En cirkel är en rund, tvådimensionell form. Alla punkter på cirkelns kant är på samma avstånd från centrum.

En cirkels radie är en linje från cirkelns centrum till en punkt på sidan. Matematiker använder bokstaven r för längden på en cirkels radie. En cirkels centrum är punkten i mitten. Den skrivs ofta som {\displaystyle O} .

Diametern (som betyder "hela vägen över") i en cirkel är en rak linje som går från en sida till den motsatta sidan och rakt igenom cirkelns centrum. Matematiker använder bokstaven {\displaystyle d} för längden på denna linje. En cirkels diameter är lika med två gånger dess radie ( {\displaystyle d} är lika med 2 gånger r ):

{\displaystyle d=2r}

En cirkels omkrets (som betyder "hela vägen runt") är den linje som går runt cirkelns centrum. Matematiker använder bokstaven {\displaystyle C} för längden på denna linje.

Talet π (skrivet som den grekiska bokstaven pi) är ett mycket användbart tal. Det är omkretsens längd dividerat med diameterns längd ( {\displaystyle \pi } är lika med {\displaystyle C} dividerat med {\displaystyle d} ). Som bråk är {\displaystyle \pi } lika med ungefär {\displaystyle 22/7} eller {\displaystyle 355/113} (vilket som är närmast) och som tal är det ungefär 3,1415926535.

Området, {\displaystyle A}, inuti en cirkel är lika med radien multiplicerad med sig själv och sedan multiplicerad med {\displaystyle \pi }( {\displaystyle A} är lika med {\displaystyle \pi } gånger r gånger r ).



 

Viktiga formler — översikt

  • Diameter: d = 2r (diametern är dubbla radien).
  • Omkrets (längden runt cirkeln): C = 2πr = πd.
  • Area (ytan inuti cirkeln): A = πr² = π(d/2)² = πd²/4.

Enheter och tolkning

Om radien anges i meter (m) blir omkretsen i meter och arean i kvadratmeter (m²). Om radien anges i centimeter blir arean i cm², osv. Tänk på att area alltid får kvadratenhet.

Bågar, sektorer och strängar

  • Båglängd: Längden av en båge med centralvinkel θ (i radianer) är s = rθ. För vinklar i grader konverterar du först: θ(rad) = θ(°)·π/180.
  • Sektor (tårtbit): Arean av en sektor med vinkel θ (i radianer) är A_sektor = ½ r² θ.
  • Sträng (chord): Längden på en sträng som skär av en vinkel θ i centrum (i radianer) är c = 2r·sin(θ/2).
  • Cirkelsegment: Arean av ett segment (delen av cirkeln avgränsad av en sträng och motsvarande båge) med centralvinkel θ är A_segment = ½ r²(θ − sin θ), där θ är i radianer.

Exempel

Anta r = 3 cm. Med π ≈ 3,1416 får vi:

  • Omkrets: C = 2πr ≈ 2·3,1416·3 ≈ 18,8496 cm.
  • Area: A = πr² ≈ 3,1416·3² ≈ 28,2744 cm².

Mer om π

Talets π är irrationellt (kan inte skrivas som ett ändligt eller upprepande bråk) och till och med transcendental (det är inte roten till något icke-noll polynom med heltalskoefficienter). Det betyder att decimalerna aldrig upprepar sig och fortsätter i all oändlighet. För praktiska beräkningar används ofta avrundningar som 3,14 eller 3,1416, eller när högre noggrannhet behövs används rationella approximationer som 22/7 eller 355/113.

Användning och tillämpningar

Cirkelformer och formler för omkrets och area används i många praktiska sammanhang: mätning av hjulspår, beräkning av materialåtgång för runda ytor, konstruktioner med bågar, planering av rundade parkytor, samt inom fysik och teknik (t.ex. vågor, rotation och områden för tvärsnitt). Formlerna för båglängd och sektor är viktiga när man arbetar med vinklar, t ex vid konstruktion av cirkulära bågar och vid beräkning av områden för utskurna delar.

Tips

  • Skriv om formler i termer av den storhet du känner (t.ex. om du känner diametern d, använd C = πd och A = πd²/4).
  • Kontrollera enheterna – area = längd².
  • Använd radianer i formler för båglängd, sektorarea och stränglängd om du använder de enkla uttrycken ovan; konvertera grader till radianer vid behov.