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        神奇的圓,有趣的π

        2010-12-31 00:00:00夏夢禹
        學與玩 2010年9期

        同學們,今年的9月22日是我們國家的傳統(tǒng)節(jié)日——中秋節(jié)。在這一天的晚上,全家人要在一起賞圓月,吃月餅,享受團團圓圓、和和美美的日子。中國人對中秋節(jié)的重視,也是對圓的一種推崇。十幾萬年前的古人已經(jīng)能做出相當圓的石球了。18000年前的山頂洞人曾經(jīng)在獸牙、礫石或石珠上鉆孔,那些孔有的就很圓。

        古人還發(fā)現(xiàn)用圓的木頭滾著走運東西會比較省勁。在他們搬運重物的時候,就用幾段圓木墊在大樹、大石頭下面滾著走,這樣當然比扛著走省勁得多。因為圓木不是固定在重物下面的,走一段,還得把后面滾出來的圓木滾到前面去,墊在重物前面部分的下方。大約在6000年前,美索不達米亞人,做出了世界上第一個輪子——圓的木盤。大約在4000多年前,人們將圓的木盤固定在木架下,這就成了最早的車的初形。因為輪子的圓心是固定在一根軸上的,而圓心到圓周總是等長的,所以只要道路平坦,車子就可以平衡地前進了。

        會做圓,但不一定就懂得圓的性質(zhì)。古代埃及人就認為:圓,是神賜給人的神圣圖形。一直到兩千多年前我國的墨子(約公元前468-前376年)才給圓下了一個定義:“圓,一中同長也”。意思是說:圓有一個圓心,圓心到圓周的長都相等。這個定義比希臘數(shù)學家歐幾里得(約公元前330-前275年)給圓下的定義要早100年。

        圓周率,也就是圓周與直徑的比值,是一個非常奇特的數(shù)。我們通常用π(派)這個字母來表示圓周率?!吨荀滤憬?jīng)》上說“徑一周三”,把圓周率看成3,這只是一個近似值。美索不達米亞人在做第一個輪子的時候,也只知道圓周率是3。

        魏晉時期的劉徽于公元263年給《九章算術(shù)》做注。他發(fā)現(xiàn)“徑一周三”只是圓內(nèi)接正六邊形周長和直徑的比值。他創(chuàng)立了割圓術(shù),認為圓內(nèi)接正多邊形邊數(shù)無限增加時,周長就越逼近圓周長。他算到圓內(nèi)接正3072邊形的圓周率,π=3927/1250,請你將它換算成小數(shù),看約等于多少?劉徽已經(jīng)把極限的概念運用于解決實際的數(shù)學問題之中,這在世界數(shù)學史上也是一項重大的成就。

        祖沖之(公元429-500年)在前人的計算基礎上繼續(xù)推算,求出圓周率在3.1415926與3.1415927之間是世界上最早的七位小數(shù)精確值,他還用兩個分數(shù)值來表示圓周率:22/7稱為約率,355/113稱為密率。請你將這兩個分數(shù)換成小數(shù),看它們與今天已知的圓周率有幾位小數(shù)數(shù)字相同?

        在歐洲,直到1000年后的16世紀,德國人鄂圖和安托尼茲才得到這個數(shù)值?,F(xiàn)在有了電子計算機,圓周率已經(jīng)算到了小數(shù)點后2061億位以上了。當國際著名的電腦公司INTEL推出奔騰(Pentium)CPU處理器時,發(fā)現(xiàn)這個處理器有一點小問題。而這個問題正是通過運行對圓周率的計:算找到的。計算的方法推動著數(shù)學和科學技術(shù)的不斷更新和發(fā)展。

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