Entiendo el razonamiento de $\pi r^2$ para el área de un círculo, sin embargo, me gustaría saber qué hay de malo en el razonamiento siguiente:
El área de un cuadrado es como una línea, la altura (una dimensión, la longitud) colocada varias veces al lado del cuadrado todo el camino hasta la longitud del cuadrado así tenemos altura x longitud para el área.
El área de un círculo podría pensarse en una línea (El radio) colocada al lado de la otra varias veces como para formar un círculo. Dado que la circunferencia de un círculo es $2 \pi r$ tendríamos, por el mismo razonamiento anterior, que $2 \pi r^2$ . ¿Cuál es el problema de este razonamiento?
Las líneas colocadas una al lado de la otra sólo irían rectas como un rectángulo por lo que habría que separarlas en uno de los extremos para poder formar un círculo por lo que creo que el problema está ahí. ¿Alguien podría explicar el problema en el razonamiento anterior?
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Tal vez los dos artículos de aquí le ayuden: wku.edu/~tom.richmond/Pir2b.html Además, vea una prueba aquí: basic-mathematics.com/prueba-del-área-de-un-círculo.html
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Gracias, pero yo estaba allí antes de publicar esto en realidad. Entiendo cómo funciona el razonamiento detrás de la fórmula adecuada, pero me gustaría saber qué hay de malo en lo anterior.
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Creo que el argumento más cercano a la lógica anterior que obtiene la respuesta correcta es lo que Wikipedia llama el prueba de reordenación .
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Los segmentos de longitud $r$ se colocan uno al lado del otro, sí, pero sus dos extremos no se mueven la misma distancia. Los extremos exteriores de la línea cubren una longitud de $2\pi r$ mientras que los extremos interiores cubren $0$ . La media da la respuesta correcta. Observa que esto también funciona para una forma anular (donut): las longitudes son $R-r$ los extremos exteriores van $2\pi R$ y los extremos interiores van $2\pi r$ por lo que el área es $2\pi(R-r)(R+r)/2=\pi R^2 - \pi r^2$ .
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Por cierto, si realmente quieres saber por qué no puede ser $2\pi r^2$ en particular, obsérvese que el círculo de radio $r$ cabe dentro del cuadrado de lado $2r$ por lo que su área debe ser $\le 4r^2$ .
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Creo que una buena pregunta es, ¿por qué tiene sentido pensar que se puede generalizar algo sólo porque funcionó en un caso muy concreto?
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Hice casi la misma pregunta cuando tenía catorce años, sobre por qué la superficie de un cilindro es $2\pi r$ veces la altura pero el área de un cono no es $2\pi r$ veces la longitud de la hipotenusa.