圆周率是谁发明的(圆周率是谁发明的)
圆周率是谁发明的,圆周率是谁发明的?
圆周率不是某一个人发明的,而是在历史的进程中,不同的数学家经过无数次的演算得出。
古希腊大数学家阿基米德开创了人类历史上通过理论计算圆周率近似值的先河。
后来我国南北朝时期的数学家祖冲之是世界上第一个将圆周率精算到小数点后第七位,即在3.1415926和3.1415927之间,为社会发展做出来巨大贡献!
地动仪哪个最早被发明?
指南针的发明是我国劳动人民,在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动,人们接触了磁铁矿,开始了对磁性质的了解。
人们首先发现了磁石引铁的性质。后来又发现了磁石的指向性。经过多方的实验和研究,终于发明了可以实用的指南针。 印刷术是中国古代四大发明之一。它开始于隋朝的雕版印刷,经宋仁宗时的毕升发展、完善,产生了活字印刷,并由蒙古人传至了欧洲,所以后人称毕升为印刷术的始祖。 中国数学家刘徽在注释《九章算术》(263年)时只用圆内接正多边形就求得π的近似值,也得出精确到两位小数的π值,他的方法被后人称为割圆术。
南北朝时代数学家祖冲之进一步得出精确到小数点后7位的π值(约5世纪下半叶),给出不足近似值3.1415926和过剩近似值3.1415927,还得到两个近似分数值,密率355/113和约率22/7。 候风地动仪是汉代科学家张衡的传世杰作。 (方正彩印~~)
求圆周率公式?
一、中国圆周率公式的分类
外国圆周率公式为高精度圆周率的计算立下了汗马功劳,并为许多数学人所熟习,但并不适合普通人使用,下面向数学爱好者和中学生们介绍一组中国人自己研究的普及型圆周率公式:
一基本公式:
⑴π=180°sinθ∕θ 、
⑵π=180°∕(θ cscθ)、
⑶π=180°tgθ∕θ 、
⑷π=180°∕(θ ctgθ) 、
(θ→0°θ>0°)
此类公式以圆内接或外切直角三角形或正多边形的边所对应的圆心角为计算依据,外形简单,计算方便,对圆周率的概括比较全面系统;同时,既是1弧度公式,又是1角度公式。
二派生公式:
⑸π=(n/2)*sin(360°∕n) 、
⑹π=1∕((2/n)*csc(360°∕n)) 、
⑺π=(n/2)*tg(360°∕n) 、
⑻π=1∕((2/n)*ctg(360°∕n)) 、
(n→∞, n≥5)
此类派生公式可以由基本公式导出或单独推导,并以圆内接或外切直角三角形数量为计算依据,是专用性、针对性较强的圆周率公式。
三派生公式:
⑼π=nsin(180°∕n) 、
⑽π=n/csc(180°∕n) 、
⑾π=ntg(180°∕n) 、
⑿π=n/ctg(180°∕n) 、
(n→∞,n≥3)
此类派生公式可以由基本公式导出或单独推导,并以圆内接或外切正多边形的边数为计算依据,是中国割圆术公式的典型代表。
四专业公式:
⑴π=2^n√(2-√(2+…√2+)…)
⑵π=3×2^n√(2-√(2+…√(2+√3)…)
⑶π=2×2^n√(2-√(2+…√2+)…)/√(2+√(2+…√2+)…)
⑷π=6×2^n√(2-√(2+…√3)…)/√(2+√(2+…√3)…)
(n→∞,根式中有n个2)
专业公式可由基本公式或倍边公式推导,它们是割圆术公式的最高形式,是以圆内接或外切正四边形或正六边形为基础,不断分割至无穷,从而得到适合专家们使用的表达式。
根据以上公式和三角函数间的关系,还可导出更为复杂一些的圆周率公式。
二、中国圆周率的计算
在圆周率的日常应用中,我们根本不需要对其进行计算,因为数学家已经计算好了,直接拿来运用即可;但对于数学爱好者和中学生来说,亲自动手计算圆周率,将会进一步加深对圆周率的理解。
在计算机发明以前,圆周率的计算主要是靠手工计算和其他简易工具的计算,今天我们可以直接运用计算机或计算器进行计算,计算器的精度一般在10位左右,计算机上的计算器精度一般在30或60位左右,如果需要数以万计、亿计的精度,则需要将三角函数原始公式代入,转换成专业公式并编制专用程序进行计算即可,这里只是简单介绍常规计算。
圆周率公式非常多,我们只取其中几个最简单的中国圆周率公式进行讲解:
⑴ π=180°sinθ∕θ 、
⑵ π=180°tgθ∕θ 、
(θ→0°θ>0°)
一模拟计算正24576边形的圆周率(祖率)
∵ θ=180°∕24576=0.007324219°
∴ ⑴ π=180°sinθ∕θ
=180°×sin0.007324219°∕0.007324219°
=180°×0.0001278317363∕0.007324219°
=3.1415926
∴ ⑵ π=180°tgθ∕θ
=180°×tg0.007324219°∕0.007324219°
=180°×0.0001278317374∕0.007324219°
=3.1415927
如果采用传统的割圆术公式(倍边公式)进行祖率计算,运算过程将达上百步,不管是采用手工还是计算器,其运算过程都是十分繁琐的。
二计算30位精度的圆周率(win系统计算器)
一般地,θ小数每增加一位,则π有效值增加两位。
为了简化运算,θ取值为1.8°×10^(-15)即可。
∴ ⑴ π=180°sinθ∕θ
=sin(1.8°×10^(-15))×180°∕1.8°×10^(-15)
=3.14159 26535 89793 23846 26433 83279 5×10^(-17)
×180°∕1.8°×10^(-15)
=3.14159 26535 89793 23846 26433 83279 5
∴ ⑵ π=180°tgθ∕θ
=tg(1.8°×10^(-15))×180°∕1.8°×10^(-15)
=3.14159 26535 89793 23846 26433 83279 5×10^(-17)
×180°∕1.8°×10^(-15)
=3.14159 26535 89793 23846 26433 83279 5
三十位或六十位的精度已能满足大多数科研及专业应用,成千上万、上亿位的精度主要是专家们为了检验圆周率公式及程序的优劣和计算机性能的高低等特殊需要而存在的。
三计算100位精度的圆周率(专业软件)
取π=2^n√(2-√(2+…√2)…)
(n→∞)
该公式的精度一般为0.56n,即n=100/0.56≈180
π=2^180√(2-√(2+…√2)…)
=3.14159 26535 89793 23846 26433 83279 50288 41971 69399 37510
58209 74944 59230 78164 06286 20899 86280 34825 34211 70679 8
利用计算器、计算机计算圆周率效率极高,相信一定能够给数学爱好者和中学生们带来意想不到的效果。
三、中国圆周率的主要作用
在圆周率的历史长河中,由于计算工具和计算方法的落后,圆周率公式的推导主要是为手工计算而设计的,其主要作用就是为计算而计算,因而得出的圆周率公式非常复杂,除了专家们能够掌握使用外,普通人是知其然而不知所以然。所以旧的圆周率公式很不利于大众普及。
由于计算工具的快速发展,手工计算圆周率已成为历史。然而,圆周率公式依旧复杂,普通人即使利用计算器或计算机计算圆周率依然很不方便。
值得庆幸的是:中国的许多数学家和众多的业余数学爱好者们前赴后继,利用中国古代的割圆术思想与现代数学知识相结合,诞生了今天的中国圆周率公式,该公式正好弥补了圆周率的千古缺陷。
所以,中国圆周率公式现今的主要作用是:
1、简捷、全面、准确的描述圆周率及相关性质。
2、快速、方便、有趣的计算圆周率
祖冲之的圆周率是怎么得来的?
北朝的时候,祖冲之为了计算圆周率,他在自己书房的地面画了一个直径1丈的大圆,从这个圆的内接正六边形一直作到12288边形,然后一个一个算出这些多边形的周长。
那时候的数学计算,不是用现在的阿拉伯数字,而是用竹片作的筹码计算。
他夜以继日、成年累月,终于算出了圆的内接正24576边形的周长等于3丈1尺4寸1分5厘9毫2丝6忽,还有余。因而得出圆周率π的值就在3.1415926与3.1415927之间,准确到小数点后7位,创造了当时世界上的最高水平。
那祖冲之的圆周率是如何记录的?
数字并不是印度人创造的!基本上每一个民族都有自己的一套数字系统。
我们中国的一、二、三、四……,英语国家的one、tow、three、four……等等,古罗马还有罗马数字,都是各自文化中独有的,里面一点印度的影子都没有!
计数是人类最原始的一种形为。远在文字符号产生之前,人们就会通过结绳的方式来进行记数。结绳记事的方法应该是人类在走出非洲之前就已经存在的记数方式。
古印度并不是创造了数字,而是因为他们的记数符号方便实用,从而逐渐被世界人民普遍釆用了。今天我们在填写重要单据的时候,除了阿拉伯数字外还被要求写大写。壹、贰、参、肆就是我中国特有的数字写法。小写的一、二、三、四等也是。商周时期的数字符号和我们传统的写法也是不一样的!祖冲之的圆周率是用我们传统的小写数字来记录的。祖冲之是南北朝的数学家。
阿拉伯数字最初是公元300年由印度的科学家巴格达发明的,当时只有1、2、3,后来逐渐发展成了0、1、2、3、4、5、6、7、8、9,公元700年阿拉伯人征服印度部分地区,发现印度人的数学比他们的先进,就学习并采用了这些数字,后来推广到了欧洲,通过欧洲又普及到了世界!