小學就學的圓周率,你真的了解它嗎?

2021-01-12 騰訊網

如果有人問你,什麼是圓周率?想必我們每個人答案都不同。有的頭腦中第一反應就是π=3.14這個數字,或者記憶更多位數的為3.1415926,甚至是3.1415926535897...這樣一個無限不循環的小數。但是,對於圓周率的相關知識,你可能並不了解。

1、圓周率

「π」, 一個神奇的數字,一個永不循環又無止境的數字,象宇宙一樣,無邊無沿,永無盡頭,一直以來它就是個迷,令人感到神秘、奧妙、高深、莫測,發人深思,進行著永無止境的探索。

很早很早以前,人們就看出,圓的周長和直徑的比是個與圓的大小無關的常數,並稱之為圓周率.

1600年,英國威廉.奧託蘭特首先使用π表示圓周率。1737年歐拉在其著作中使用π.後來被數學家廣泛接受,一直沒用至今.

2、最早對圓周率推算至七位

時間追溯到公元前200年,古希臘數學家阿基米德首先從理論上給出π值的正確求法.他用圓外切與內接多邊形的周長從大、小兩個方向上同時逐步逼近圓的周長,因而巧妙地求得π 。

在公元前150年左右,另一位古希臘數學家託勒密用弦表法(以1 的圓心角所對弦長乘以360再除以圓的直徑)給出了π的近似值3.1416,將π的值準確計算到小數後第五位。

在我國悠久的古代數學史上,祖衝之在計算圓周率π方面有著傑出的貢獻。要問誰是世界上第一個將π的值準確計算到小數後第七位,幾乎沒有人不知道是祖衝之的。他推算出π的值在3.1415926到3.1415927之間,如果用數學的表示,就應該是3.1415926

π,一個無窮的不循環的小數,歷史上任何一個國家所算得的準確程度,可以做為衡量這個這國家當時數學發展水平的重要標誌。但是,如果有一個便於書寫和記憶,又非常精確的分數來表示該多麼完美。

3、在所有分母不超過16500的分數中,只有它最接近π

接近π的分數有很多,比如最簡單的近似分數22/7.不錯,最早提出用355/113作為π的近似分數的還是祖衝之,他稱這個分數為密率。後來流傳到了日本,日本人把它叫做「祖率」。

在所有分母不超過16500的分數中,要問誰最接近π,355/113是當之無愧的冠軍。

但是有眾多的分數啊,有人一個一個的嘗試過嗎?

其實,對於數學家而言,更多的是邏輯推理,他們的論證道理其實很簡單。

祖衝之用什麼方法計算π,計算方法已經失傳了,是否用的劉徽的割圓術,猶未可知。

4、現代人連分數展開法

雖然祖衝之的計算方法已經失傳,但是現代人們已經用「連分數」展開法,根據π的值把近似的一系列分數都找出來了。這個方法我們一起來看一下。

按照這個方法一直找下去,我們可以得到更加精確的近似分數103993/33102,但這個分數太複雜,不好記憶,我們還是習慣用祖率吧。

對於圓周率π,有說不盡的事。這個無限不循環的數字,有著無限的樂趣。

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