第一篇:圓周率的故事
歷史上求圓周率的故事
古今中外,許多人致力于圓周率的研究與計算。為了計算出圓周率的越來越好的近似值,一代代的數學家為這個神秘的數貢獻了無數的時間與心血。十九世紀前,圓周率的計算進展相當緩慢,十九世紀后,計算圓周率的世界紀錄頻頻創新。整個十九世紀,可以說是圓周率的手工計算量最大的世紀。
進入二十世紀,隨著計算機的發明,圓周率的計算有了突飛猛進。借助于超級計算機,人們已經得到了圓周率的2061億位精度。
歷史上最馬拉松式的計算,其一是德國的魯道夫,他幾乎耗盡了一生的時間,計算到圓的內接正262邊形,于1609年得到了圓周率的35位精度值,以至于圓周率在德國被稱為魯道夫數;其二是英國的威廉·山克斯,他耗費了15年的光陰,在1874年算出了圓周率的小數點后707位,并將其刻在了墓碑上作為一生的榮譽??上В笕税l現,他從第528位開始就算錯了。
把圓周率的數值算得這么精確,實際意義并不大?,F代科技領域使用的圓周率值,有十幾位已經足夠了。如果用魯道夫算出的35位精度的圓周率值,來計算一個能把太陽系包起來的一個圓的周長,誤差還不到質子直徑的百萬分之一。以前的人計算圓周率,是要探究圓周率是否循環小數。自從1761年蘭伯特證明了圓周率是無理數,1882年林德曼證明了圓周率是超越數后,圓周率的神秘面紗就被揭開了。
現在的人計算圓周率,多數是為了驗證計算機的計算能力,還有,就是為了興趣。
據說,從前有位私塾先生,經常想出怪招來懲罰學生,而他自己卻溜出去玩。有一次上課時,一位學生調皮,老師罰所有學生放學后留下背出圓周率小數點后20位數字才能回家,而他自己卻跑到山頂上的一個寺廟里與和尚喝酒。大家很郁悶,怎么也背不出來。一位學生看看自己、想想老師,靈感勃發,用了諧音的方法編了一套順口溜,迅速背出了圓周率:“山巔一寺一壺酒(3.14159),爾樂苦煞吾(26535),把酒吃(897),酒殺爾(932),殺不死(384),樂爾樂(626)”。老師回來,一看大家能在很短的時間內能把圓周率背到小數點后22位,驚詫不已;聽著大家背誦的內容,不由得臉紅了。
大家都知道,我國南北朝時的祖沖之最早把圓周率到在3.1415926和3.1415927之間。他按照當時計算使用分數的習慣,祖沖之還采用了兩個分數值的圓周率:“約率”22 / 7(或稱之為“疏率”)以及“密率”355 / 113,比歐洲人早了1000多年。
我國橋梁專家茅以升小時候為了鍛煉自己的記憶力和毅力,能把圓周率背到小數點后100多位。
一項數字世界里的新世界紀錄于日前誕生:一名日本人Akira Haraguchi將圓周率π算到了小數點后的83431位。在一個現場解說驗證活動中,這名孜孜不倦的59歲老人向觀眾講解了長達13個小時,最終獲得認同。這一紀錄已經被收入了Guinness世界大全中。
據報道,此前的紀錄是由一名日本學生于1995年計算出的,當時的精度是小數點后的42000位。
第二篇:圓周率的故事
圓周率的故事
標簽: 圓周率
圓,是人類最早認識的一種曲線,也是用途最廣的一種曲線。還在遙遠的古代,火紅的太陽、皎潔的月亮、清晨的露珠,以及動物的眼睛,水面的波紋,都給人以圓的啟示。現代,從滾動的車輪到日常用品,從旋轉的機器到航天飛船,到處都有圓的身影。人們的生活與圓早已結下了不解之緣。圓,以它無比美麗的身影帶給人們無限美好的遐想。圓滿、團圓,這些美妙的詞語寄托了人們多少美好和幸福的憧憬!
圓周率是圓的靈魂,是圓的化身,可是這位仙子,卻遲遲不肯揭開她那神秘的面紗。
人們對圓周率的認識經歷了漫長的歷史歲月,許多數學家為此獻出了畢生的精力?,F在,就讓我們穿過時間隧道,與這些偉大的數學家作一次親密接觸吧!
早在三千多年以前的周朝,我們的祖先就從實踐中認識到圓的周長大約是直徑的3倍,所以在距今2000多年前的西漢初年,在我國最古老的數學著作《周髀算經》里就有了“周三徑一”的記載。
隨著生產的發展和文明的進步,對圓周率精確度的要求越來越高。西漢末年,數學家劉歆提出把圓周率定為3.1547。到了東漢,張衡——就是那位發明候風地動儀的天文學家,建議把圓周率定為3.1622。但是,這兩種建議都因為缺乏科學依據而很少有人采用。一直到了公元263年,三國時期魏國的劉徽創立了割圓術,才使圓周率的計算走上了科學的道路。
什么是割圓術呢?原來,劉徽在整理我國古老的數學著作《九章算術》時發現,所謂的“周三徑一”,實質上是把圓的內接正6邊形的周長作為圓的周長的結果。于是他想到:如果用圓的內接正12邊形、24邊形、48邊形、96邊形……的周長作為圓的周長,豈不是更加精確。這就是割圓術。用他自己的話說就是:“割之彌細,所失彌少,割之又割,以至于不可割,則與圓周合體而無所失矣。”但是,因為計算過程隨著邊數的增加越來越復雜,限于當時的條件,劉徽只計算到圓的內接正96邊形,使圓周率精確到兩位小數,得到3.14。后來,劉徽又算到圓的內接正3072邊形,使圓周率精確到四位小數,得到3.1416。還記得,我們那一代人上小學的時候,圓周率用的就是這個值。
又過了大約200年,到了南北朝的時候,我國出了一位大數學家,也是天文歷算學家祖沖之。祖沖之于公元429年4月20日出生于范陽郡遒縣(現在的河北省淶水縣)。他小時候沒上過什么學,也沒得到過什么名師指點,但是他自學非常刻苦,尤其是對天文、數學有著濃厚的興趣。他廣泛搜集認真閱讀了前人有關天文、數學的許多著作,卻從來不盲目接受,總要親自進行測量和推算。公元460年,他采用劉徽的割圓術,一直算到圓的內接12288邊形,推算出圓周率應該在3.1415926到3.1415927之間。同時,他還提出用兩個分數作為圓周率的近似值,一個是22/7,叫“疏率”,約等于3.142857;另一個是355/113,叫“密率”,約等于3.1415929。祖沖之對圓周率的計算,開創了一項世界紀錄,比歐洲早了一千多年。國際上為了紀念這位偉大的中國數學家,把3.1415926稱為“祖率”,并把月球上的一座環形山命名為“祖沖之山”。這是我們中華民族的驕傲。
向往完美,向往精確是人類的天性。盡量把圓周率算得準確一點,一直成為人們的不懈追求。
在古希臘,人們也是把圓周率取為3。后來也發現了疏率22/7,直到1573年,德國數學家奧托才發現了密率355/113,比祖沖之晚了1113年。
在古埃及的紙草書(以草為紙寫的書)中,有一道計算圓形土地面積的題目,所用的方法是:圓的面積等于直徑減去直徑的1/9,然后再平方。如果我們假設半徑為1,直徑就是2,圓的面積就是2÷9×8再平方,約等于3.16,也就是說圓周率約等于3.16。(因為S=πr2,當r=1時,S=π。)
1593年,荷蘭數學家羅梅,用割圓術把圓周率算到了小數點后15位,雖然打破了祖沖之的紀錄,但是已時隔1133年。
1610年,德國數學家盧道夫,用割圓術使π值精確到小數點后第35位,幾乎耗費了他一生的大部分心血。
隨著數學的發展,人們又陸續發明了另外一些計算圓周率的方法。
1737年,經過瑞士大數學家歐拉的倡導,人們開始廣泛地使用希臘字母π表示圓周率。1761年,德國數學家蘭伯特證明了π是一個無限不循環小數。
1873年,英國的向克斯用了20年的精力,把π值計算到小數點后707位??上Ш髞碛腥擞秒娔X證明,向克斯的計算結果,在小數點后第528位上發生了錯誤,以致后面的179位毫無意義。一個數字之差使向克斯白白耗費了十多年的精力!他的失誤警示人們,科學上容不得半點疏忽。這個教訓值得我們永遠記取。
隨著電腦的不斷升級換代,π值的計算不斷向前推進,早在上個世紀80年代末,日本人金田正康已將π值算到了小數點后133554000位。當代,π值的計算已經成為評價電子計算機性能的指標之一。
最后,還有兩件與圓周率有關的趣事不能不談。
第一件:1777年,法國數學家布豐用他設計的,看似與圓周率毫無關系的“投針試驗”,求出圓周率的近似值是3.12。1901年意大利數學家拉茲瑞尼用“布豐投針試驗”求出圓周率的近似值是3.1415929。至于什么是“布豐投針試驗”,請看拙文“布豐投針試驗的故事”。
第二件:用普通的電子計算器就能算出圓周率的高精度近似值。算式是:
1.09999901×1.19999911×1.39999931×1.69999961≈3.141592573…
這幾個小數很好記,如果不看小數點的話四個因數都是對稱的,中間是5個9,前面兩位分別是10、11、13、16,后面兩位分別是01、11、31、61。至于是什么道理,不清楚。據我猜測,很可能是某位有心人,殫精竭慮編出的一道趣味數學題。
無獨有偶,下面這些由十個不同數字組成的算式,也可以算出圓周率的高度近似值。
76591÷24380
95761÷3048
239480÷12567 97468÷3102
537869÷1205
495147÷30286
49270÷1568
383159÷26470
78960÷25134 顯然,這些題目中的數字是湊出來的,滲透了創編者的良苦用心。
在分享了上面這些算式帶給我們的驚喜和啟迪之余,不禁要對這兩位數學愛好者表示崇高的敬意!
幾千年來,圓周率精確值不斷推進的過程,反映了人類崇高的科學精神,閃爍著人類智慧的光芒,同時也讓熱愛數學、甘愿為數學獻身的人們充分感受到數學的無比美妙,享受到數學給予他們的無限幸福。
在相當長的一段歷史時期內,人們往往用圓周率的精確程度,作為衡量一個國家、一個民族數學發展水平的標志。我國古代數學一直處于世界領先的地位,作為炎黃子孫,我們一定要繼承祖先的光榮傳統。而作為小學數學教師,一定要教育我們的學生,學無止境,科學的發展也沒有止境,一座座科學高峰正等待著他們去攀登。劉徽、祖沖之、盧道夫……這些光輝的名字永遠是鼓舞全人類前進的榜樣。
第三篇:圓周率和祖沖之故事[模版]
祖沖之(公元429年4月20日─公元500年)是我國杰出的數學家,科學家。南北朝時期人,漢族人,字文遠。生于宋文帝元嘉六年,卒于齊昏侯永元二年。祖籍范陽郡遒縣(今河北淶水縣)。為避戰亂,祖沖之的祖父祖昌由河北遷至江南。祖昌曾任劉宋的“大匠卿”,掌管土木工程;祖沖之的父親也在朝中做官。祖沖之從小接受家傳的科學知識。青年時進入華林學省,從事學術活動。一生先后任過南徐州(今鎮江市)從事史、公府參軍、婁縣(今昆山市東北)令、謁者仆射、長水校尉等官職。其主要貢獻在數學、天文歷法和機械三方面。
祖沖之在科學發明上是個多面手,他造過一種指南車,隨便車子怎樣轉彎,車上的銅人總是指著南方;他又造過“千里船”,在新亭江(在今南京市西南)上試航過,一天可以航行一百多里。他還利用水力轉動石磨,舂米碾谷子,叫做“水碓磨”。名人故事
祖沖之(429500)的祖父名叫祖昌,在宋朝做了一個管理朝廷建筑的長官。祖沖之長在這樣的家庭里,從小就讀了不少書,人家都稱贊他是個博學的青年。他特別愛好研究數學,也喜歡研究天文歷法,經常觀測太陽和星球運行的情況,并且做了詳細記錄。
宋孝武帝聽到他的名氣,派他到一個專門研究學術的官署“華林學省”工作。他對做官并沒有興趣,但是在那里,可以更加專心研究數學、天文了。
我國歷代都有研究天文的官,并且根據研究天文的結果來制定歷法。到了宋朝的時候,歷法已經有很大進步,但是祖沖之認為還不夠精確。他根據他長期觀察的結果,創制出一部新的歷法,叫做“大明歷”(“大明”是宋孝武帝的年號)。這種歷法測定的每一回歸年(也就是兩年冬至點之間的時間)的天數,跟現代科學測定的相差只有五十秒;測定月亮環行一周的天數,跟現代科學測定的相差不到一秒,可見它的精確程度了。
公元462年,祖沖之請求宋孝武帝頒布新歷,孝武帝召集大臣商議。那時候,有一個皇帝寵幸的大臣戴法興出來反對,認為祖沖之擅自改變古歷,是離經叛道的行為。祖沖之當場用他研究的數據回駁了戴法興。戴法興依仗皇帝寵幸他,蠻橫地說:“歷法是古人制定的,后代的人不應該改動?!弊鏇_之一點也不害怕。他嚴肅地說: “你如果有事實根據,就只管拿出來辯論。不要拿空話嚇唬人嘛?!彼涡⑽涞巯霂椭鞣ㄅd,找了一些懂得歷法的人跟祖沖之辯論,也一個個被祖沖之駁倒了。但是宋孝武帝還是不肯頒布新歷。直到祖沖之死了十年之后,他創制的大明歷才得到推行。名人故事
盡管當時社會十分**不安,但是祖沖之還是孜孜不倦地研究科學。他更大的成就是在數學方面。他曾經對古代數學著作《九章算術》作了注釋,又編寫一本《綴術》。他的最杰出貢獻是求得相當精確的圓周率。經過長期的艱苦研究,他計算出圓周率在3.1415926和3.1415927之間,成為世界上最早把圓周率數值推算到七位數字以上的科學家。
祖沖之晚年的時候,掌握宋朝禁衛軍的蕭道成滅了宋朝。
第四篇:數學故事:最精密的圓周率
最精密的圓周率
夜很深了,桌上的油燈已經加了兩次油。書堆放著已經看完的《周骸算經》竹簡,張衡的《靈簡。祖沖之手中正在翻閱三國時代的布衣數學家給《九章算術》作的注解,他被劉徽在深入學習
桌上顯》竹劉徽古人成果,廣泛實踐的基礎上,用高度的抽象概括力建立的?割圓術?與極限觀念所折服,不禁拍案而起。連連稱贊:?真了不起!?。在一邊專心致志看書的兒子被這突如其來的聲音所震動,忙問:?爸,誰了不起了??我說劉徽了不起。?祖沖之的眼睛仍然停留在竹簡上。?劉徽是誰??當時只有十一、二歲的孩子還不知道劉徽是個什么樣的人。?三國時代的科學家。??他有什么地方了不起呢???他用極限觀念建立了‘割圓術’。??割圓術??兒子茫茫然地望著父親。對于圓面積、圓柱的體積和球的體積計算都要用圓周率,原來似乎沒有科學的方法。可是這會兒,劉徽提出的割圓術,卻找到了完善的算法。?你看!?祖沖之指著手里拿著的竹律嘉量斛上的尺寸 簡,滔滔不絕的給兒子講著。?劉徽提出:在圓內作一個正六邊形,每邊和半徑相等。然后把六邊所對的六段弧線一一平分。作出一個正十二邊形。這個十二邊形的邊長總加起來比六邊形的邊長的總和要大,比較接近圓周,但仍比圓周短。?劉徽認為,用同樣方法,作出二十四邊形。那周長總和又增加了,又接近圓周了。這樣一直把圓周分割下去,割得越細,和圓周相差越少,割而又割,直到不可再割的時候,這個無限邊形就和圓周密合為一,完全相等了。?劉徽用割圓術計算了六邊、十二邊、二十四邊、四十八邊,一直計算到九十六邊形的邊長之和,得出圓周是直徑的3.14。?祖沖之把劉徽的計算圓周率的?割圓術?講給兒子聽,他雖然似懂非懂,但引起了他無限的興趣。?劉徽真了不起!真行!?祖沖之聽著孩子的話,沉思片刻說:?我告訴你吧,劉徽算出的圓周率,其實他自己也不滿意。他聲明:實際的圓周率應該比3.14稍大。如果他繼續‘割了又割’地割下去.就會算得更精確。??那我們來繼續‘割而又割’,行嗎??兒子問了一句。?行呀,我們可以算出更精確的圓周率!這就需要我們付出更為艱巨的勞動!?這一夜,父子倆久久未能入睡??菰餆o味的數學,卻引來了兒子無限的興趣,豐富的幻想;祖沖之則盤算著如何去消化前人智慧的盡可能不缺的全部成果,開拓數學研究的新路。
公元461年一個叫劉子鸞的皇族被任命為南除州刺史,祖沖之也被從華林學省這個研究學術的機關調出,派在劉子鸞手下做一個小官。祖沖之雖然離開了華林學省,又擔任了繁雜瑣碎的行政事務工作,但他勤奮好學的習慣并沒有隨著環境變化而有所改變。他始終沒放松對科學技術的鉆研。每天早上都得進宮辦事,下午一回來,就一頭鉆
進了他的書房,有時甚至忘了吃晚飯,忘了休息。年幼的兒子,被他父親的這種孜孜不倦,廢寢忘食的刻苦攻關精神所感動。
一天,祖沖之早上進宮辦完雜事,就匆匆趕回了家,在書房的地板上畫了一個直徑一丈的大圓,運用?割圓術?的計算方法,在圓
數學閱 讀數學閱 讀內先作了一個正六邊形。他們的工作就這樣開始了。日復一日,不論是酷暑,還是嚴寒,從不間斷地辛勤地計算著……祖沖之為了求出最精密的圓周率,對九位數進行包括加減乘除及開方等運算一百三十次以上。這樣艱巨復雜的計算,在當時,既沒有電子計算機,也沒有算盤,只靠一些被稱作?數籌?的小竹棍,擺成縱橫不同的形狀,用來表示各種數目,然后進行計算,這不僅需要掌握純熟的理論和技巧,而且,更需具備踏踏實實、一絲不茍的嚴謹態度,不惜付出艱巨的勞動代價,才能取得杰出的成就。祖沖之為了求出最精密的圓周率,逐次以圓內接正六邊形、十二邊形、二十四邊形、四十八邊形、九十六邊形…的邊長當作圓周長,計算與直徑的比值,一直割圓到24576邊形,這樣邊已經和圓周緊貼在一起,而不能再割了,于是他算出:12288邊形各邊總長為3.14159251丈,24576邊形各邊總長為3.14159261丈。祖沖之經過艱苦的計算,終于得出較精確的圓周如直徑為1,圓周大于3.1415926,小于3.1415927。這個結論,用現代數字符號寫出,就是:3.1415926<n<3.1415927。功夫不負苦心人,祖沖之求出的圓周率,精確到小數點后七位,這在當時,全世界上只有他一人。祖沖之為世界數學史和文明史,作出的這一偉大貢獻,是我們中華民族的驕傲!
祖沖之不僅對數學、天文、歷法進行過廣泛的研究,取得了卓越的成就,而且對于機械制造也有貢獻。他發明和創造了?千里船??水推磨??計時器?等有利于生產發展的科學機械,成為了一個成績卓越的科學家。
數學閱 讀
第五篇:圓周率快速記憶法
一、背圓周率的口訣
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山巔一寺一壺酒,爾樂苦煞吾,把酒吃,酒殺爾,殺不死,樂爾樂。
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死珊珊,霸占二妻。
救吾靈兒吧!
不只要救妻,一路救三舅,救三妻。
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吾一拎我爸,二拎舅(其實就是撕吾舅耳)三拎妻。
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不要溜!司令溜,兒不溜!兒拎爸,久久不溜!
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餓不拎,閃死爸,而吾真是餓矣!要吃人肉?吃酒吧!
(作者華羅庚)
來歷:有個教書先生,喜歡喝酒,每次總是給學生留道題,就到私塾的后山上找山上的老和尚喝酒。這天,他給學生留了道題,就是背這個圓周率,然后自己提壺酒就到山上的廟里去了。圓周率位數這么多,不好背啊,其中有個聰明的學生就想出了一個辦法,把圓周率編了個打油詩:山巔一寺一壺酒,爾樂苦煞吾,把酒吃;酒殺爾殺不死,樂爾樂。其實就是3.14***932384626的諧音。先生一回來,學生居然都把這個給背了下來,很是奇怪,一想,就什么都明白了,原來是在諷刺他呀……
中國人用的是諧音記憶法
二、10分鐘教你記下圓周率前100位
請看下面一則小故事(留意故事主要人物哦)
PART1:
老王拿著一把鑰匙交給一只鸚鵡讓她自己回家。鸚鵡走在路上看到地上有個球兒,于是奮力一踢,結果球兒砸破了一戶人家的鑼鼓,鑼鼓里面有很多珊瑚碎落一地,掉在旁邊的芭蕉樹下,芭蕉樹上綁著一個氣球。突然,遠方飛來一只仙鶴,不小心戳破了氣球,自己受到驚嚇掉了下去,剛好被下面的沙發接住,沙發旁還放著一桌的石榴,仙鶴就在那翹著二郎腿開心的吃著石榴了。
看完以上的故事,閉上眼睛回憶一下,看看能不能把紅色主要情節回憶出來。
如果你做到了,那么恭喜你,你已經把圓周率前20位記憶下來了??!
鑰匙---14
鸚鵡--15
球兒--92
鑼鼓--65
珊瑚--35
芭蕉--89
氣球--79
仙鶴--32
沙發--38
石榴--46
應用同樣的方法,我們可以記憶圓周率之后的80位,甚至更多····
我們不妨自己開始用這樣的故事串聯的方式去記憶下面4組數字。