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刘徽与割圆术

作者 : 发布日期 : 2016-06-13点击量 :

     我国古代第一部数学专著《九章算术》问世之后,有许多人为它作注,其中最有影响的一位是三国时期魏国数学家刘徽,他著有《九章算术注》九卷。

     《九章算术》共收入246个数学问题,分成9类,并按类给出解法,但是对其中用的公式、定理没有给出必要的证明。而刘徽在《九章算术注》中弥补了这一不完美的地方,对其中的数学概念给出了定义;对用到的公式、定理一一加以证明;对解答过程进行了详细的分析,体现了严谨的逻辑思维和深刻的数学思想,为我国古代数学发展奠定了理论基础。

      刘徽在著《九章算术注》时,开创了许多有价值的数学算法,尤其用“割圆术”来计算圆周率,是他的一项具有深远影响的创造。他从圆内接正六边形(顶点在圆周上,六条边都相等的六边形)开始,以边数逐次倍增的圆内接正十二边形、正二十四边形……的面积去逼进圆的面积。他准确地计算出圆内接正192边形的面积,从而推算出圆周率π的近似值为150/50=3.14,又计算出圆内接正3072边形的面积,进而得出π=3927/1250=3.1416。这种方法包含的由直线向曲线转化(以直代曲)和用近似值向精确值逼近的思想,在当时条件下是难能可贵的。

      200年后,南北朝时期的数学家祖冲之按照刘徽的思路,计算到圆内接正24576边形的面积,将圆周率精确到小数点后七位。1000多年之后,西方国家才达到这种精确程度,这与刘徽开创“割圆术”的算法是分不开的。

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