人類爲什麼要計算圓周率

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人類爲什麼要計算圓周率的答案是:可以反映出一個國家的科技水平

人類爲什麼要計算圓周率

計算圓周率在一定程度上可以反映出一個國家的科技水平;是精確計算圓周長、圓面積、球體積等幾何形狀的關鍵值。圓周率是表示圓的周長與直徑比值的數學常數,用希臘字母π表示。π也等於圓形之面積與半徑平方之比,近似值約等於3.14159265359。歐幾里得平面上圓周與直徑的長度之比。它是人類認識到的第一個特殊常數,是人類在測量圓周長和圓面積的各種情況中逐步認識的。

古希臘歐幾里得的《幾何原本》中已提到圓周率是常數。中國古代早有“徑一週三”的記載,即認爲圓周率是常數了。自1737年L.歐拉用π表示圓周率後,π就成爲一個通用符號。

此後也通用由圓半徑r和圓周率π求圓周長的公式:C=2πr。關於圓面積與圓周率的關係人類也很早就知道了。中國古代數學專著《九章算術》第一章《方田》中求圓田面積,“術曰:半圓半徑相乘得積步”。即以半圓周πr和半徑r爲長和寬的矩形面積就是所求的圓面積S,這正是圓面積公式S=πr2。

早在公元前1900年到公元前1600年期間,古巴比倫和古埃及就已經開始了對於圓的研究,前者在一塊石匾上記載着圓周率等於25/8,也就是3.125,後者則在一張數學紙草書上面記錄了圓周率爲16/9的平方數值,也就是3.160493……

雖然這兩份資料都顯示的是古巴比倫和古埃及都是在同一時期發現的圓周率的大概數值,但是有相關學者發現,古埃及所建造的胡夫金字塔在經過測量以後,居然存在着大量的數學原理。

尤其是該金字塔的塔高與塔基之比,就是地球的半徑與其周長比。所以這也意味着,古埃及人其實在公元前2500年就已經明白了圓周率。

在公元前3世紀,古希臘的阿基米德開創了計算圓周率近似數的新方法,即利用數學理論的概念,其中用到了兩側的數值逼近的方法,以及迭代法。

通過這兩種數學方式,我們就能不斷地尋找到越來越接近圓周率真實數據的結果。

因此,阿基米德得到了圓周率是處在223/71和22/7之間的結論,取這兩者的平均值,則得出了圓周率的近似值爲3.141851。

當然,我國作爲自然科學在古代長期處在世界前沿的國家,也有進行有關圓周率的研究。根據我國歷史上最古老的自然科學書籍《周髀算經》記載,在公元前1000年左右的西周初期,商高曾與周公旦進行了一次問答,並提出了勾股定理。

商高表示,圓出於方,方出於矩,也就是圓是從方形中來的,而方也是從矩形中產生。

這也是因爲當時的古人還不具備測量和計算出圓形面積的能力,所以只能將圓化成方形,通過計算正多邊形的面積方式來估算出大概的圓形面積,而圓周率我國早期的數值爲3。

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