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古代没有计算机的时代 祖冲之是如何计算圆周率的?

祖冲之,提到这个名字,首先想到的是圆周率,圆周率是祖冲之的代表性结果。

祖冲之在数学上最重要的成就是将圆周率的小数位计算成前所未有的第七位,这在接下来的800年里一直是世界上第一位的。当时是公元480年,一切都要靠手工计算的时代(甚至算盘可能还没有出现),很难计算出开方。那么,祖冲之是如何计算出如此高精度的圆周率的呢?

祖冲之是指刘徽的割圆方法,他设置了一个直径为一丈的圆,在圆内切割计算。当他切割到圆的内接192边形时,他得到了它徽率的数值(即π=3.14,以刘徽命名)。

刘辉的切割方法与阿基米德使用的方法有所不同。阿基米德计算了圆周率的上下限,边数越多,正多边形就越接近圆。

刘辉的切割术是基于圆的内部正多边形。他使用正多边形面积来接近圆的面积。分割越多,内部正多边形和圆之间的面积就越小,两者就越近。无限分割后,内部正多边形和圆将合二为一。

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祖冲之不满足于验证前人收入的结论。他继续切割,做了384边形和768边形...当他切割到24576边形时,祖冲之依次找出每个内接正多边形的边长。最后,直径为1英尺的圆,其圆周长度在3英尺、4英寸、5厘米、9毫米、2秒和7英尺、4英寸、5厘米和9毫米之间。

也就是说,如果圆直径为1,则圆周率小于3.1415927,大于3.1415926。

我们可以想象,在祖冲之朝代,如此精确的计算是一项不可能完成的任务。

由于当时还没有发明算盘,祖冲之用几寸长的方形或扁棍来计算。圆周率的值需要复杂的加、减、乘、除、开方操作,每一步都要重复十几次,开方操作50次。

你可以想象,在祖冲之时,一个中年人一直在昏暗的油灯下计算,多年来一直在工作,多么困难啊。

幸好@ 祖冲之成功了,他计算的圆周率被称为祖率,并且一直在用,这些都是祖冲之的辛勤劳动,他的辛勤劳动并没有白费。

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祖冲之除了研究圆周率外,还研究了天文、机械等。


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