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π是怎么求出来的?

十万个为什么 空空 2024-3-25 07:14:35 3次浏览

关于问题π是怎么求出来的?一共有 4 位热心网友为你解答:

【1】、来自网友【幽默三师兄】的最佳回答:

π(圆周率)是一个数学常数,代表圆的周长与直径的比值,通常表示为π≈3.14159265359…。π是一个无限不循环小数,即它的小数部分没有重复的循环节。

π的计算一直是数学界的一个热门问题,早在古代,人们就开始探索π的计算方法。其中最古老的一种方法是利用几何形状,例如在一个正多边形内接圆和外接圆的周长比例逐渐逼近π的值。另外一种方法是利用级数,例如勾股定理的级数,可以通过不断地加上新的项来逼近π的值。

在 17 世纪,英国数学家约翰·沃利斯(John Wallis)提出了一种连分数的计算方法来逼近π的值。后来,数学家詹姆斯·格雷戈里(James Gregory)和戴维·伯努利(David Bernoulli)也分别独立地发现了使用级数来逼近π的方法。但这些方法都只能得到π的一定的精度,无法计算出π的所有位数。

直到 20 世纪初,一位名叫弗朗西斯·贝利(Francis Bailey)的英国数学家利用一个名为贝利公式的级数公式,计算出了 1000 位的π的值,但是这种方法比较繁琐,不易推广。

直到 20 世纪中叶,一些数学家开始研究计算机辅助计算π的方法。1962 年,美国数学家约翰·豪斯顿(John Wrench)使用计算机计算出了 10000 位的π的值。自此以后,人们不断开发出更加高效、精确的计算π的方法,计算π的位数也越来越多,目前已经超过了数千亿位。

【2】、来自网友【花草缘】的最佳回答:

圆周率是一个极其驰名的数。

从有文字记载的历史开始,这个数就引进了外行人和学者们的兴趣。作为一个非常重要的常数,圆周率最早是出于解决有关圆的计算问题。仅凭这一点,求出它的尽量准确的近似值,就是一个极其迫切的问题了。事实也是如此,几千年来作为数学家们的奋斗目标,古今中外一代一代的数学家为此献出了自己的智慧和劳动。回顾历史,人类对 π 的认识过程,反映了数学和计算技术发展情形的一个侧面。 π 的研究,在一定程度上反映这个地区或时代的数学水平。德国数学史家康托说:”历史上一个国家所算得的圆周率的准确程度,可以作为衡量这个国家当时数学发展水平的指标。”直到 19 世纪初,求圆周率的值应该说是数学中的头号难题。为求得圆周率的值,人类走过了漫长而曲折的道路,它的历史是饶有趣味的。

我们可以将这一计算历程分为几个阶段。

实验时期、 几何法时期 、 割圆术。

恐怕大家更加熟悉的是祖冲之所做出的贡献吧。对此,《隋书·律历志》有如下记载:”宋末,南徐州从事祖冲之更开密法。以圆径一亿为丈,圆周盈数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽,朒数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒六忽,正数在盈朒二限之间。密率:圆径一百一十三,圆周三百五十五。约率,圆径七,周二十二。”

这一记录指出,祖冲之关于圆周率的两大贡献。其一是求得圆周率

3.1415926 < π < 3.1415927

其二是,得到 π 的两个近似分数即:约率为 22/7;密率为 355/113。

他算出的 π 的 8 位可靠数字,不但在当时是最精密的圆周率,而且保持世界记录九百多年。以致于有数学史家提议将这一结果命名为”祖率”。

祖冲之生于南北朝(西元 429-500 年)范阳蓟县人,他曾算出月球绕地球一周为 27.21223 日,和现在公认的 27.21222 日,在小数第五位才有 1 的误差.难怪西方科学家将月球上的一个火山坑命名叫「祖冲之」,这也是月球上唯一用中国人命名的地方.

在三千多年前,周朝的时候,认为圆周长和直径的比是三比一,也就是说,那个时候的圆周率等 于三,后来,历代许多数学家,像西汉的刘歆、东汉的张衡,都分别提出新的数值.不过,真正求出比较 精确圆周率的,是魏晋时代(约西元 263 年)的刘徽,而他所用的方法叫做『割圆术』.他发现:当圆内接正多边形的边数不断增加后,多边形的周长会越来越逼近圆周长,而多边形的面积也会越来越逼近圆面积.于是,刘徽利用正多边形面积和圆面积之间的关系,从正六边形开始,逐步把边数加倍:正十二边形、正二十四边形、正四十八边形、正九十六边形,算出圆周率等于 3.141024.当时数学家利用一种竹片做成的『算筹』,摆放在地上代表数字进行运算,不但麻烦而且辛苦.

祖冲之在刘徽研究的基础上,进一步地发展,经过既漫长又烦琐的计算,一直算到圆内接正 24576 边形,而得到一个结论:圆周率的值介于 3.1415926 和 3.1415927 之间;同时,他还找到了圆周率的约率:22∕7、密率:355∕113.祖冲之为了求圆周率小数后的第七位准确值,把正六边形的边长计算到小数后二万八千六百七十二位,是很了不起的成就.这当中有三点值得我们注意的,

他是自己做的,因为开平方不能你求小数后第一位到第八位,同时间,有另外一人求第九位到第十六位,.

目前使用的算盘到了十二世纪才出现,祖冲之那个时代还没有算盘,可见其开平方的艰辛.

祖冲之不可能使用阿拉伯数字,阿拉伯数字在十二、十三世纪才传入中国,可以想像其计数之麻烦.

以上研究结果,都领先了西方的数学家一千多年呢!虽然现在电脑发达,可以在很短的时间之内,就求出圆周率小数点后面几千、几万个位数.

背诵口诀

3 .1 4 1 5 9 2 6 5 3 5 8 9 7 9 3 2 3 8 4 6 2 6

山颠一寺一壶酒,尔乐.苦煞吾,把酒吃,酒杀尔,杀不死,乐尔乐

4 3 3 8 3 2 7 9 5 0 2 8 8 4 1 9 7 1 6 9 3 9 9 3 7

死珊珊,霸占二妻.救我灵儿吧!不只要救妻,一路救三舅,救三妻.

5 1 0 5 8 2 0 9 7 4 9 4 4 5 9 2 3 0 7

我一拎我爸,二拎舅 (其实就是撕我舅耳) 三拎妻.

8 1 6 4 0 6 2 8 6 2 0 8 9 9 8 6

不要溜!司令溜,儿不溜!儿拎爸,久久不溜!

2 8 0 3 4 8 2 5 3 4 2 1 1 7 0 6 7 9 8

饿不拎 闪死爸 而我真是饿矣!要吃人肉 吃酒吧!

【3】、来自网友【KingTeacher】的最佳回答:

中国故事里是个木匠发现的!

有个木匠,常年制造马车车轮,做的多了就发现个规律:一圈的长度大约是直径的三倍。当时这个发现很厉害啊,因为古代农民是不读书的,后来被上报到朝廷中,才有了后来这些大学士的研究。

西方故事里是阿基米德求过,就是那个发现浮力“裸奔”的人。阿基米德利用大圆套小圆中间六边形的方法算出了小数点后两位,也就是 3.14

而中国的数学家祖冲之则算到了小数点后 6 位。

确切的说,到现在都还没求出来,只能说发现,算出一个近似值。祖冲之把它算到了 3.1415926 到 3.1415927 之间。我的课上有学生初中生利用多边形分割和垂径定理算到后面好几位数,他们是这样玩的:

一个边长为 1 的正六边形,对角线一定是 2,也就是直径为 2。这个接近的圆周率相当于是周长 6 除以直径 2,等于 3,这是利用六边形算出的圆周率。做一条边垂直平分线,也就是用上垂径定理和勾股定理,相当于变成了正 12 边形,算这个正 12 边形的一条边长,也就相当于算出了周长,然后除以 2 就是接近的圆周率,这次就不是 3 了,应该是 3.1 几。同样道理,继续分割,继续垂径定理+勾股定理,求得 24 边形周长,然后除以 2,以此类推,分割的越多边形,越接近圆周率。

古代没有计算器,所以手算的精确度很难保障,而现在,你可以轻轻松松用计算机把计算方法编个小程序,算出满屏的数字。

【4】、来自网友【空中五色花纹】的最佳回答:

圆周率π的值是怎样计算出来的呢?

在半径为 r 的圆中,作一个内接正六边形。这时,正六边形的边长等于圆的半径 r,因此,正六边形的周长等于 6r。如果把圆内接正六边形的周长看作圆的周长的近似值,然后把圆内接正六边形的周长与圆的直径的比看作为圆的周长与圆直径的比,这样得到的圆周率是 3,显然这是不精确的。

如果把圆内接正六边形的边数加倍,可以得到圆内接正十二边形;再加倍,可以得到圆内接正二十四边形……不难看出,当圆内接正多边形的边数不断地成倍增加时,它们的周长就越来越接近于圆的周长,也就是说它们的周长与圆的直径的比值,也越来越接近于圆的周长与圆的直径的比值。根据计算,得到下列数据:

圆内接正多边形的边数

内接正多边形

边长

内接正多边形

周长

内接正多边形周长与圆直径的比

6

12

24

48

96

192

384

768

……

1.00000000r

0.51763809r

0.26105238r

0.13080626r

0.06543817r

0.03272346r

0.01636228r

0.00818121r

……

6.00000000r

6.21165708r

6.26525722r

6.27870041r

6.28206396r

6.28290510r

6.28311544r

6.28316941r

……

3.00000000

3.10582854

3.13262861

3.13935021

3.14103198

3.14145255

3.14155772

3.14158471

……

这样,我们就得到了一种计算圆周率π的近似值的方法。

在 古代祖冲之是南北朝时候的一位数学家,他最重要的贡献是对圆周率的精密计算。圆周率是圆的周长和直径的比例数。过去这个数字一直计算得不够精确,祖冲之决心攻破这个难关。当时,没有现代化的计算机,都是用筹码(小竹棍)进行计算。祖冲之常常天不亮就起床,一遍又一遍地挪动筹码,直到深夜。他计算了一万多遍,终于算出圆周率是在 3.1415926 和 3.1415927 之间,他是世界上第一个把圆周率的数值算到小数点以后七位的人。欧洲的数学家奥托,在祖冲之以后一千多年,才算出了这个数值。所以,有人主张把圆周率命名为“祖率”,来纪念祖冲之在这方面的贡献。

以上就是关于问题【π是怎么求出来的?】的全部回答,希望能对大家有所帮助,内容收集于网络仅供参考,如要实行请慎重,任何后果与本站无关!

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