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圆周率π的历史
作者:佚名  文章来源:初中教师版  点击数619  更新时间:2008-2-27 10:06:53  文章录入:lily  责任编辑:lily

河北省邯郸市第三十一中学 郭爱玲

圆周率π是数学中的一个重要常数,是圆的周长与其直径之比.为了回答这个比值等于多少,一代代中外数学家锲而不舍、不断探索,付出了艰辛的劳动,其中我国的数学家作出了卓越贡献.

我国《周髀算经》就说“径一周三”,后人称之为“古率”.人们通过实践逐步认识到用古率计算圆周长和圆面积时,所得到的值均小于实际值,于是不断利用经验数据修正π值,如古埃及人和巴比伦人分别得到π = 3.1605和π = 3.125.后来古希腊数学家阿基米德(公元前287~212年)利用圆内接和外切正多边形来求圆周率的近似值,得到当时关于π的最好估值约为:3.1409 < π < 3.1429;此后古希腊的托勒玫约在公元150年左右又进一步求出π = 3.141666.我国魏晋时代数学家刘微(约公元3~4世纪)用圆的内接正多边形的“弧矢割圆术”计算π值.当边数为192时,得到3.141024 < π < 3.142704.后来把边数增加到3072边时,进一步得到π = 3.14159,这比托勒玫的结果又有了进步.待到南北朝时,祖冲之(公元429~500年)更上一层楼,计算出π的值在3.1415926与3.1415927之间.求出了精确到七位小数的π值.我国以这一精度,在长达一千年的时间中,一直处于世界领先地位,这一记录直到公元1429年左右才被中亚细亚的数学家阿尔·卡西打破,他准确地计算到小数点后第十六位. 人类对圆周率认识的逐步深入,是中外一代代数学家不断努力的结果.我国不仅以古代的四大发明——火药、指南针、造纸术、印刷术对世界文明的进步起了巨大的作用,而且在数学方面也曾在一些领域内取得过遥遥领先的地位,创造过多项“世界记录”,祖冲之计算出的圆周率就是其中一项.

大家都知道π是无理数,可是在18世纪以前,“π是有理数还是无理数?”一直是许多数学家研究的课题之一.直到1767年兰伯脱才证明了π是无理数,圆满地回答了这个问题.然而人类对于π值的进一步计算并没有终止,1610年德国人路多夫根据古典方法,用262边形,计算π到小数点后第35位.他把自己一生的大部分时间花在这项工作上.后人为了纪念他,就把这个数刻在他的墓碑上,至今圆周率被德国人称为“路多夫数”.1873年英国的向克斯计算π到707位小数.1944年英国曼彻斯特大学的弗格森分析了向克斯计算的结果后,产生了怀疑并决定重算一次.他从1944年5月到1945年5月用了一整年的时间来做此项工作,结果发现向克斯的707位小数只有前面527位是正确的.后来有了电子计算机,有人已经算到第十亿位.要问计算如此高精度的π值究竟有什么意义?专家们认为,至少可以由此来研究π的小数出现的规律.更重要的是,对π认识的新突破进一步说明了人类对自然的认识是无穷无尽的.几千年来,没有哪一个数比圆周率π更吸引人了.
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