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π的“馬拉松計(jì)算”

來(lái)源:轉(zhuǎn)載 2008-04-15 11:38:43

智能內(nèi)容

  圓的周長(zhǎng)與直徑之比是一個(gè)常數(shù),人們稱之為圓周率,記為π。為了計(jì)算出它的值,人類從公元前2世紀(jì)開(kāi)始,一直算到今天,雖然獲得了數(shù)億位,可以印成厚達(dá)百萬(wàn)頁(yè)的書(shū)的數(shù),卻仍然是一個(gè)近似值。因此,人們把關(guān)于π的計(jì)算,稱為科學(xué)史上的“馬拉松”。

  關(guān)于π的值,較早見(jiàn)于公元前2世紀(jì)中國(guó)的《周髀算經(jīng)》,里面有周三徑一的記載。東漢的數(shù)學(xué)家又將π值改為根10(約為3.16)。第一個(gè)用正確方法計(jì)算得π的,是魏晉時(shí)期的劉徽在公元263年,他首創(chuàng)了用圓的內(nèi)接正多邊形的面積來(lái)逼近于圓面積的方法,算得π的值約為3.14。我國(guó)稱這種方法為割圓術(shù)。直到1200年后,西方人才找到了類似的方法。后人為紀(jì)念劉微的貢獻(xiàn),將3.14稱為徽率。

  公元460年南朝的祖沖之仍采用劉徽的割圓術(shù),算得的π為3.1415926,這是世界上獲得的第一個(gè)具有七位小數(shù)的圓周率。祖沖之還找到了兩個(gè)近似于π的分?jǐn)?shù)值:(22)/7和(355)/(113)。這兩個(gè)分?jǐn)?shù)化為小數(shù),其值雖不如他算得的小數(shù)值準(zhǔn)確,但用分?jǐn)?shù)來(lái)代替π,在計(jì)算上簡(jiǎn)單,這種思想西方人直到一千多年后才產(chǎn)生。

  祖沖之取得的這個(gè)π值,保持了一千多年的世紀(jì)記錄。1596年,荷蘭數(shù)學(xué)家盧道夫經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期艱韌的努力,算得了具有15位小數(shù)的π,以后他把這個(gè)數(shù)推進(jìn)到35位。1610年他逝世時(shí),人們給他立了一塊奇特的墓碑,上面刻有他算得的π值:

  3.14159265358979323846264338327950288

  以示紀(jì)念,并把這個(gè)數(shù)稱為“盧道夫數(shù)”。

  從此之后,西方數(shù)學(xué)家計(jì)算π的工作,有了飛速的進(jìn)展。

  1948年1月,弗格森與雷思奇合作,才算得正確的808位小數(shù)的π值。但這種計(jì)算依然費(fèi)時(shí)費(fèi)力,直到電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世后,對(duì)π的人工計(jì)算才告結(jié)束。20世紀(jì)50年代,人們用計(jì)算機(jī)算得了10萬(wàn)小數(shù)的π,70年代又刷新到150萬(wàn)位。1990年,美國(guó)數(shù)學(xué)家采用新的計(jì)算方法,算到的π值的4.8億位。

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