九年级数学割圆术

发布 2022-07-26 01:35:28 阅读 5690

圆周率是一个极其驰名的数。从有文字记载的历史开始,这个数就引进了外行人和学者们的兴趣。作为一个非常重要的常数,圆周率最早是出于解决有关圆的计算问题。

仅凭这一点,求出它的尽量准确的近似值,就是一个极其迫切的问题了。事实也是如此,几千年来作为数学家们的奋斗目标,古今中外一代一代的数学家为此献出了自己的智慧和劳动。回顾历史,人类对 π 的认识过程,反映了数学和计算技术发展情形的一个侧面。

π的研究,在一定程度上反映这个地区或时代的数学水平。直到19世纪初,求圆周率的值应该说是数学中的头号难题。为求得圆周率的值,人类走过了漫长而曲折的道路,它的历史是饶有趣味的。

我国的刘徽创立了割圆术,给出了“割圆”的一般法则,后世的割圆家可能在 π 的近似值上估计得比他精密,但若论及创始的功劳,则他的地位是无人可以替代的。

刘徽是魏人,经历可能延长到晋朝,这是史家根据《隋书》记载的魏陈留王景元四年(263 刘徽注九章的文句推断出来的。晋朝算学博士王孝通(《缉古算经》的作者)称赞他“思极毫芒”,推许他的著作“一时独步”。他那极富原创性的《九章算术注》(附于现传本的《九章算术》内),及《重差术》(即现传的《海岛算经》)二部著作,的确是他不朽声名的最佳脚注。

刘徽的割圆术记载在九章算术第一卷方田章的第32题关于圆面积计算的注文里。我们把它归纳为下列几点来加以说明。

一、刘徽首先指出利用 π=3 这一数值算得的结果不是圆面积,而是圆内接正十二边形的面积,这个结果比 π 的真值少。

二、他由圆内接正六边形算起,逐渐把边数加倍,算出正12边形、正24边形、正48边形、正96边形……的面积,这些面积会逐渐地接近圆面积。

三、已知正6边形一边(恰与半径等长,详见《九章算术》),即求得正12边形边长,……由正12边形求正24边形一边之长时,刘徽反复地应用到句股定理(或称商高、勾股定理),如下图:

正n边形的面积等于正n边形的面积加上n个等腰三角形的面积,即。

学生利用ti-voyage200图形计算器操作:(老师现场指导)

运行程序为:

用正多边形逐渐增加边数的方法来计算圆周率,在公元前200年左右,早为阿基米德(287?~212 率先采用。但阿阿基米德同时采用内接和外切两种入算,不如刘徽仅用内接,比较简便多了。

以圆径一亿为丈,圆周盈数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒七忽,朒数三丈一尺四寸一分五厘九毫二秒六忽,正数在盈朒二限之间。密率:圆径一百一十三,圆周三百五十五。

约率,圆径七,周二十二。”

这一记录指出,祖冲之关于圆周率的两大贡献。其一是求得圆周率。

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