π是怎么算出来的

π是由我国古代数学家祖冲之的割圆术求出来的。我国古代数学家祖冲之,以圆的内接正多边形的周长来近似等于圆的周长,从而得出π的精确到小数点第七位的值。

π是一个数学常数,表示圆的周长与直径的比值。它通常用希腊字母π表示,其近似值约为3.14159。π是一个无理数,即不能被任何有限小数表示,并且它的小数部分是无限不循环的。

π在几何学和物理学中有广泛的应用。在几何学中,π与圆的属性密切相关。通过π,我们可以计算圆的周长、面积和体积等参数。在物理学中,π可以用于计算圆轴和球体的惯性矩等物理量。

除了几何学和物理学之外,π在数学的许多领域也有重要的作用。例如,在三角函数中,π是正弦、余弦、正切等函数周期性的基础。在复数与指数函数中,π也起到了关键的作用。此外,π还与无穷级数、概率与统计、分形几何等领域有密切联系。

近年来,人们对π的研究正在不断深入。通过计算机的发展和数值算法的改进,人们能够更加精确地计算π的值。目前已经计算到了十准八确的小数位数,并且仍然在继续研究中。

总之,π作为一个重要的数学常数,具有广泛的应用价值和深远的理论意义。它不仅在几何学和物理学中发挥着关键作用,也在数学的各个领域中被广泛运用。通过对π的研究,我们可以更深入地理解自然界和数学世界的奥秘。



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。

1965年,英国数学家约翰·沃利斯(John Wallis)出版了一本数学专著,其中他推导出一个公式,发现圆周率等于无穷个分数相乘的积。2015年,罗切斯特大学的科学家们在氢原子能级的量子力学计算中发现了圆周率相同的公式 。

实验时期

一块古巴比伦石匾(约产于公元前1900年至1600年)清楚地记载了圆周率 = 25/8 = 3.125。 同一时期的古埃及文物,莱因德数学纸草书(Rhind Mathematical Papyrus)也表明圆周率等于分数16/9的平方,约等于3.1605。埃及人似乎在更早的时候就知道圆周率了。

英国作家 John Taylor (1781–1864) 在其名著《金字塔》(《The Great Pyramid: Why was it built, and who built it?》)中指出,造于公元前2500年左右的胡夫金字塔和圆周率有关。例如,金字塔的周长和高度之比等于圆周率的两倍,正好等于圆的周长和半径之比。

公元前800至600年成文的古印度宗教巨著《百道梵书》(Satapatha Brahmana)显示了圆周率等于分数339/108,约等于3.139。



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