¿Por qué es [matemática] 2 \ pi r ^ 2 [/ matemática] la ecuación para la circunferencia de un círculo? ¿Cómo se descubrió?

Si te refieres a la relación entre circunferencia y radio, el método para llegar a esa relación se conoce (el método de aproximación) desde la antigüedad:

Aproximaciones de π

“La matemática babilónica usualmente se aproxima a π a 3, suficiente para los proyectos arquitectónicos de la época (en particular, también se refleja en la descripción del Templo de Salomón en la Biblia hebrea).

Los babilonios sabían que esto era una aproximación, y una tableta matemática antigua de Babilonia excavada cerca de Susa en 1936 (fechada entre los siglos XIX y XVII a. C.) da una mejor aproximación de π como 25/8 = 3.125, aproximadamente 0.5 por ciento por debajo de valor exacto.

Aproximadamente al mismo tiempo, el papiro matemático egipcio detrás (fechado en el segundo período intermedio, c. 1600 a. C., aunque se afirma que es una copia de un texto antiguo del Reino Medio) implica una aproximación de π como 256⁄81 ≈ 3.16 ( exacto al 0.6 por ciento) calculando el área de un círculo al aproximar el círculo por un octágono “.

Si te refieres a la expresión para el área de un círculo en términos de su radio, varias personas de la antigua Grecia derivaron la forma funcional, mientras que Arquímedes construyó la expresión completa:

Área de un disco

“Las matemáticas modernas pueden obtener el área utilizando los métodos de cálculo integral o su descendencia más sofisticada, análisis real. Sin embargo, el área de los círculos fue estudiada por los antiguos griegos. Eudoxo de Cnidus en el siglo V antes de Cristo había descubierto que las áreas de los círculos son proporcional a su radio al cuadrado.

El gran matemático Arquímedes usó las herramientas de la geometría euclidiana para mostrar que el área dentro de un círculo es igual a la del triángulo rectángulo cuya base tiene la longitud de la circunferencia del círculo y cuya altura es igual al radio del círculo en su libro Medición de un círculo . La circunferencia es 2π r , y el área de un triángulo es la mitad de la base por la altura, produciendo el área π r

para el disco Antes de Arquímedes, Hipócrates de Chios fue el primero en mostrar que el área de un disco es proporcional al cuadrado de su diámetro, como parte de su cuadratura de la luna de Hipócrates,

pero no identificó la constante de proporcionalidad “.

La prueba de Arquímedes se presenta en la misma página de Wikipedia:

Área de un disco

La circunferencia de un círculo no es [matemática] 2 * \ pi * r ^ 2 [/ matemática]; es [matemáticas] 2 * \ pi * r [/ matemáticas].

[matemática] \ pi [/ matemática] se define como la relación entre la circunferencia de cualquier círculo y su diámetro. Por lo tanto, para cualquier círculo con diámetro d, su circunferencia [matemática] C = d * \ pi [/ matemática].

Como el diámetro de un círculo es simplemente dos veces su radio, podemos sustituir [matemática] 2 * r [/ matemática] por [matemática] d [/ matemática] y obtenemos [matemática] C = 2 * r * \ pi [/ matemática ]

De acuerdo con la propiedad conmutativa de la multiplicación, podemos reescribir la ecuación como [matemáticas] C = 2 * \ pi * r [/ matemáticas].

La fórmula no fue descubierta; es simplemente una nueva redacción de la definición de [math] \ pi [/ math].

Mira este video explicativo.

La circunferencia de un círculo es [matemática] 2 \ pi r [/ matemática] mientras que el área de un círculo es [matemática] \ pi r ^ 2 [/ matemática]. Para la derivación, es posible que desee ver estos dos videos. En cuanto a cómo se descubrió, probablemente fue un hecho conocido en tiempos prehistóricos que la relación entre la circunferencia y el diámetro de un círculo es la misma para todos los círculos. Me parece recordar que a Euclides se le ocurrió una prueba geométrica de que la relación del área de un círculo al cuadrado de su radio es independiente del círculo. Es decir lo mismo para todos los círculos. Creo que el método consistía en aproximar un círculo a un polígono de muchos lados hasta que convergiera con un círculo, llamado método de agotamiento.

Aquí están los videos que le dan una explicación simple de la derivación del área y las fórmulas de circunferencia de los círculos.