2020年3月14日是全球首个国际圆周率日(π Day).…——2020 高考数学第 10 题答案解析

2020_北京卷 (2020)

2020 北京 第 10 题 单选题 区分题
2020_北京卷 (2020)

10.2020年3月14日是全球首个国际圆周率日( $\pi$
Day).历史上,求圆周率 $\pi$ 的方法有多种,与中国传统数学中的"割圆术"相似。数学家阿尔•卡西的方法是:当正整数 $n$ 充分大时,计算单位圆的内接正 $6 n$ 边形的周长和外切正 $6 n$ 边

形(各边均与圆相切的正 $6 n$ 边形)的周长,将它们的算术平均数作为 $2 \pi$ 的近似值。按照阿尔•卡西的方法,$\pi$ 的近似值的表达式是( )。

A. $3 n\left(\sin \frac{30^{\circ}}{n}+\tan \frac{30^{\circ}}{n}\right)$
B. $6 n\left(\sin \frac{30^{\circ}}{n}+\tan \frac{30^{\circ}}{n}\right)$
C. $3 n\left(\sin \frac{60^{\circ}}{n}+\tan \frac{60^{\circ}}{n}\right)$
D. $6 n\left(\sin \frac{60^{\circ}}{n}+\tan \frac{60^{\circ}}{n}\right)$
参考答案

A

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这道题真正考什么?

关键能力
三角
难度
区分题
先及格路线 · 高中数学 · 高难题

如果目标是先及格,这道题现在可以先放。

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完整解析 · 逐步详解

【答案】A

【解析】

【分析】

计算出单位圆内接正 $6 n$ 边形和外切正 $6 n$ 边形的周长,利用它们的算术平均数作为 $2 \pi$ 的近似值可得出结果。
【详解】单位圆内接正 $6 n$ 边形的每条边所对应的圆周角为 $\frac{360^{\circ}}{n \times 6}=\frac{60^{\circ}}{n}$ ,每条边长为 $2 \sin \frac{30^{\circ}}{n}$ ,
所以,单位圆的内接正 $6 n$ 边形的周长为 $12 n \sin \frac{30^{\circ}}{n}$ ,
单位圆的外切正 $6 n$ 边形的每条边长为 $2 \tan \frac{30^{\circ}}{n}$ ,其周长为 $12 n \tan \frac{30^{\circ}}{n}$ ,
$\therefore 2 \pi=\frac{12 n \sin \frac{30^{\circ}}{n}+12 n \tan \frac{30^{\circ}}{n}}{2}=6 n\left(\sin \frac{30^{\circ}}{n}+\tan \frac{30^{\circ}}{n}\right)$ ,
则 $\pi=3 n\left(\sin \frac{30^{\circ}}{n}+\tan \frac{30^{\circ}}{n}\right)$ .
故选:A.
【点睛】本题考查圆周率 $\pi$ 的近似值的计算,根据题意计算出单位圆内接正 $6 n$ 边形和外切正 $6 n$ 边形的周长是解答的关键,考查计算能力,属于中等题.

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