快捷搜索:  汽车  科技

古代为什么要计算圆周率?圆周率是如何被古人计算出的

古代为什么要计算圆周率?圆周率是如何被古人计算出的祖冲之之后的祖冲之更是厉害,他站在前人的肩膀上,再加上自己的不懈钻研和反复演算,竟将π值精确到了3.1415926与3.1415927之间,并给出了π的两个分数形式的近似值约率为22/7,密率为355/113。祖冲之到底采用什么方法算出这一结果的,现在已无从知晓,但如果他是按刘徽的"割圆术"方法来求的话,要得到如此精确的一个结果就要计算到圆内接16384边形,的确让人咋舌。

在武侠小说《英雄志》中,儒生卢云练武练到痴狂,想从中寻找“仁”的宗义,终有一天,他茅塞顿开,“画圆为方,仁者之风也”,他找到了圆的替代品——正十七边形,正十七是方,正十七也是圆,却似方非方,若圆又非圆,“圆中有方,方中有圆”乃是一种境界。

不仅武侠小说中有方圆的思想,禅学中也有所涉及,“方圆之人”是无数哲人毕生追求的禅境。外圆内方,既不忘治国平天下的抱负,又能圆融通达地协调运筹。其实,数学上也有“方圆”理论的存在,圆周率π就是最好的证明,说到圆周率,我们都知道它就是圆的周长和直径之间的固定倍数关系,这是一个无限不循环小数,小时候,我们都曾摇头晃脑的背过π的值,3.1415926...,但是,大家知道这个复杂的数是怎么来的吗?这又和“方圆”有着怎样的关系?

古代为什么要计算圆周率?圆周率是如何被古人计算出的(1)

人们很早就注意到了圆周率的存在,生产活动时,人们观察到轮子转一圈的长度(即圆的周长)和其直径之间有固定的联系,通过粗糙的测量计算发现圆的周长总是直径的3倍多。最早记载见于约2000多年前的《周髀算经》,其中提到“周三径一”,这就是古率。渐渐地,人们发现古率有着很大的误差,圆周率应是"圆径一而周三有余",但是余多少呢,却没有统一的意见。

直到三国时期,刘徽发明了一个科学方法来计算圆周率,即"割圆术",所谓割圆术,就是不断倍增圆内接正多边形的边数以求出圆周长,很好理解,既然无法直接计算圆的周长,那就找它的近似值,怎么去逼近呢?利用圆内接正多边形,随着正多边形边数的增加,它会越来越贴近圆的边,计算也就越接近真实值。刘徽一鼓作气,一直算到圆的内接96边形,求得π=3.14,无独有偶,古希腊著名数学家阿基米德求圆周率时也采用了逼近法,他分别计算了圆的外切和内接96形,给出了圆周率的范围 ,不得不说,大师的智慧和毅力是我们常人无法企及的。

古代为什么要计算圆周率?圆周率是如何被古人计算出的(2)

祖冲之

之后的祖冲之更是厉害,他站在前人的肩膀上,再加上自己的不懈钻研和反复演算,竟将π值精确到了3.1415926与3.1415927之间,并给出了π的两个分数形式的近似值约率为22/7,密率为355/113。祖冲之到底采用什么方法算出这一结果的,现在已无从知晓,但如果他是按刘徽的"割圆术"方法来求的话,要得到如此精确的一个结果就要计算到圆内接16384边形,的确让人咋舌。

猜您喜欢: