圆周长转直径计算器
结果
直径
- 周长
- 20.0000 cm
圆周长转直径计算器做的是圆周率被定义出来的那个换算,而且两个方向一起做:填周长读直径,或者填直径读周长。无论你填的是哪个框,两个数都会印出来,所以你不必动手之前就想清楚自己要哪个方向。这个关系本身就是圆周率的定义,值得直说,因为整页就是它。圆周率是任意一个圆的周长除以它的直径得到的那个数——每一个存在过的圆都是同一个数,约 3.14159。写成等式,周长等于圆周率乘以直径;解到另一边,直径等于周长除以圆周率。换算到此为止,两个框无非是把这两句话各配了一个地方让你填数。两个框只该填一个。它们是同一个圆的同一个测量的两种说法,所以两个都填不是更准,是自相矛盾:周长 20 与直径 6.3662 确实描述同一个圆,周长 20 与直径 7 就不描述同一个圆,而页面无从知道你指的是哪一个。手上是哪个就填哪个,另一个别动。算路要绕经半径、而不是从一个框直接跳到另一个框,还有第二个理由,而它体现出来的是一件实用上的好处而不是数学上的。页面通过半径折半或翻倍、只在最后舍一次,于是答案是精确的回环:把周长 20 对应的那个直径再填回直径框,拿到的是 20——不是 19.9999。这条性质比听起来更值钱,因为它意味着这一页可以和任何别的圆页面串起来用。把同一组尺寸填到总览页上,它的直径、半径与周长会与这里的两个数对到最后一位。单位与本站别处一样。两个框都收厘米、米、毫米、英寸或英尺,而两个答案都回厘米,因为换算发生在进去的那一步。按英寸量到的周长算回来是厘米数,大约大两倍半。这一页没有任何平方,所以除数是 2.54 而不是它的平方。读结果之前还有一件事该有准备。无论你填的是哪个框,两行都会出现,而第一行永远是直径。填直径时,第一行就是你刚敲进去的那个数原样印回来,你要的周长在第二行。这个顺序是有意安排的,不是疏忽,它正是不加下拉框、把两个方向放在一页上的代价。
常见圆:给定直径的周长,与给定周长的直径
| 周长(厘米) | 直径(厘米) |
|---|---|
| 3.1416 | 1 |
| 6.2832 | 2 |
| 9.4248 | 3 |
| 15.708 | 5 |
| 31.4159 | 10 |
| 62.8319 | 20 |
| 1.5708 | 0.5 |
| 0 | 0 |
八个圆、两列,哪一列都可以当答案读。表背后是按直径排的,所以直径那一列是整数、周长那一列带着长尾小数:第二列是人们量得到的那个量,第一列是他们通常想要的那个。第一行是单位圆,周长取四位就是 π——这是记住「直径 1 绕一圈比 3 多一点」最快的办法。头两行是缩放那一对:直径翻倍,周长跟着翻倍,因为周长是长度、不是面积。第四行是直径 5、绕一圈 15.708,手边的尺寸接近十六时就查这一行。第五行是直径 10,它的周长 31.4159 正是周长页与椭圆页对同一个圆印的数——那就是周长页打开时那个圆,半径 5。这一页打开时的周长 20 落在这两行之间,所以它印出的直径也落在两行的直径之间。第七行是直径半厘米的圆,表里最小的一个,摆在这里是为了看出这四位小数能往下够到多远:这个尺寸上,显示精度已经比任何卷尺量得出的精度都细,读最后一位之前值得先知道这件事。最后一行直径为零,是真正的零,不是缺答案。
公式
直径 = 周长 ÷ π 周长 = π × 直径
- π
- 约 3.14159。它不是谁挑出来的数——它是每个圆的周长除以直径都会得到的那个结果,也正因如此,从一个量换到另一个量才要除以它
- C
- 周长:绕圆一圈的长度,单位是厘米。你沿着边缘量过一圈时,填的就是它
- d
- 直径:穿过圆心横过去的长度,单位是厘米。你横着量过这个物体时,填的就是它
- 周长 ÷ π
- 页面名字里那个方向。把量出来的周长除以 π,就是把定义倒过来用,剩下的正是大多数人没法直接量到的那个量——量直径要找圆心
- π × 直径
- 另一个方向,也是这个关系更老的一种写法:直径乘以 π 就是绕一圈的长度。它与上面那条是同一个等式,只是解到了另一头
- 两个答案都印
- 无论你填的是哪个框,直径与周长都会显示出来。其中一个永远是你自己填的那个数的重述——一页同时回答两个方向,这一条躲不掉
- 四位小数
- 读数印出来的宽度。由周长反推的直径是一个无理数除出来的,几乎永远写不完;20 ÷ π 是 6.36619…,页面印 6.3662
凡是量到的是周长、要的却是直径(或者反过来)的时候。前一种常见得多:拿卷尺绕一圈很容易,找圆心不容易。树干、管子、电缆、柱子、木桶或大石头的直径,通常都是绕一圈量周长再除出来,因为世上没有一把卡尺能横跨一件立着的东西量到中间。买东西是第二种:库存按一个尺寸卖、规格却按另一个尺寸写——管材按外径、软管按内径、轴承按它要套的轴径,而货架上那件东西往往只能绕一圈量,于是换算发生在柜台前。装配是第三种:盖子、垫片、卡箍、喉箍、皮带或圆环要配上一件圆形的东西,而零件规格给的是直径,那件东西本身却绕着量最方便。工程与制图上,它是同一个孔或同一根轴两种标注法之间的换算;机加工里,它是「从磨损的零件上量到一圈长度、要先换过来才能与图纸比」的原因。车间里它由绕出来的一圈长度定带锯条或传动带,厨房里它把蛋糕模的一圈长度换成裁纸垫圈要用的直径。课堂上它是「圆周率是一个比、不是一条规定」的演示:绕罐头一圈、再横着量一下,一个除以另一个,屋里每一件圆形的东西都会给出同一个 3.14。日常算术里,它还能回答这类问题:只知道圆桌的一圈有多长,它能不能过那扇门;只知道房间边缘的长度,要买多大直径的圆地毯才盖得住。
算例
周长 20
- 除以 π:20 ÷ 3.14159 = 6.36619…
- 舍到四位:6.3662
页面打开时就是这一组,也是页面名字里那个方向。这个直径不是一个写得完的数——它是 20 除以一个无理常数——这正是页面把它保持未舍入直到最后的原因。总览页对同一个圆印的也是 6.3662,并且给出半径 3.1831,而 6.3662 正好是 3.1831 的两倍。
直径 10
- 乘以 π:10 × 3.14159 = 31.4159
- 直径那一行重复你填的数,也就是 10
反过来的方向,也是把两行面板在做什么摆在最明处的一组。第一行是你刚填进去的那个数,原样印回来;你要的答案在它下面。这同时是半径 5 的那个圆,而 31.4159 正是周长页与椭圆页对同一个圆印的数。
原路返回:直径 6.3662
- 乘以 π:6.3662 × 3.14159 = 20.0000
- 答案回到 20,不是 19.9999
回环,也是「舍入留到最后一步」的理由。把页面为周长 20 印出的那个直径填回直径框,你会重新落在 20 上。如果先把这个直径舍掉再相乘,这里就会丢掉一位——而一个回不到起点的换算,没法与任何别的东西串起来用。
周长半厘米
- 除以 π:0.5 ÷ 3.14159 = 0.15915…
- 舍到四位:0.1592
一个小圆,放在这里是因为这个尺寸段正是四位小数不再宽裕的地方。绕一圈半厘米,直径只有一毫米半多一点,读数勉强够用。公式在这个尺度上没有任何变化——还是那个除法。
周长 0
- 除以 π:0 ÷ 3.14159 = 0
- 两行都读 0
一个没有东西可绕的圆,也没有宽度,答案是两个零,而且是对的,不是缺答案。两个框里填 0 都是合法的——「量出来是 0」与「根本没有量」是两回事,而框空着才是页面认为「没有东西可算」的那一种。
局限
这一页只在同一个圆的这两个测量之间换算,别的不给:不出半径、不出面积,也没有第三个量可以互相核对。需要面积或者半径,在另一页。两个答案都回厘米,与每个框选的是哪个单位无关——换算发生在进去的那一步,所以按英寸填的周长算回来是厘米数,要读成英寸得除以 2.54;而那一次除法只对这一页成立。无论填的是哪个框,两行都会出现,所以其中一行永远是你自己输入的重述——填直径时是直径那一行,填周长时是周长那一行。两个框只准填一个:填两个,哪怕两个数描述的是同一个圆,页面也会拒绝,因为两个框就是两次测量,页面无从知道你指的是哪一个。数只在最末尾舍一次,所以先舍中间那个半径再手算的人会在最后一位与页面不同;错的不是页面这一边。四位小数是显示宽度,不是「这个数精确」的声明。周长为 0 是接受的,直径也是 0。这里不做周长与面积之间的换算,而那个换算不是除以 π——它里面有开平方,属于面积那一页。
常见问题
- 为什么第一个结果就是我刚填进去的数?
- 因为这一页同时回答两个方向,所以两行里总有一行是你输入的重述。第一行是直径,你填的就是直径时,那一行自然原样印回来,你要的数在第二行。哪一行是回声,随你填的是哪个框而变——这就是不给这一页加模式下拉框所付出的代价。
- 为什么两个框只能填一个?
- 因为它们描述的是同一个圆,两个数要么多余、要么矛盾。周长 20 与直径 7 不可能同时属于同一个圆,而页面无从判断你真正量到的是哪一个。手上是哪个就填哪个,另一个留空——哪怕你已经自己把另一个算出来了。
- 我填的是英寸,为什么两个答案都是厘米?
- 因为单位换算发生在进去的那一步,不是出来的那一步。你的英寸先被换成厘米,换算做完,两个数都以厘米给出。要读成英寸,除以 2.54。这一次除法在这里是对的,因为两个量都是长度;放到面积上就错了,那里要除以长度换算系数的平方。
- 除以圆周率为什么得不到整数?
- 因为圆周率是无理数,一个整齐的数除以一个无理数,几乎不可能落在另一个整齐的数上。周长 20 得到直径 6.36619…,页面印 6.3662。这是显示宽度,不是「这个数精确」的声明——它背后那个值根本没有最后一位。
- 换算过去再换算回来,能回到我原来的数吗?
- 能,而且这是有意做到的。页面只在最后舍一次,不是每一步都舍,所以直径 6.3662 给出的是正好 20,不是 19.9999;周长 31.4159 给出的是 10。一个回不到起点的换算,没法与别的东西串起来用。
- 这一页与圆周长那一页是一回事吗?
- 不是——那一页收半径或直径、只给周长,只有一个方向。这一页是单独把这一对拿出来、两个方向都回答,手上起点是周长时该用它。想把四个量一次看全,用总览页:给它任意一个,它回给你其余全部。
参考资料
- Circle——那条曲线本身,包含「π 是圆的周长与直径之比」这条定义,本页做的正是把它倒过来用 — Wolfram MathWorld(美国)
- Diameter——穿过圆心横跨圆的那条线段,以及它与半径、与周长的关系 — Wolfram MathWorld(美国)
- Pi——这里要除的那个常数,包含「由周长反推出来的直径几乎永远写不完」的原因 — Wolfram MathWorld(美国)
- 教育部关于印发义务教育课程方案和课程标准(2022 年版)的通知——该通知的附件清单第 5 项是《义务教育数学课程标准(2022 年版)》;圆的周长、直径与圆周率是义务教育阶段数学课程的内容,课标的原文与学段划分以该附件为准 — 中华人民共和国教育部