人类为什么要计算圆周率
人类为什么要计算圆周率的答案是:可以反映出一个国家的科技水平
计算圆周率在一定程度上可以反映出一个国家的科技水平;是精确计算圆周长、圆面积、球体积等几何形状的关键值。圆周率是表示圆的周长与直径比值的数学常数,用希腊字母π表示。π也等于圆形之面积与半径平方之比,近似值约等于3.14159265359。欧几里得平面上圆周与直径的长度之比。它是人类认识到的第一个特殊常数,是人类在测量圆周长和圆面积的各种情况中逐步认识的。
古希腊欧几里得的《几何原本》中已提到圆周率是常数。中国古代早有“径一周三”的记载,即认为圆周率是常数了。自1737年L.欧拉用π表示圆周率后,π就成为一个通用符号。
此后也通用由圆半径r和圆周率π求圆周长的公式:C=2πr。关于圆面积与圆周率的关系人类也很早就知道了。中国古代数学专著《九章算术》第一章《方田》中求圆田面积,“术曰:半圆半径相乘得积步”。即以半圆周πr和半径r为长和宽的矩形面积就是所求的圆面积S,这正是圆面积公式S=πr2。
早在公元前1900年到公元前1600年期间,古巴比伦和古埃及就已经开始了对于圆的研究,前者在一块石匾上记载着圆周率等于25/8,也就是3.125,后者则在一张数学纸草书上面记录了圆周率为16/9的平方数值,也就是3.160493……
虽然这两份资料都显示的是古巴比伦和古埃及都是在同一时期发现的圆周率的大概数值,但是有相关学者发现,古埃及所建造的胡夫金字塔在经过测量以后,居然存在着大量的数学原理。
尤其是该金字塔的塔高与塔基之比,就是地球的半径与其周长比。所以这也意味着,古埃及人其实在公元前2500年就已经明白了圆周率。
在公元前3世纪,古希腊的阿基米德开创了计算圆周率近似数的新方法,即利用数学理论的概念,其中用到了两侧的数值逼近的方法,以及迭代法。
通过这两种数学方式,我们就能不断地寻找到越来越接近圆周率真实数据的结果。
因此,阿基米德得到了圆周率是处在223/71和22/7之间的结论,取这两者的平均值,则得出了圆周率的近似值为3.141851。
当然,我国作为自然科学在古代长期处在世界前沿的国家,也有进行有关圆周率的研究。根据我国历史上最古老的自然科学书籍《周髀算经》记载,在公元前1000年左右的西周初期,商高曾与周公旦进行了一次问答,并提出了勾股定理。
商高表示,圆出于方,方出于矩,也就是圆是从方形中来的,而方也是从矩形中产生。
这也是因为当时的古人还不具备测量和计算出圆形面积的能力,所以只能将圆化成方形,通过计算正多边形的面积方式来估算出大概的圆形面积,而圆周率我国早期的数值为3。
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