圆周率溯源
圆周率是指圆的周长和同一圆的直径的比率。它的应用范围很广,现在很多涉及圆的问题,都需要用圆周率来推算。
我国古代的劳动人民在很早以前就已经在生产实践中开始应用圆周率了。最早求得的圆周率值是“3”,这当然是很不精确的。随着时代的发展,科学越来越进步,西汉末年时,刘歆又得出3.1547的圆周率值;东汉张衡算出3.1622的圆周率值,但这些仍然不够精确。
三国末年时,数学家刘徽创造了用割圆术求圆周率的方法,求得3.141024的圆周率值。这是我国古代关于圆周率研究中的一个光辉成就。
后来,南北朝时期南朝杰出的数学家祖冲之(423~500年),求出圆周率在3.1415926和3.1415927之间,还保留了两个用分数表示圆周率的数据,其中较精确的称密率为355/113,还有约率为22/7。这与现代求得的圆周率的真值很相近,是当时最精确的圆周率。
祖冲之算出来的结果有7位小数,科学家们推测,他在运算过程中,至少保留12位小数。12位小数的乘方,尤其是开方,运算起来极其麻烦。没有技巧和毅力,是无法完成这上万次繁难复杂的运算的。在欧洲,到1573年,德国的奥托才求得了这数值的近似值,比祖冲之晚1000年。
另外,我国古代还有一本《九章算术》,是中国古代数学专著,该书成书于东汉初年(公元1世纪),是几代人共同劳动的结晶,它的出现标志着中国古代数学体系的形成。
《九章算术》问世以后,受到很多数学家的推崇,唐宋两代都由国家明令规定为教科书。1084年由当时的北宋朝廷进行刊刻,是世界上最早的印刷本数学书。
《九章算术》的数学成就主要体现在以下方面:首次提出了分数的概念;提出了整套的比例理论;介绍了开平方、开立方的方法;采用分离系数的方法表示线性方程组,相当于现在的矩阵;引进和使用了负数;提出了勾股数问题的通解公式;提出了各种多边形、圆、弓形等的面积公式等。