祖沖之(公元429-500年)是我國南北朝時期,河北省淶源縣人.他從小就閱讀了許多天文、數(shù)學方面的書籍,勤奮好學,刻苦實踐,終于使他成為我國古代杰出的數(shù)學家、天文學家.
祖沖之在數(shù)學上的杰出成就,是關(guān)于圓周率的計算.秦漢以前,人們以"徑一周三"做為圓周率,這就是"古率".后來發(fā)現(xiàn)古率誤差太大,圓周率應(yīng)是"圓徑一而周三有余",不過究竟余多少,意見不一.直到三國時期,劉徽提出了計算圓周率的科學方法--"割圓術(shù)",用圓內(nèi)接正多邊形的周長來逼近圓周長.劉徽計算到圓內(nèi)接96邊形,求得π=3.14,并指出,內(nèi)接正多邊形的邊數(shù)越多,所求得的π值越精確.祖沖之在前人成就的基礎(chǔ)上,經(jīng)過刻苦鉆研,反復(fù)演算,求出π在3.1415926與3.1415927之間.并得出了π分數(shù)形式的近似值,取為約率 ,取為密率,其中取六位小數(shù)是3.141929,它是分子分母在1000以內(nèi)最接近π值的分數(shù).祖沖之究竟用什么方法得出這一結(jié)果,現(xiàn)在無從考查.若設(shè)想他按劉徽的"割圓術(shù)"方法去求的話,就要計算到圓內(nèi)接16,384邊形,這需要化費多少時間和付出多么巨大的勞動啊!由此可見他在治學上的頑強毅力和聰敏才智是令人欽佩的.祖沖之計算得出的密率,外國數(shù)學家獲得同樣結(jié)果,已是一千多年以后的事了.為了紀念祖沖之的杰出貢獻,有些外國數(shù)學史家建議把π=叫做"祖率".
祖沖之博覽當時的名家經(jīng)典,堅持實事求是,他從親自測量計算的大量資料中對比分析,發(fā)現(xiàn)過去歷法的嚴重誤差,并勇于改進,在他三十三歲時編制成功了《大明歷》,開辟了歷法史的新紀元.
祖沖之還與他的兒子祖暅(也是我國著名的數(shù)學家)一起,用巧妙的方法解決了球體體積的計算.他們當時采用的一條原理是:"冪勢既同,則積不容異."意即,位于兩平行平面之間的兩個立體,被任一平行于這兩平面的平面所截,如果兩個截面的面積恒相等,則這兩個立體的體積相等.這一原理,在西文被稱為卡瓦列利原理,但這是在祖氏以后一千多年才由卡氏發(fā)現(xiàn)的.為了紀念祖氏父子發(fā)現(xiàn)這一原理的重大貢獻,大家也稱這原理為"祖暅原理".
數(shù)學家的墓志銘
一些數(shù)學家生前獻身于數(shù)學,死后在他們的墓碑上,刻著代表著他們生平業(yè)績的標志.
古希臘學者阿基米德死于進攻西西里島的羅馬敵兵之手(死前他還在主:“不要弄壞我的圓”.)后,人們?yōu)榧o念他便在其墓碑上刻上球內(nèi)切于圓柱的圖形,以紀念他發(fā)現(xiàn)球的體積和表面積均為其外切圓柱體積和表面積的三分之二.德國數(shù)學家高斯在他研究發(fā)現(xiàn)了正十七邊形的尺規(guī)作法后,便放棄原來立志學文的打算 而獻身于數(shù)學,以至在數(shù)學上作出許多重大貢獻.甚至他在遺囑中曾建議為他建造正十七邊形的棱柱為底座的墓碑.
16世紀德國數(shù)學家魯?shù)婪?花了畢生精力,把圓周率算到小數(shù)后35位,后人稱之為魯 道夫數(shù),他死后別人便把這個數(shù)刻到他的墓碑上.瑞士數(shù)學家雅谷·伯努利,生前對螺線(被譽為生命之線)有研究,他死之后,墓碑上 就刻著一條對數(shù)螺線,同時碑文上還寫著:“我雖然改變了,但卻和原來一樣”.這是一句既刻劃螺線性質(zhì)又象征他對數(shù)學熱愛的雙關(guān)語
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