Nombre π : définition, formules et usages

Comprenez pourquoi π relie le périmètre d’un cercle à son diamètre et comment l’utiliser sans confondre valeur exacte et approximation.

Définition

π est le rapport constant entre la circonférence d’un cercle et son diamètre dans la géométrie euclidienne. Sa valeur commence par 3,1415926535…, mais son écriture décimale ne se termine pas et ne devient pas périodique.

Formules essentielles

  • circonférence : C = 2πr = πd ;
  • aire du disque : A = πr² ;
  • volume du cylindre : V = πr²h ;
  • volume de la sphère : V = 4πr³/3 ;
  • surface de la sphère : S = 4πr².

Valeur exacte ou arrondie

Une expression comme 25π cm² est exacte. Écrire 78,54 cm² donne une approximation. Conservez π dans les étapes et arrondissez uniquement le résultat final selon la précision des mesures.

Exemple

Pour un cercle de rayon 5 cm, le périmètre exact vaut 10π cm et l’aire exacte 25π cm². Avec π ≈ 3,14159, cela donne environ 31,416 cm et 78,540 cm².

Pourquoi π apparaît ailleurs

π intervient dans les phénomènes périodiques, les ondes, les probabilités, l’analyse et de nombreuses formules physiques. Sa présence ne suppose pas toujours qu’un cercle soit visible : elle peut venir d’une symétrie ou d’une périodicité sous-jacente.

Contrôle

Le périmètre doit avoir une unité de longueur et l’aire une unité carrée. Cette simple vérification évite de mélanger les deux formules.

Calculs complémentaires