以前怎么测量国土面积？我天只要勺子和尺子就够了！

我想你肯定好奇过，地图上很少有形状规则的国家，那么这些国家的面积是怎么测量出来的呢？特别是在没有计算机技术的年代？

今天就通过一个勺子，来解答你的这个疑问。

关键概念：斧状求积仪。

材料和操作：一根木棍，2个不同重量的铁钉，或者一个金属汤勺。制作很简单，只要一根木棍，两端分别钉入2个重量不同的铁钉就可以了，其中一个铁钉要特别重一点，尽量让棍子的重心靠近这个钉子。

这个数学工具最有意思的地方在于它的使用过程。1把轻的钉子放在图形的边缘上的一点B，重的钉子放在C点。2B沿着图形移动，最后回到起始点。3量一下C的起始和最终位置间的距离D。量一下棍子本身的长度L。图形的面积≈L×D。

如果你不想做一个斧状求积仪，用一个比较重的金属勺子也可以代替。

看下面这个捷克的网友Robert Mařík用同样的测量方法，计算四分之一个圆的面积。按照他的测量，勺子求积仪测得的面积是0.75，和积分法算得的面积（π/4）的误差约为5%。

你还可以利用各种材料制作斧状求积仪——瑞士军刀也行——原理美索不达米亚的粘土片和埃及的莎草纸证明，人类很早就开始处理面积的问题。

美国第16次人口普查（1940-1941年）时，工作人员利用求积仪计算面积。大约在2百年前，人类发明出了能准确计算不规则图形面积的方法，它就是求积仪。

求积仪是通过画形状边界线的方式计算面积的数学工具，主要分成两种。第一种求积仪再沿着边界线滑动的过程中，通过积分来计算面积。另一类求积仪虽然也绕着形状边缘画线，但是它对面积仅仅进行了估算。我们制作的斧状求积仪就属于这类。

斧状求积仪是丹麦数学家，骑兵军官Holger Prytz在1875年发明的。实际上早在1814年，就有人发明了求积仪，后来瑞士数学家Jakob Amsler-Laffon在1854年发明的第一类求积仪已经比较接近现代版本了。

但是Prytz的版本更加经济方便，虽然比Amsler的求积仪要不准确一些。

斧状求积仪是怎么算出图形面积的呢？从数学上来说，斧状求积仪首先利用曳物线对导数进行了近似，并且利用格林公式来求解面积。面积≈重的那一头的位移×斧状求积仪的长度。

不过，斧状求积仪是近似求解面积，它存在误差。误差和斧状求积仪的长度，以及你画图时的方向（顺时针还是逆时针）有关。