祖沖之怎麼發明的圓周率?圓周率如何誕生?

祖沖之,字文遠,是中國南北朝時期傑出的數學家和天文學家, 父袓皆諳熟天算,學識淵博,為當時人所敬重。祖沖之青年時代便進入華林學省,從事學術研究。此後,他歷仕劉宋、南齊,官至長水校尉。他 在數學、天文曆法、機械 製造等方面都有著舉世聞名的重大成就。

在數學方面,祖沖之首次推算出了鬩周率π的不足近似值3.1415926和 過剩近似值3.1415927。他指出,π的真值在盈、肭兩限之間,即3.1415926< π<3.1415927。

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這個圓周率值在當時的世界上,可以說是最先進的數學成就,西方世界直到16世紀才由法國數學家韋達得到更精確的結果。

此外,袓衝之還確定了兩個分數形式的圓周率值,約率tt=22/7 (≈3.14),密率π=355/113 (π3.1415929).其中密率是在分母小於1000的條件下,圓周率的最佳近似分數6密率為祖沖之首創,直到 16世紀才被德國數學家奧托和荷蘭工程師安託尼茲重新得到。在西方數學史上,這個圓周率值常被稱為“安託尼茲率”。

而後,祖沖之圓滿解決了球體積計算問題,並在推算過程中提出“冪勢既同,則積不容異(二立體等高處截面積恆相等,則二立體體積相等)”的原理。這個原理更是直到17世紀,才為意大利數學家卡瓦列利重新提出。

祖沖之怎麼發明的圓周率?圓周率如何誕生?

據《隋書•律曆志》記載,祖沖之對手三永方程也有所研究所著《綴術》一書,是著名的《算衣曾椴唐代國子監和朝鮮、曰本用做算學課本,可惜已失傳。

在天文曆法方面,祖沖之的造詣並不遜色於數學天賦,他在長期觀測、錆確計算和對歷史文獻進行深入研金的基礎上,創制了明歷》,最早把歲差引進曆法,大大提高了曆法的精確性,這是中國曆法史上的重大進步。

祖沖之不但是位博學多才的科學家還是一,偉大的發明家。他對於機械原理很有研究,曾設計製造過水碓磨(利用水利加工糧食的工具)、銅製機件傳動的指南車、一天能走百里的“千里船”和“木牛流馬”等水陸運輸工具,還設計製造過漏壺(古代計時器)和巧妙的欹器,並精通音律。

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祖沖之的著作還有很多,如《長水校尉祖沖之集》、《九章算術注》等,可惜其中大部分已失傳,現在僅能見到《上大明厲表》、《大明曆》、《駁戴法興奏章》、《開立圓木》等有限的幾篇。其子祖恆、孫祖皓也都是南朝有名的天文學家和數學家。

正如一位德國數學家說過:“歷史上一個國家所算的圓周率的準確程度,可以成為衡量這個國家當時數學發展水平的一個標誌。” 祖沖之無疑是中國歷史上最偉大的數學家之一。

為了紀念和表彰祖沖之在科學史上的卓越貢獻,在當代社會,人們把密率355/113稱為“祖率”,紫金山天文臺更是把該臺發現的一顆小行星命名為“袒衝之”。在月球背面,也有了以袒衝之名字命 名的環形山。


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