3世紀,アルキメデスは円に内接・外接する正96角形による計算から3・10/71<π<3・1/7,あるいは小数で表すと3.14084<π<3.142858よりπ=3.14という近似値を求めています.

 正96角形に引き続いて,円の正多角形近似,すなわち,192,384,768,・・・など弧の2等分を繰り返すことによって辺の数を増してπの値が計算されました.ルドルフは正242角形の周を計算して円周率を35桁計算するために一生を費やしました.しかし,円の正多角形近似によって得られるπでは大幅な精度の向上は期待でず,17世紀まで注目すべき進歩はみられませんでした.

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 ここで示すことはπ>3.05であるから円接多角形を考えてみよう.半径1の内接六角形であれば,周長の比較から

  π>3

を示すことは簡単である.

 内接12角形の前に,半径1の内接八角形で試してみよう.周長の比較から

  2π>8・2・sinπ/8

 ここで,

  sin^2π/8=(1−cosπ/4)/2=(2−√2)/4

  √2<1.145

より,

  2π>8・2・sinπ/8→π>3.05

を示すことができそうだ.

 内接12角形であれば

  2π>12・2・sinπ/12

  sin^2π/12=(1−cosπ/6)/2=(2−√3)/4

となって,もっとゆとりをもって目標をクリアできそうである.

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