Método de Arquimedes
O primeiro método para calcular p, com alguma precisão, surgiu com Arquimedes. Este começou por perceber que o perímetro de polígonos regulares de n lados inscritos na circunferência é menor que o perímetro da própria circunferência, e que o perímetro de polígonos regulares de n lados circunscritos à circunferência é maior que o da circunferência. E, à medida que aumenta o número de lados dos polígonos regulares, inscritos e circunscritos, estes vão-se assemelhando progressivamente com a circunferência, e, consecutivamente, os seus perímetros vão aproximar-se, como podemos observar na figura 1.

Figura 1
Consideremos então um polígono regular de n lados, circunscrito a um circunferência de raio r. Seguidamente, traçam-se os segmentos de recta que unem o centro da circunferência aos vértices do polígono, obtendo-se assim n triângulos congruentes. E, por construção estes triângulos são isósceles, visto dois dos seus lados serem exactamente o raio da circunferência. Posteriormente, traçam-se segmentos tirados pelo centro perpendicularmente a cada lado. Estes segmentos são as alturas dos n triângulos isósceles em que o polígono foi dividido. Estes triângulos são também iguais entre si , e, qualquer um deles toma no polígono o nome de apótema. Obtemos então um polígono regular constituído por 2n triângulos rectângulos congruentes, assim como mostra a figura 2.

Figura 2
Como se pode
observar, obtivemos 2n triângulos rectângulos, portanto o ângulo A vale
e um cateto é igual à metade do lado do polígono circunscrito
e o outro é o raio da circunferência. Assim, o perímetro do polígono circunscrito (Pc),
será igual a 2n vezes p.

Figura 3
Através da figura 3, podemos observar que:
![]()
logo,

Portanto,

Como sabemos o perímetro da circunferência é dado por 2pr, então

(1)
Em particular, para n = 6, obtemos um hexágono regular. Logo,

assim,
(2)
Consideremos agora um polígono regular de n lados, inscrito na circunferência de raio r. E, procedendo com o polígono inscrito assim como procedemos com o circunscrito, obtemos mais uma vez, um polígono constituído por 2n triângulos rectângulos congruentes.

Figura 4
Como se pode observar na figura 4, o perímetro ( Pi ) do polígono regular inscrito de n lados, pode ser expresso por 2n vezes p. Então,

Figura 5
Através da figura 5, podemos observar que
![]()
então,

portanto,

Como o perímetro da circunferência é dado por 2pr, logo temos que

então,
(3)
Assim, por (1) e (3) concluímos que

E, em particular para n = 6 temos

logo,
p > 3 (4)
Pelas desigualdades (2) e (4) podemos concluir que, para n = 6 ( hexágono regular)
3 < p < 3,4641
Aumentando progressivamente o número de lados do polígono, obtemos valores, cada vez mais exactos de p.
Usando este método, Arquimedes chegou a aproximações de p, para n = 12, n= 24, n = 48 e por fim para n = 96. Com o polígono regular de 96 lados, Arquimedes demonstrou que
3,1410 < p < 3,1428
Podemos observar na figura 6, o quadro dos valores obtidos por Arquimedes:
N.º de lados |
Polígono inscrito |
Polígono circunscrito |
6 |
3 |
3,4641 |
12 |
3,1058 |
3,2154 |
24 |
3,1326 |
3,1597 |
48 |
3,1393 |
3,1461 |
96 |
3,1410 |
3,1428 |
Figura 6
Deve-se ter sempre presente que Arquimedes não dispunha do nosso sistema de numeração escrita, mas teve de efectuar todos os cálculos com o sistema de numeração grego.
Arquimedes, como se poderia pensar, não obteve apenas uma fina estimativa para p , mas, levou também muito longe a prática da ideia de integral. No entanto, só cerca de 20 séculos mais tarde, e após muito trabalho nesse sentido, diversas ideias e contribuições de muitos matemáticos se chegou à criação admirável do cálculo integral.
Nota: Existe ainda um outro método para o cálculo do p, que consiste em considerar as áreas dos polígonos regulares. Este outro método tem em conta que, quanto maior for o número de lados do polígono, mais próxima estará a sua área da área do círculo.