圆周率的历史(圆周率的发展历程)
作为一个古老的几何王国,古希腊对圆周率做出了杰出的贡献。古希腊伟大的数学家阿基米德(公元前287C212年)开创了人类历史上圆周率近似值的理论计算。从阿基米德单位圆出发,内切法正六边形的圆周率的下界为3,然后内切法正六边形和勾股定理的圆周率的上界小于4。
中国古籍《周髀算经》(约公元前2世纪)记载“正月初一后星期三”,意思是=3。汉代张衡断定除以16约为5/8,即约10(约162)根。这个值不是很准确,但是很容易理解。
最后,他发现圆周率的上下界分别为223/71和22/7,并把它们的平均值141851作为圆周率的近似值。阿基米德在两边使用了迭代算法和数值逼近的概念,是“计算数学”的鼻祖。
公元263年,中国数学家刘徽用“截圆”计算圆周率。他先在圆上刻一个正六边形,然后一步一步地分割,直到在圆上刻出一个192的正六边形。他说:“如果你切得小心,你会损失很少。再剪就剪不了了。然后贴合周长,就没什么可损失的了。”,包含了求极限的思想。
圆周率,用希腊字母(发音为Paai)表示,是一个常数(约等于141592653),代表周长与直径之比。它是一个无理数,也就是一个无限无环小数。在日常生活中,我们通常用14来表示圆周率进行近似计算。141592653的十位小数位足够一般计算了。即使工程师或物理学家想做更精确的计算,充其量也只需要把数值带到小数点后几百位。
魏晋时期,刘徽通过逐渐增加正多边形的边数来逼近圆(即“截圆”),得到T 1416的近似值。汉代,张衡断定16除的平方等于5/8,即等于10的平方根(约162)。这个数值虽然不是很准确,但是很容易理解,所以在亚洲流行了一段时间。
王凡(229267)发现了圆周率的另一个值,就是156,但是没有人知道他是怎么发现的。5世纪,祖冲之父子用一个规则的24576边多边形计算圆周率为355/113,与实际值相比误差不到1/8亿。这个记录直到1000年后才被打破。
大约在公元530年,数学大师aryabhata计算出一个有384条边的多边形的圆周率约为8684。婆罗门古普塔用另一种方法推导出圆周率等于10的平方根。
威廉赫夫(William Hef)在《的自然与历史》一书中写道:“也许没有哪个数字像它一样神秘、浪漫、被误解或引起人们的兴趣。”这个古老而神秘的人物最早出现在公元前1900年至1600年的巴比伦石碑上,但这一时期记录的圆周率为125。
在同时出土的古埃及数学文物的纸莎草纸上,计算出的圆周率约为1605;此外,在古印度,《百道梵书》年记录的圆周率约为139。这些数字属于圆周率的实验期。直到古希腊数学家阿基米德借助毕达哥拉斯单位圆定律得到圆周率141851的近似值,圆周率才进入几何方法时期。
南北朝时期,对刘徽的计算结果不满的祖冲之,成功算出了圆周率小数点后的七位数。祖冲之的计算结果对数学领域做出了两大贡献。首先,确定pi在1,415,926和1,415,927之间;其次,得到两个近似分数,近似比为22/7,密度为355/113。
由于祖冲之对数学史发展的巨大贡献,许多国家的数学界都采取各种方式纪念祖冲之对数学界的贡献,以表彰他的崇高地位。早在1913年,密率从中国传到日本后,日本数学家就以祖冲之的名字命名密率为“祖率”。在巴黎有一个科学博物馆叫做发现宫。在这个博物馆的墙上,有一个献给“祖冲之派”的文字。