祖沖之算出更精確的圓周率領先西方國家一千多年時間
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自從祖沖之認為劉徽的“割圓術”是非常好的求圓周率的方法后,他就決心按著劉徽開創(chuàng)的路子繼續(xù)走下去。因為當時劉徽用“割圓術”求圓周率只算到96邊,得出3.14后就沒再繼續(xù)算下去這還不能說是精確的圓周率。要想求出精確的圓周率,只有象劉微說的那樣,“割而又割,以至于不可割”,一步一步地計算出192邊形,384邊形,768邊形,1536邊形……
這件事情說說是容易,可真正做起來就難了。因為當時還不會現(xiàn)在的筆算,更不用說用其它先進的算法,一切計算只能用“籌算”。籌算有點象珠算,用“算籌”作工具,擺成縱式和橫式兩種數(shù)字。
算籌從春秋戰(zhàn)國時出現(xiàn),到明代被珠算代替,在我國古代大約用了二千年,曾發(fā)揮了很大的作用。但用算籌計算相當麻煩,又很容易搞錯。【吃瓜網(wǎng)】#杭州銀行#當時劉徽計算圓周率時,算到96邊形,得出3.14就已經(jīng)感到相當困難了,所以他沒有繼續(xù)計算下去。祖沖之決定按劉徽的辦法繼續(xù)計算。#寄生蟲#
祖沖之在作完《九章算術》的注釋后,就開始了計算圓周率的工作。#陪嫁媵侍是什么意思(媵侍和妾誰地位更高)#他先在房間的地板上畫了個直徑為一丈的大圓,然后按劉徽“割圓術”的方法在圓內作了個正六邊形。他估計原來做算籌用的小竹棍可能不夠,又親自削了若干,以備后用。
計算圓周率確實是個艱巨的工作。#歷史搜索#祖沖之爺兒倆一齊動手, 廢寢忘食地計算了十幾天才算到96邊,也就是當年劉徽算到的地方。說來也怪,他們父子倆算出的結果競和劉徽的不一樣。#撒野結局#劉徽算出的96邊式每邊長是0.032719丈,他們的是0.032717丈,少了“兩絲”。
祖暅說:“我們每一步都計算得非常仔細,保準沒錯,可能是劉徽錯了?!?/p>
祖沖之聽了祖暅的話,搖了搖頭說:“劉微是位辦事精細的數(shù)學家,我們雖然不能盲目地相信他,但要憑科學的態(tài)度,不能憑想象?!?/p>
“要重新檢查一遍?!弊鏇_之說。
祖沖之和祖暅又重新計算了一遍,計算結果表明,劉微是對的。
祖沖之算出96邊形的周長后,又繼續(xù)向下計算。他為了避免上次的錯誤,每計算一步都至少重復兩遍,直到幾次的結果完全相同才罷休。
時間也不知過了多久,只知道杏花開了,桃花敗了,紅噴噴的果實掛滿了枝頭。#世界十大著名雕像排名(自由女神像榜上第一)#祖沖之算到了12288邊形,得出結果是3.14159251丈,祖沖之算到了24576邊形,得出結果是3.14159261丈。這時,算籌已經(jīng)從桌上擺到了地上,擺滿了一屋。祖沖之還想向下計算,但已經(jīng)實在無法計算了,只好就此停止。
祖沖之認為,24576 邊形的邊長比12288邊形的邊長只增加上“一忽”(即0.0000001丈)以后不管怎么計算下去也增加不了一忽以上,所以圓周率必然大于3.1415926而小于3. 1415927。于是他得出了二個結論:“以圓徑一億為一丈,圓周盈數(shù)三丈一尺四寸一分五厘九毫二絲七忽,朒數(shù)數(shù)三丈一尺四對一分五厘九毫二絲六忽,正數(shù)在盈胸二限之間。”
這個結論,用現(xiàn)代數(shù)學符號表示就是:
3.1415926< π<3.1415927
祖沖之得出的這個結論,處于世界領先的地位,直到十五世紀,阿拉伯人阿爾.卡西才超過了祖沖之,把圓周率推算到17位有效數(shù)字。但這已經(jīng)是祖沖之以后一千年了。同時,祖沖之還是我國數(shù)學史上第一個使用“上下二限”的數(shù)學家。所謂“上下二限”,就是把一個無理數(shù)的大小限制在一個范圍內,如祖沖之就把圓周率.限制在3.1415926和3.1415927之間。
祖沖之計算出精確的圓周率,到底付出了多少辛勤的勞動?有人作了一個計算:從六邊形出發(fā)算到24576邊形,要求把同一運算程序反復進行12次,每一運算程序又包括加減乘除及開方等十一個步驟,這樣,祖沖之想要求得自己的結果,就需要對9位數(shù)字的大數(shù)目,反復進行各種運算130次以上。就是在今天,假如我們用紙筆來進行這樣的計算,也絕不是一件輕松的事,何況祖沖之是用羅列小竹棍來進行計算呢!祖沖之在計算出精確的圓周率后,并沒有就此停止,他為了人們計算方便,還進一步找到了圓周率的“約率”和“密率”。
約率π等于七分之二十二 密率π等于一百一十三分之三百三十五
密率π這個數(shù)值,在世界上也一直遙遙領先,直到過了一千多年后,才由德國人奧托和荷蘭人安托尼茲重新得到。奇怪的是,在西方數(shù)學史上經(jīng)常稱密率為“安托尼茲率”,以為密率是荷蘭工程師安托尼茲的發(fā)明,這是非常可笑和不合理的。已故的日本數(shù)學家三上義夫曾建議將此率改稱為“祖率”,以紀念祖沖之的偉大貢獻。
祖沖之不但注重實踐,算出了精確的圓周率,還著書立說,為后世著想。當時他把自己在計算圓周率中的算法、體會以及平時對數(shù)學的研究成果綜合起來,編了一本書,叫作《綴術》?!毒Y術》的內容非常深奧,史書記載說,連后來隋朝掌管天文和數(shù)學的一般官員都看不懂?!毒Y術》這本書在我國數(shù)學史上占有重要的地位,是漢唐一千多年間十部數(shù)學名著之一。在唐朝時,不但中國人學習這本書,就連日本人和朝鮮人也苦心鉆研,可見這本書之重要。但是,現(xiàn)在《綴術》這本書在中國、朝鮮和日本都已經(jīng)失傳了,真是可惜!
是于 直到今天,許多國內外學者對《綴術》內容的探討仍抱著很大的興趣!
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