Da una lamiera è stato ritagliato un sottile anello il cui bordo interno è un cerchio con raggio di 99.8 cm mentre quello esterno è un cerchio con raggio di 100.1 cm. Determina l'area dell'anello (le misure dei raggi sono arrotondate).
Area = π·RaggioGrande2 - π·RaggioPiccolo2 = π·(RaggioGrande-RaggioPiccolo)2
100.05 cm ≤ RaggioGrande ≤ 100.15 cm
99.75 cm ≤ RaggioPiccolo ≤ 99.85
(100.052-99.852)2π cm2 ≤ Area ≤ (100.152-99.752)2π cm2
125.6
cm2 ≤ Area ≤ 251.2
cm2
Quindi: 120 cm2 ≤ Area ≤ 260 cm2,
ovvero: Area = 180 ± 60 cm2 (o 2 ± 1 dm2).
Se avessi calcolato direttamente (100.12-99.82)2π cm2 avrei ottenuto 188.401
cm2. Per capire quante cifre prendere avrei potuto osservare che l'area viene grosso modo calcolata come quella di un rettangolo avente un lato lungo quanto la circonferenza dell'anello e l'altro quanto lo spessore (100.1-99.8 = 0.3 cm) dell'anello; si tratta di un prodotto tra un numero a 3 o 4 cifre significative e uno ad 1 sola cifra significativa; quindi il risultato ha 1 cifra signficativa, e perciò è da arrotondare a 2·102 cm2. Questo metodo è più veloce ma anche più grossolano; mi consente comunque di avere un'idea della precisione del risultato (può essere utile anche per controllare la correttezza dei calcoli estesi fatti nel primo modo).
Per altri commenti: calcolo approssimato e calcolatore (6) neGli Oggetti Matematici.
Facciamo il calcolo anche con un mezzo di calcolo. Usiamo questa
calcolatrice. Introducendo (dove indica la freccia)
Approssimazione per difetto:
( pow(100.05, 2) - pow(99.85, 2) ) * PI = 125.60087429051856
Approssimazione per eccesso:
( pow(100.15, 2) - pow(99.75, 2) ) * PI = 251.20174858104284
Dunque il valore cercato (in cm²) sta in [125.601, 251.202], o in [120, 260], ovvero è
## I calcoli fatti con R # raggi Grande e Piccolo G <- c(100.05,100.15); P <- c(99.75, 99.85) # Area del cerchio Grande e di quello Piccolo AG <- G^2*pi; AP <- P^2*pi; AG; AP ## 31447.35 31510.25 31259.04 31321.75 # Le differenze (incrociate): AG[1]-AP[2]; AG[2]-AP[1] # 125.6009 251.2017 # Ovvero (vedi): source("http://macosa.dima.unige.it/r.R") R = 100.1+EPS(0.05); r = 99.8+EPS(0.05) A = function(x,y) pi*(R^2-r^2) min( A(R,r) ); max( A(R,r) ) # 125.6345 251.1809 che arrotondo a 125, 252