祖沖之與圓的故事
我們都應(yīng)該好好地努力,多學(xué)習(xí)一些知識(shí),不斷提升自己的能力,這樣才能夠創(chuàng)造更好的生活,將來(lái)也才有機(jī)會(huì)為祖國(guó)的發(fā)展出謀劃策。下面小編為大家整理了祖沖之與圓的故事,希望大家喜歡!
我國(guó)大數(shù)學(xué)家祖沖之不但精通天文、歷法,他在數(shù)學(xué)方面的貢獻(xiàn),特別對(duì)“圓周率”研究的杰出成就,更是超越前代。大家知道圓周率π是圓周與直徑之比π≈3.14159。古時(shí)候人們知道π值是“3”,制木桶木盆的匠人都知道“徑一周三”,就是木桶的周長(zhǎng)是直徑的三倍。當(dāng)然,現(xiàn)代已經(jīng)用計(jì)算機(jī)算出了小數(shù)點(diǎn)后兩千多位數(shù)字的圓周率。可那時(shí)候沒(méi)有計(jì)算機(jī),全憑手算。在祖沖之之前,西漢末年的數(shù)學(xué)家劉歆算出圓周率是3.1547。東漢的科學(xué)家張衡算出圓周率約為3.1622。到了三國(guó)末年,數(shù)學(xué)家劉徽創(chuàng)造了一種“割圓術(shù)”來(lái)求圓周率,圓周率的研究才獲得了重大的進(jìn)展。
什么叫“割圓術(shù)”,“割”就是“分”的意思,就是將圓細(xì)分成很多等份。畫(huà)一個(gè)頂點(diǎn)都在圓周上的邊長(zhǎng)都相等的多邊形,求出多邊形的邊長(zhǎng),再算圓周率——多邊形的邊數(shù)越多,周長(zhǎng)就越接近圓的周長(zhǎng),算出的圓周率就越精確。一天早上,祖沖之正在家中讀書(shū),讀的就是那劉徽做了注的《九章算術(shù)》,看到“割圓術(shù)”處,心想:將那正多邊形的邊數(shù)算到96個(gè)并不算多,多邊形的周長(zhǎng)與圓周長(zhǎng)相差還甚遠(yuǎn),為何不再多算一些,正多邊形的邊長(zhǎng)愈多,多邊形的周長(zhǎng)不就更接近圓周長(zhǎng)了嗎?那算出的周率不就更精確了嗎?想著想著,抬頭一看,正見(jiàn)兒子在外玩耍,便叫道:“暅兒,你且去后山砍兩根竹子來(lái)?!?/p>
祖沖之的兒子叫祖暅,聰明伶俐,受祖沖之的影響,耳濡目染,也喜歡了數(shù)學(xué),后來(lái)也成了數(shù)學(xué)家,提出了著名的“祖暅定理”。聽(tīng)見(jiàn)父親喚自己,急忙跑了進(jìn)來(lái)問(wèn)道:“爹,喚兒有什么事情?”祖沖之說(shuō)道:“你去后山砍一根毛竹來(lái)。”暅兒?jiǎn)柕?“又要做算籌?”
祖沖之答道:“不錯(cuò),你去砍了與我拿來(lái)。”祖沖之那個(gè)時(shí)代,還沒(méi)有1、2、3、4、5、……阿拉伯?dāng)?shù)字,計(jì)算全靠一根根小棍,那個(gè)時(shí)代把這些小棍叫做算籌。為了得到盡可能準(zhǔn)的數(shù)據(jù),祖沖之用“割圓術(shù)”將圓內(nèi)接正多邊形的邊數(shù)增多到24576邊?,F(xiàn)在,圓是“割”開(kāi)了,但計(jì)算過(guò)程真叫一個(gè)苦啊。祖沖之把算籌擺得到處都是:桌上擺不下,在地上擺,書(shū)房的地?cái)[不下,就到堂屋的地上擺。
祖沖之從早算到晚,擺弄那算籌,擺了滿滿一地,妻子叫吃飯了,都無(wú)從下腳,只好扔給他兩個(gè)窩頭。暅兒踮著腳來(lái)回給他遞算籌,直到掌燈時(shí)分。這祖沖之才站起來(lái),但是腰已經(jīng)直不起來(lái)了。就這樣整整算了兩天,才算到192邊形,人已經(jīng)是累得腰酸背痛的。祖沖之捶捶腰說(shuō)道:“暅兒,今天就到此為止,這地上的算籌不要?jiǎng)恿?明日起早再算。”
第三天天剛蒙蒙亮,祖沖之就起了床,沒(méi)有叫醒妻子和耿兒,秉燭再算,幾個(gè)時(shí)辰后,天已是大亮,那祖沖之還蹲在地上只顧埋頭擺弄算籌,沒(méi)有注意從門(mén)外忽然走進(jìn)一人來(lái),那人也沒(méi)留意地上的算籌,徑直走到祖沖之面前,興沖沖拍拍祖沖之的肩膀說(shuō)道:“文遠(yuǎn)兄,我告訴你一件事——”話還沒(méi)說(shuō)完,只聽(tīng)那祖沖之大叫一聲:“你,你——”把那來(lái)人嚇得一跳,那人說(shuō)道:“文遠(yuǎn)兄,你這……”
祖沖之站起來(lái),搖搖頭嘆了口氣,“你看看地上,這兩天的功夫全白費(fèi)了。”來(lái)人才看見(jiàn)地上滿地的算籌。他進(jìn)來(lái)的時(shí)候,沒(méi)留意,將那擺好的算籌踢得個(gè)稀亂。那人連聲說(shuō)道:“抱歉、抱歉?!贝掖易吡?。祖沖之此刻真是無(wú)比懊惱。祖沖之只好從頭再來(lái)。祖沖之說(shuō)道:“暅兒,這次算后,你把每一次的結(jié)果記將下來(lái),我們從頭再來(lái)。從十二邊形算起?!?/p>
就這樣,祖沖之有蹲在地上擺起了算籌,日復(fù)一日。新做的算籌有的沒(méi)有打磨光滑,一不小心,那算籌上的毛簽就會(huì)扎進(jìn)手指,鉆心的疼痛,一天下來(lái),那祖沖之的十個(gè)手指,早已經(jīng)是血跡斑斑。算到第七日,算出了圓內(nèi)接正24576邊形的周長(zhǎng)是六丈二尺八寸又三一八三二。這時(shí),祖沖之累得走路都直不起腰了。歇了一日,接著算,從外切正六邊形算起,一共算到外切正24576邊形,又花了九天的時(shí)間。如果沒(méi)有堅(jiān)韌不拔的毅力,是絕對(duì)不會(huì)成功的。祖沖之計(jì)算出這精確到小數(shù)點(diǎn)后七位數(shù)的圓周率值,在當(dāng)時(shí),實(shí)屬極了不得的成就,在歐洲,一直到1573年,才由德國(guó)的一位叫握脫的數(shù)學(xué)家求出了π的值用分?jǐn)?shù)355/113表示,比起祖沖之晚了一千年!