3 步開始
- 先只選一种方法,用預設輸入跑第一遍。
- 同時看近似值、誤差、圖表和下方采样表,不要只盯着最後一個數字。
- 想複用同一組設定時,可以換範例,或直接複製 URL。
課堂範例:先做快速演示,再比較級數,最後用可複現的蒙特卡洛說明隨機波動。
多邊形
增加內接正多邊形的邊數,從幾何角度觀察圓周率近似如何改善。
近似值—
參考 π—
绝對誤差—
相對誤差—
一致位數—
輸入摘要—
收敛圖
红色虚線表示參考 π。把圖和下面的采样表一起看,更容易看出不同方法的节奏差异。
采样步驟
| 步驟 | 近似值 | 绝對誤差 | 相對誤差 |
|---|
講義與板書準备
教學提示
- 想先建立幾何直觉時,先從多邊形開始最自然。
- Gregory 故意很慢,所以能把“收敛”這個概念直觀看出來。
- 紧接着看 Nilakantha,學生通常更容易感受到“方法不同,效率就不同”。
- 蒙特卡洛法適合說明另一件事:隨機過程也會朝穩定平均值靠近,但轨迹不會很平滑。
常見問題
為什麼蒙特卡洛法不是精確值?
它使用正方形內的隨機點來估計圓面積,所以結果本質上是模擬值。點數越多通常越穩定,但仍不是解析公式給出的精確結果。
為什麼 Gregory 收敛這麼慢?
Gregory-Leibniz 級數很容易解释,但每新增一項帶來的改進都很小,所以適合教學,不適合速度比賽。
為什麼邊數增加後會更準確?
內接多邊形的形狀會越來越貼近圓,因此它的周長會越來越接近圓周,圓周率估計也會同步改善。
一致位數是什麼意思?
它表示估計值與參考圓周率從最前面開始,有多少位连续相同,直到第一次不同為止。
第一次應該先看哪种方法?
建议先看多邊形,再比較 Gregory 和 Nilakantha,最後用蒙特卡洛法讨论隨機性與可重複性。