祖冲之和π值的计算
祖冲之计算圆周率的方法
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祖冲之计算圆周率的方法祖冲之,生于约公元429年,是中国南北朝时期的著名数学家和天文学家。
他在数学领域的贡献被后人誉为“中国数学史上的一个世纪”。
祖冲之以其独特的方法计算圆周率而闻名于世。
圆周率是一个无理数,其值约为3.14159,是数学中的一个重要常数,用π来表示。
祖冲之在《周髀算经》中提出了一种计算圆周率的方法,被后人称为“祖冲之算圆”的方法。
祖冲之的方法是利用正多边形逼近圆的面积来计算圆周率。
他首先将一个正六边形内接于一个圆,然后计算出该正六边形的面积。
接着,他再构造一个外接于该圆的正六边形,计算出该正六边形的面积。
通过比较这两个正六边形的面积,祖冲之得出了一个结论,圆的面积介于内接正六边形和外接正六边形的面积之间。
而正六边形的面积又可以通过其边长的平方来计算,这样就可以得到一个近似值,用来逼近圆的面积。
通过不断增加正多边形的边数,可以得到更精确的近似值,从而计算出更准确的圆周率。
祖冲之的方法虽然在今天看来并不是最精确的计算圆周率的方法,但在当时却是一种非常创新和有效的尝试。
他的方法不仅展示了中国古代数学家的智慧和创造力,也为后人探索更精确计算圆周率的方法提供了宝贵的经验和启示。
除了计算圆周率,祖冲之在其他数学领域也有着重要的贡献。
他在解决天文学中的数学问题方面也有着卓越的成就,他的《周髀算经》对中国古代数学和天文学的发展产生了深远的影响。
总之,祖冲之是中国古代数学史上的一位杰出代表,他的计算圆周率的方法展现了他在数学领域的卓越智慧和创造力,为后人在这一领域的研究提供了宝贵的经验和启示。
他的贡献不仅在中国,也在世界范围内产生了深远的影响,对数学和天文学的发展做出了不可磨灭的贡献。
祖冲之数学小故事介绍
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祖冲之数学小故事介绍
标题:祖冲之与圆周率的故事——中国数学家的伟大探索
在璀璨的中国古代科学史上,有一位杰出的数学家祖冲之,他的名字与一项举世瞩目的数学成就紧密相连,那就是对圆周率π的精确计算。
祖冲之(公元429年—公元500年),南朝宋、齐时期人,是中国乃至世界数学史上的重要人物。
祖冲之从小就展现出对数学和天文学的浓厚兴趣和超凡天赋。
他不满足于当时流传的圆周率值“周三径一”(即π=3)以及刘徽提出的“徽率”(约等于
π=3.14),通过深入研究和无数次精密的计算,他在《缀术》一书中提出了更为精确的圆周率值。
祖冲之将圆周率π精确到小数点后七位,即π=3.1415926至3.1415927之间,这一结果比欧洲数学家阿尔·卡西在公元15世纪得出的类似结果早了一千多年,充分展示了中国古代数学的高度成就和卓越贡献。
这个故事背后的数学探索精神,是祖冲之留给我们的宝贵财富。
他以无比的毅力和严谨的态度,对数学真理进行了不懈追求,使我们深刻理解到科学研究的艰辛和价值所在。
祖冲之对于圆周率的研究成果,不仅推动了我国古代数学的进步,也极大地丰富了人类数学宝库,使得后世科学家们能够在这一基础上继续攀登数学高峰。
总的来说,祖冲之与圆周率的故事,是中国古代数学辉煌成就的一个缩影,它见证了中华民族在数学领域的深邃智慧和卓越创新力,对我们今天乃至未来都有着深远的启示和教育意义。
【名人故事】圆周率和祖冲之的故事
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【名人故事】圆周率和祖冲之的故事圆周率是数学中一个重要的常数,它代表了圆的周长与直径的比值,通常用希腊字母π来表示。
而祖冲之是古代中国著名的数学家,他对圆周率的研究也有着重要的贡献。
下面就让我们来了解一下圆周率和祖冲之的故事。
祖冲之(AD429-500),字鸿渐,号拾遗。
他是中国南北朝时期的数学家,其数学成就在中国古代数学史上占有重要地位。
祖冲之精通数学、天文学和气象学,尤其擅长求近似解的方法,为后世的数学家留下了宝贵的遗产。
祖冲之对圆周率的研究是其数学成就之一。
在《周髀算经》中,祖冲之通过近似取法推算出了π的近似值为3.1416,这是古代对圆周率的较为精确的计算,显示出了祖冲之在数学研究上的高超造诣。
祖冲之通过细致的观察和积累大量的实际数据,得出了圆周率的近似值。
这个成就在当时无疑是非常惊人的,为后世的数学家和科学家奠定了坚实的基础。
祖冲之在解圆周率的过程中提出了一种近似解法,这种方法被后人称为祖冲之算π法。
这种方法通过不断逼近,最终得出了一个比较准确的圆周率近似值,为后世的圆周率研究提供了重要的启示。
祖冲之的工作不仅对中国古代数学有着重大影响,而且对世界数学的发展也起到了推动作用。
他的数学成就被广泛传播,对后代数学家产生了深远的影响。
圆周率是数学中一个非常神奇的常数。
在古希腊时代,人们通过不断测量圆的周长和直径的比值,发现这个比值始终是一个恒定的数。
这个恒定的比值就是圆周率π。
圆周率是一个无限不循环小数,这意味着它的精确值无法被完全表示,只能用近似值来表示。
古希腊有一位著名学者,名叫阿基米德(Archimedes),他是古代数学和物理学的巨匠,也对圆周率做出了重要的贡献。
据说他利用多边形逼近圆的方法,求出了圆的周长和直径的比值,并成功计算出了π的一个近似值。
在近代,计算机的发展为对圆周率的研究提供了巨大的帮助。
通过计算机的高速运算,科学家们能够计算得到圆周率的小数点后数百万位,这对于圆周率的研究提供了前所未有的精度。
祖冲之和π值的计算
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祖冲之和π值的计算祖冲之(429年-501年)是中国古代著名的数学家和天文学家,他在数学领域有着许多重要的贡献。
其中最著名的就是他对π(圆周率)的计算。
祖冲之最早对π进行计算是基于周而复始的中国"方程根本"垂直法。
他构建了一个圆和一个正方形的结构,并计算了这两个结构的周长。
在这个计算过程中,祖冲之使用了周而复始的方法,通过不断逼近周长的值,来得到π的值。
具体的计算过程如下:1.首先,祖冲之假设一个较大的直径D,并计算出对应的圆的周长C。
2.通过构建一个正方形,并使用其边长等于圆的直径D,祖冲之计算出正方形的周长L。
3.接着,祖冲之根据圆和正方形的关系,得到以下的方程:C<LC>L-D这个方程表明,圆的周长C是介于正方形的周长L与L-D之间的值。
4.然后,祖冲之通过不断缩小圆的直径D,来逼近圆的周长C的值。
他通过将周长C除以直径D,得到的比值来逼近π的值。
5.最后,祖冲之通过多次迭代计算,得到π的一个近似值。
祖冲之的计算方法虽然相对粗糙,但在当时是一种重要的数学方法。
而π的计算是一个复杂的问题,历史上有许多数学家都提出了不同的计算方法和算法。
在祖冲之之后的数百年里,许多著名的数学家都尝试过计算π的准确值。
在17世纪,因为微积分的发展,著名的数学家莱布尼兹和牛顿分别提出了计算π的公式和算法。
通过这些方法,人们可以计算出更加准确的π值。
而到了20世纪,计算机技术的飞速发展让计算π的准确值变得更加容易。
在计算机的帮助下,人们可以迭代运算,通过递推公式来计算π的值。
目前,人类已经计算出了数万亿位甚至更多的π的小数。
总结起来,祖冲之是中国古代著名的数学家,他使用了周而复始的方法,通过不断逼近圆的周长,来计算π的值。
尽管他的计算方法相对简单粗糙,但在当时是一种重要的数学方法。
在祖冲之之后,许多数学家都提出了不同的计算π的方法和算法。
而随着计算机技术的发展,人们能够以更高的准确性来计算π的值。
祖冲之圆周率的故事
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祖冲之圆周率的故事
祖冲之,中国古代著名数学家、天文学家,他对圆周率的研究
成果被后人称为“祖冲之算法”。
圆周率是数学中一个非常重要的
常数,它是圆的周长与直径的比值,通常用希腊字母π表示。
祖冲
之在中国古代对圆周率的研究有着重要的贡献,他提出了一种计算
圆周率的方法,被后人称为祖冲之算法。
祖冲之出生于今天的湖北省荆州市,他在数学和天文学领域有
着深厚的造诣。
他在《数书九章》中提出了一种计算圆周率的方法,这个方法被后人称为祖冲之算法。
祖冲之算法是通过一个正多边形
内接和外接圆的周长来逼近圆的周长,从而计算出圆周率的近似值。
这种方法虽然不够精确,但是在当时对圆周率的研究具有重要的意义。
祖冲之算法的具体步骤是这样的,首先,取一个正多边形,计
算它的内接和外接圆的周长;然后,不断增加这个多边形的边数,
逐渐逼近圆的形状,最终得到一个近似值。
这种方法虽然比较繁琐,但是在当时对圆周率的研究起到了重要的作用。
祖冲之算法的提出,为后人对圆周率的研究提供了重要的思路。
在此基础上,后来的数学家们提出了许多更加精确的计算圆周率的
方法,包括无穷级数法、蒙特卡洛方法等。
这些方法都是建立在祖
冲之算法的基础上,对圆周率的研究有着重要的意义。
总的来说,祖冲之是中国古代数学和天文学领域的一位杰出代表,他对圆周率的研究成果为后人的研究提供了重要的思路和方法。
他提出的祖冲之算法虽然不够精确,但是在当时对圆周率的研究中
起到了重要的作用。
祖冲之算法的提出,为后人对圆周率的研究提
供了重要的思路,对数学和天文学领域有着重要的影响。
【名人故事】圆周率和祖冲之的故事
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【名人故事】圆周率和祖冲之的故事祖冲之是中国古代著名数学家之一,他生活在公元3世纪的东晋时期。
虽然他的生平资料很少,但他对数学的贡献却举世闻名。
关于祖冲之的故事之一,是与圆周率相关的。
在当时的中国,数学研究主要集中在几何学领域。
祖冲之对几何学有着极高的造诣,尤其是对于圆的研究。
故事开始于祖冲之年轻时,他对圆的周长和直径进行了深入的研究。
他发现,无论圆的大小如何变化,它的周长和直径的比值始终保持不变。
于是,祖冲之得出了一个重要的结论:圆的周长与直径的比值是一个常数。
这个常数就是我们现在所熟知的π。
祖冲之对圆周率π的研究,使他成为世界上最早计算出圆周率的人之一。
他使用了一种称为“剪圆术”的方法,通过剪取多边形来逼近圆的周长。
他选择了一个最简单的形状——正六边形,计算出正六边形的周长和直径的比值。
然后他增加了多边形的边数,逐渐逼近圆的形状。
通过反复计算和逼近,祖冲之成功地计算出了π的近似值,也就是3.1416。
这个研究成果对于几何学的发展至关重要。
祖冲之的方法开拓了计算π的新思路,也为后来数学家的工作提供了指导。
他的成果不仅在中国广为传播,也对其他国家的数学研究产生了深远影响。
祖冲之在数学领域的研究不止于圆周率,他还对其他几何问题进行了深入研究。
其中最著名的是他对于球体体积的研究。
他发现了球体体积与半径的关系,并给出了一个准确的计算公式。
这项成果也为日后几何学的发展提供了重要的依据。
祖冲之是中国古代数学史上的一位巨擘,他的成就不仅让他成为了当时数学界的知名人物,也为后世数学家铺平了道路。
他的研究成果在中国和世界范围内产生了重要影响,对数学的发展作出了卓越贡献。
祖冲之算圆周率的方法:揭示古代数学之精髓
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祖冲之算圆周率的方法:揭示古代数学之精髓自古以来,圆周率π一直是数学领域的一个关键概念。
作为圆的周长与直径之比,它在几何学、物理学、工程学等诸多领域都有着广泛的应用。
而在中国古代,有一位杰出的数学家——祖冲之,他在圆周率的计算方面取得了令人瞩目的成就。
本文将探讨祖冲之算圆周率的方法,揭示古代数学的精髓。
一、祖冲之与圆周率祖冲之(公元429年-500年)是南北朝时期的著名数学家和天文学家。
他在数学领域取得了举世瞩目的成就,特别是在圆周率的计算方面。
祖冲之首次将圆周率精确到小数点后七位,这一成就比欧洲早了近一千年。
二、祖冲之算圆周率的方法祖冲之在算圆周率方面采用了多种方法,其中最著名的是“割圆术”。
割圆术是一种通过不断分割圆的内接多边形和外切多边形来逼近圆周率的方法。
祖冲之通过不断地增加多边形的边数,使得内外多边形的面积越来越接近圆的面积,从而得到越来越精确的圆周率值。
具体步骤如下:1.从一个正六边形开始,其边长等于圆的半径。
这个正六边形的面积可以很容易地计算出来。
2.将正六边形的每条边都分成两段,然后用这些线段作为新的边构造一个正十二边形。
这个正十二边形的面积也可以计算出来。
3.重复这个过程,每次都将上一步得到的多边形的每条边都分成两段,并用这些线段构造一个新的多边形。
随着多边形边数的增加,其面积将越来越接近圆的面积。
4.通过比较内外多边形的面积,可以估算出圆周率的值。
随着多边形边数的增加,这个估算值将越来越精确。
三、祖冲之方法的意义祖冲之算圆周率的方法不仅在数学上具有重要意义,而且在科学史上也具有重要地位。
首先,他的方法展示了古代数学家在探索未知领域的勇气和智慧。
其次,祖冲之的成果推动了数学和其他学科的发展,为后来的科学研究提供了有力支持。
最后,祖冲之的方法为后人提供了宝贵的经验和启示,激发了更多数学家对圆周率等数学问题的深入研究。
四、结论祖冲之算圆周率的方法体现了古代数学的精髓和智慧。
通过割圆术等技巧,他成功地将圆周率精确到小数点后七位,这一成就不仅在数学领域具有里程碑意义,而且为后世的科学研究提供了重要支撑。
π是怎么算出来的
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π是怎么算出来的
π是由我国古代数学家祖冲之的割圆术求出来的。
我国古代数学家祖冲之,以圆的内接正多边形的周长来近似等于圆的周长,从而得出π的精确到小数点第七位的值。
π=圆周长/直径≈内接正多边形/直径。
当正多边形的边长越多时,其周长就越接近于圆的周长。
祖冲之算得的π值在绝大多数的实际应用中已经非常精确。
中国古代从先秦时期开始,一直是取“周三径一”(即圆周周长与直径的比率为三比一)的数值来进行有关圆的计算。
但用这个数值进行计算的结果,往往误差很大。
正如刘徽所说,用“周三径一”计算出来的圆周长,实际上不是圆的周长而是圆内接正六边形的周长,其数值要比实际的圆周长小得多。
东汉的张衡不满足于这个结果,他从研究圆与它的外切正方形的关系着手得到圆周率。
这个数值比“周三径一”要好些,但刘徽认为其计算出来的圆周长必然要大于实际的圆周长,也不精确。
刘徽以极限思想为指导,提出用“割圆术”来求圆周率,既大胆创新,又严密论证,从而为圆周率的计算指出了一条科学的道路。
祖冲之对圆周率的精确推算值
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祖冲之对圆周率的精确推算值
祖冲之对圆周率的精确推算值是:3.1415926
圆周率的算法:公元263年,中国数学家刘徽用“割圆术”计算圆周率,他先从圆内接正六边形,逐次分割一直算到圆内接正192边形。
他说“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆周合体而无所失矣。
”
包含了求极限的思想。
刘徽给出π=3.141024的圆周率近似值,刘徽在得圆周率=3.14之后,将这个数值和铜制体积度量衡标准嘉量斛的直径和容积检验,发现3.14这个数值还是偏小。
于是继续割圆到1536边形,求出3072边形的面积,得到令自己满意的圆周率。
公元480年左右,南北朝时期的数学家祖冲之进一步得出精确到小数点后7位的结果,给出不足近似值3.1415926和过剩近似值3.1415927,还得到两个近似分数值,密率和约率,密率是个很好的分数近似值,要取到才能得出比略准确的近似。
祖冲之与圆周率
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祖冲之与圆周率南北朝的时候,祖冲之为了计算圆周率,他在自己书房的地面画了一个直径1丈的大圆,从这个圆的内接正六边形一直作到12288边形,然后一个一个算出这些多边形的周长。
那时候的数学计算,不是用现在的阿拉伯数字,而是用竹片作的筹码计算。
他夜以继日、成年累月,终于算出了圆的内接正24576边形的周长等于3丈1尺4寸1分5厘9毫2丝6忽,还有余。
因而得出圆周率π的值就在3.1415926与3.1415927之间,准确到小数点后7位,创造了当时世界上的最高水平。
华罗庚,在读完中学后,因为家里贫穷,从此失学了。
他回到家里,在自家的小杂货店做生意,卖点香烟、针线之类的东西,替父亲挑起了养活全家的担子。
然而,华罗庚仍然酷爱数学。
不能上学,就自己想办法学。
一次,他向一位老师借来了几本数学书,一看,便着了魔。
从此,他一边做生意、算帐,一边学数学。
有时看书入了神,人家买东西他也忘了招呼。
傍晚,店铺关门以后,他更是一心一意地在数学王国里尽情漫游。
一年到头,差不多每天都要花十几个小时,钻研那些借来的数学书。
有时睡到半夜,想起一道数学难题的解法,他准会翻身起床,点亮小油灯,把解法记下来。
圆周长公式的推导有许多数学家用尺测量圆的周长和直径,发现在同一个或相等的圆上,周长除以直径都是3.1415926...(即圆周率π),于是,圆的周长公式就有:C(周长)=π(圆周率)×d(直径)由于直径的二分之一是半径,所以圆的周长的公式还有:C=圆周率×2×r(半径)注意:圆周率在计算时一般只采用它的近似值:3.14圆周长面积的推导在硬纸板上画一个圆,把圆分成若干等分,剪开后用这些近似的等腰三角形的小纸片拼一拼,就可以拼成一个近似的平行四边形。
如果分的分数越多,每一份会越细。
拼成的图形就会越接近长方形。
长方形的长等于圆周长的一半,即πr , 宽等于圆的半径 r ,因为长方形的面积 = 长×宽,所以园的面积 =r × r = r²即 s= ∏ r²。
祖冲之圆周率计算方法
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祖冲之圆周率计算方法
祖冲之圆周率计算方法是古代中国数学家祖冲之在4世纪提出的一种计算圆周率的方法。
它的思路是通过多边形的周长逐步逼近圆的周长,从而求得圆周率的近似值。
具体来说,祖冲之的方法是将一个正多边形(比如正六边形)的周长作为圆的周长的近似值,然后不断增加多边形的边数,直到多边形的边数趋近于无穷大时,所得到的周长就趋近于圆的周长,也就是圆周率的值。
用数学语言来表达,就是通过如下的公式来计算圆周率:
π ≈ 周长/直径= 2n sin(π/n)
其中n为正多边形的边数,周长为2n sin(π/n),π为圆周率的近似值。
祖冲之的方法虽然比较简单,但是在当时却是一个相当有创意的思路。
同时,这个方法也是后来欧洲数学家们探索圆周率的方法之一。
比如,17世纪的德国数学家约翰·沃利斯就使用了类似的思路来计算圆周率。
当然,祖冲之的方法并不是完美的。
因为多边形的边数无法无限增加,所以通过这种方法计算出来的圆周率只是一个近似值。
而且,随着多边形的边数增加,计算的精度也会提高,但是计算的复杂度
也会增加。
因此,这种方法相对于更加精确的计算方法来说,计算的效率和精度都有所欠缺。
不过,祖冲之的圆周率计算方法仍然是一个非常有意义的历史遗产。
它的出现不仅展示了中国古代数学家的创造力和智慧,也启示我们在数学研究中的思维方式和方法论。
同时,这个方法也为后来的数学研究提供了一个重要的思路和参考。
祖冲之与圆周率的故事
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祖冲之与圆周率的故事
祖冲之,生于约约公元前429年的中国,是古代数学家和天文学家。
他在数学领域的贡献被后人誉为“中国古代数学史上的最高峰”,而他与圆周率的故事也成为了数学史上的一段佳话。
圆周率,又称π,是一个无理数,是圆的周长与直径的比值。
在古代,人们一直试图寻找圆周率的精确值,而祖冲之正是其中的一位探索者。
祖冲之在《周髀算经》中提出了一种近似计算圆周率的方法。
他首先将圆的周长与直径之间的关系进行了研究,然后利用多边形逼近圆的方法,得到了一个近似值。
他认为圆的周长约等于直径乘以3,这个结论可以理解为π≈3。
虽然这个值并不精确,但祖冲之的方法却是古代数学领域中的一大创举。
祖冲之的工作对后世的数学发展产生了深远的影响。
他的研究成果在中国乃至世界范围内都引起了广泛的关注和讨论,成为了数学史上的一个重要里程碑。
祖冲之与圆周率的故事,不仅仅是一段古代数学的探索历程,
更是一种精神的象征。
他在数学领域的不懈探索和创新精神,激励
着后人不断前行,不断追求更高的数学成就。
通过祖冲之与圆周率的故事,我们不仅可以了解古代数学家的
探索历程,更能够感受到他们对知识的执着追求和不断探索的精神。
这种精神,正是推动数学不断发展的动力源泉,也是我们今天应该
学习和传承的宝贵财富。
总的来说,祖冲之与圆周率的故事是数学史上的一段佳话,它
展示了古代数学家的智慧和勇气,也激励着我们在当今时代不断追
求知识,不断创新,为人类的科学发展做出更大的贡献。
祖冲之的
故事,将永远激励着我们前行。
【名人故事】圆周率和祖冲之的故事
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【名人故事】圆周率和祖冲之的故事
祖冲之(约3世纪 - 约4世纪)是我国古代著名数学家、天文学家之一,他在数学领域的贡献被誉为中国古代数学史上的里程碑。
而祖冲之和圆周率之间的故事,更是在话题热度上居高不下。
接下来,我将讲述一下这个名人故事。
在这个背景下,祖冲之将注意力放在了圆周率的精确计算上。
他首先推导了圆周率与圆的周长和直径之间的数学关系。
他发现,如果假设一个周长为1的圆的直径为d,那么这个圆的周长与直径之间的关系应该是固定的。
而这个关系就是圆周率π的数值。
他通过将圆切割成许多等边小弧,然后逐渐趋近于连续曲线,从而计算出了这个关系的数值。
虽然祖冲之的计算方法非常精确,但他并没有正确地计算出圆周率的值。
事实上,在古代数学家中,几乎没有任何一个人能够准确地计算出π的数值。
这是因为古代数学家们没有有效的方法来进行复杂的计算,他们只能通过对圆的不断切割和逼近来估算π的值。
尽管祖冲之没有成功地计算出圆周率的数值,但他的研究为后人奠定了基础。
他的研究成果不仅对中国古代数学的发展产生了深远的影响,而且对世界数学史的发展也起到了积极的推动作用。
祖冲之的研究引起了西方数学家的注意,他的计算方法在公元14世纪被法国数学家马丁·勒赫称为“祖冲之方法”。
这个方法在西方数学史上也有着重要的地位,成为了研究圆周率的重要工具。
值得一提的是,祖冲之的贡献不仅限于圆周率的研究,在几何学、方程求根和天文学等领域都有着重要的成就。
他的研究思路和方法,为后人提供了很多启示,对于数学的发展产生了深远的影响。
祖冲之和圆周率
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祖冲之和圆周率“开差幂、开差立,兼以正负参之。
”《隋书·律历志》中国古代数学成就辉煌,是最早创造十进位制的国家,也是通过阴阳八卦最早提出二进位制观念的国家,这是两项影响了历史进程和现代生活的伟大创造。
西汉或早于西汉的、由赵爽注的《周髀算经》对勾股定理的论证大约和希腊的毕达哥拉斯(Pythagoras)的论证同时代,又是互无联系、各自发明的。
三国时伟大的数学家刘徽的《九章算术注》创造了求多面体体积的关键性理论——刘徽原理,用无穷小分割和极限思想证明了圆面积公式,并创造了求圆周率近似值的科学程序,计算了正192边形的面积,求出圆周率的近似值为3.14,用分数表示为157/50和3927/1250。
刘徽“割圆术”示意图在刘徽和其他数学家创造性劳动、探索的基础上,另一位伟大数学家祖冲之(429—500)应运而生了。
祖冲之生于南朝的一个士大夫家庭,自幼勤奋好学,勇于创新,勤于实践,25岁入华林学省从事学术研究,后来在一位高官手下任公府参军,得以有充分时间进行科学研究,在天文、历法、数学和机械制造等方面都取得了重大成就。
祖冲之和儿子祖的数学成就都集中在他们的数学著作《缀术》中,这部著作,被列为“算经十书”之中,是唐朝学生和朝鲜、日本学生的算学课本,可惜已经失传。
现在所知的祖冲之的数学成就都是其他著作中留下的残缺不全的记载,主要集中在圆周率、球体积和开带从立方三个方面。
祖冲之像在圆周率近似值的计算方面,古希腊一直是走在中国前面的。
公元前5世纪,当希腊数学家算得圆周率为3.1416时,中国还停留在“周三径一”的古率阶段,并一直沿用到汉代。
西汉刘歆算得3.141547或3.14166,有效数字为3.1,东汉张衡得到92/29和10的平方根这两个表达方式。
刘徽算出圆周率为3.14,但是祖冲之不满足于刘徽这个成果,他通过刘徽的割圆术,从正六边形出发,直到计算出正6乘2的12次方边形的面积。
他用更开密法,进一步算出了圆周率大于3.1415926小于3.1415927的结果。
祖冲之和圆周率
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祖冲之和圆周率
祖冲之(公元429年—公元500年)是中国古代数学家、科学家。
南北朝时期人,字文远。
先世迁入江南,祖父掌管土木建筑,父亲学识渊博。
祖冲之从小接受家传的科学知识。
青年时从事学术活动。
一生先后任过南徐州(今镇江市)从事史、公府参军、娄县(今昆山县东北)令、长水校尉等官职。
其主要贡献在数学、天文历法和机械三方面。
在数学方面,他写了《缀术》一书,被收入著名的《算经十书》中,作为唐代国子监算学课本,可惜后来失传了。
《隋书·律历志》留下一小段关于圆周率(π)的记载,祖冲之算出π的真值在3.1415926(朒数)和3.1415927(盈数)之间,相当于精确到小数第7位,成为当时世界上最先进的成就。
这一纪录直到15世纪才由阿拉伯数学家卡西打破。
祖冲之还给出π的两个分数形式:22/7(约率)和355/113(密率),其中密率精确到小数第7位,在西方直到16世纪才由荷兰数学家奥托重新发现。
在天文历法方面,祖冲之创制了《大明历》,最早将岁差引进历法;采用了391年加144个闰月的新闰周;首次精密测出交点月日数(27.21223),回归年日数(365.2428)等数据,还发明了用圭表测量冬至前后若干天的正午太阳影长以定冬至时刻的方法。
在机械学方面,他设计制造过铜制机件传动的指南车、千里船、定时器等等。
此外,他在音律、文学、考据方面也有造诣,他精通音律,擅长下棋,还写有小说《述异记》。
是历史上少有的博学多才的人物。
为纪念这位伟大的古代科学家,人们将月球背面的一座环形山命名为
“祖冲之环形山”,将小行星1888命名为“祖冲之小行星”。
祖冲之精确计算圆周率的故事
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祖冲之精确计算圆周率的故事祖冲之(429年-500年),字子夜,是中国古代著名的数学家和天文学家。
他生活在南北朝时期,是南朝宋时代的一位宫廷官员。
祖冲之对数学和天文学具有很高的热情,他的研究成果对后世的数学和科学发展有着重要的影响。
在祖冲之的研究成果中,最为著名的要数他在数值计算的精确性方面取得的突破。
祖冲之以准确计算圆周率的方法闻名于世。
在当时,人们知道了π的近似值,但没有找到一种方法来得到更准确的数值。
祖冲之决心要找到一个准确的数值。
他研究了古代数学家刘徽的《九章算术》,并在此基础上进行了独立的研究。
祖冲之思考了很长时间后,他发现了一个重要的数学关系,即圆周率与圆的周长和直径的关系。
他注意到,如果一个圆的周长是C,直径是D,那么π就等于C/D。
这个发现为他后来的计算提供了重大的启示。
为了计算圆周率,祖冲之设计了一个方法,被后人称为"祖冲之算法"。
他用多边形逼近圆形,并通过增加多边形的边数来提高逼近程度。
他将圆分为96等份,构造多边形逐渐逼近圆形。
首先,他以等边三角形构造圆的一部分,以确定圆的半径。
然后,他分别构造了12边形,24边形,48边形和96边形,每次都通过在已知多边形的一条边上添加等分点,并连接相邻点,来构成更多的边数。
当边数越多时,逼近程度也越高。
祖冲之的方法虽然是通过逼近得到π的近似值,但他的成就在于他证明了圆周率可以通过有限的数学计算来得到准确的结果。
他的计算方法被后来的数学家所使用,并成为了日后研究圆周率的基础。
祖冲之的准确计算圆周率的成就对数学和科学领域的发展有着深远的影响。
他的工作激励了后来数学家对圆周率的研究,并对数值计算的精确性提出了更高的要求。
他的方法也为后来的数值计算方法的发展铺平了道路。
祖冲之以他在数学和天文学方面的研究成果而闻名于世,他的贡献为古代中国的科学发展做出了重要的贡献。
祖冲之为后世留下了一个宝贵的遗产,他的工作对于今天的数学和科学研究仍然具有重要的指导意义。
【名人故事】圆周率和祖冲之的故事
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【名人故事】圆周率和祖冲之的故事祖冲之是中国古代数学家,他生活在公元3世纪的东汉末年。
他以计算圆周率的精确度闻名于世。
下面就让我们来看看圆周率和祖冲之的故事。
据史书记载,祖冲之出生于中国江苏南京的一个学者家庭。
他自小就展现出数学天赋,非常喜欢研究数学问题。
他的父亲便给他请了一位私人教师,专门教授他数学知识。
祖冲之很快就学会了一些基本的数学知识,并开始尝试一些高深的数学问题。
他对圆的性质特别感兴趣,尤其是关于圆周率的计算。
当时的人们认为,圆周率的值是3,但祖冲之并不满足于这个近似值,他想要求得更准确的结果。
于是,祖冲之就开始钻研圆周率的计算方法。
他首先将圆周分成了一个个小部分,然后计算这些小部分的周长之和,以此来逼近圆的周长。
他发现,圆周的长度与圆的半径成正比关系,且比例系数等于2π(读作2派)。
祖冲之就开始思考如何计算这个π的值。
他发现,通过不断增加小部分的数量,可以使得周长的估计值越来越接近实际值。
于是,他开始不断增加小部分的数量,用逼近法来计算π的值。
他把这些小部分的周长之和称为“夷”。
祖冲之发现,随着小部分数量的增加,夷的值逐渐逼近于π。
他就这样一直计算下去,直到夷的值与π相等为止。
经过多年的努力,祖冲之得出了一个惊人的结果,π的近似值等于3.14159。
这个近似值比当时人们的认知要精确很多,因此祖冲之的发现引起了很大的轰动。
他的计算方法被广泛传播,并成为后来数学家们研究圆周率的基础。
直到今天,π的近似值依然是3.14159。
除了圆周率的计算,祖冲之还研究了很多其他的数学问题。
他对解析几何有着深入的研究,并在计算轨道、测量九旬等方面取得了很多成果。
他的数学研究为后来数学的发展奠定了基础,对后世学者产生了重要的影响。
祖冲之的故事告诉我们,数学是一门探索未知的学科,需要有耐心和毅力去解决问题。
通过观察、研究和思考,我们可以发现数学中的奥秘,并为人类的发展做出贡献。
祖冲之的精神激励着我们,让我们更加热爱学习和追求知识。
祖冲之和圆周率
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祖冲之和圆周率祖冲之(公元429~500年),河北省涞水县人。
他从小就阅读了许多天文、数学方面的书籍,勤奋好学,刻苦实践,终于使他成为我国南北朝时期杰出的数学家、天文学家。
祖冲之在数学上的杰出成就,是关于圆周率的计算。
秦汉以前,人们以“径一周三”作为圆周率,这就是“古率”。
后来发现古率误差太大,圆周率应是“圆径一而周三有余”,不过究竟余多少,意见不一。
直到三国时期,刘徽提出了计算圆周率的科学方法——“割圆术”,用圆内接正多边形的周长来逼近圆周长。
刘徽计算到圆内接96边形,求得=3.14,并指出,内接正多边形的边数越多,所求得的”值越精确。
祖冲之在前人成就的基础上,经过刻苦钻研,反复演算,求出π在3.1415926与3.1415927之间。
并得出了π分数形式的近似值,取722为约率,取113355为密率,其中取六位小数是3.141593,祖冲之究竟用什么方法得出这一结果,现在无从考查。
若设想他按刘徽的“割圆术”方法去求的话,就要计算到圆内接16384边形,这需要花费多少时间和付出多么巨大的劳动啊! 由此可见他在治学上的顽强毅力和聪敏才智是令人钦佩的。
祖冲之计算得出的密率,外国数学家获得同样结果,已是一千多年以后的事了。
为了纪念祖冲之的杰出贡献,有些外国数学史家建议π叫做“祖率”。
祖冲之博览当时的名家经典,坚持实事求是,他从亲自测量计算的大量资料中对比分析,发现过去历法的严重误差,并勇于改进,在他三十三岁时编制成功了《大明历》,开辟了历法史的新纪元。
祖冲之还与他的儿子祖暅(也是我国著名的数学家)一起,用巧妙的方法解决了球体体积的计算。
他们当时采用的一条原理是:“幂势既同,则积不容异”意即位于两平行平面之间的两个立体,被任一平行于这两平面的平面所截,如果两个截面的面积恒相等,则这两个立体的体积相等。
这一原理,在西方被称为卡瓦列利原理,但这是在祖氏以后一千多年才由卡氏发现的。
为了纪念祖氏父子发现这一原理的重大贡献,大家也称这原理为“祖暅原理”。
祖冲之与圆周率的故事
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aLeabharlann 2圆周率,一般以π来表示, 它定义为圆形的周长与直 径之比。是精确计算圆周 长、圆面积、球体积等几 何形状的关键。
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古代研究圆周率的方法
π3.14 曹魏 刘徽 创造“割圆术”
南朝 祖冲之 π 3.149( 572) 6 发展“割圆术”
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割圆术
割之弥细, 失之弥少
割之又割, 以至于不可割,
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在那个依靠毛笔与算筹 计算的年代其艰难程度 是可想而知的,计算量 之大,计算工作需要的 细心与耐心都是一般人 难以想象的,现代科技 发展已经可以采用计算 机来计算圆周率了,计 算得出的圆周率已经达 到了小数点后几百万亿 位,事实证明,圆周率 是一个无限不循环小数。
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天文历法贡献
祖冲之在天文历法方面的成就,大都包含在他所编制的《 大明历》
机械制造贡献
1,利用水力舂米、磨面的水碓磨; 2,重新制造了当时已经失传了的指南车,随便车子怎样转 弯,车上的铜人总是指着南方; 3,制造了"千里船",在新亭江上试航过,一天可以航行一 百多里
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谢谢观看
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祖冲之和圆周率
艾歆
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人物简介
祖冲之(429年-500年),字文远,范阳遒县(今河 北省涞水县)人,南北朝时期数学家、天文学家。
祖冲之的主要成就在数学、天文历法和机械制造三个领 域。此外历史记载祖冲之精通音律,擅长下棋,还写有 小说《述异记》。祖冲之著作很多,但大多都已失传。 最著名的事是计算出圆周率。
则与圆合体, 而无所失矣。
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祖冲之计算圆周率的过程
祖冲之为了计算圆周率,他在自己 书房的地面画了一个直径1丈的大 圆,从这个圆的内接正六边形一直 作到12288边形,然后一个一个算 出这些多边形的周长。那时候的数 学计算,不是用现在的阿拉伯数字, 而是用竹片作的筹码计算。他夜以 继日、成年累月,终于算出了圆的 内接正24576边形的周长等于3丈1 尺4寸1分5厘9毫2丝6忽,还有余。 因而得出圆周率π的值就在 3.1415926与3.1415927之间,准确 到小数点后7位,创造了当时世界 上的最高水平。 直到1000多年后,德国数学家鄂图 才得出相同的结果。
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祖冲之和π值的计算祖冲之(429~500),中国南北朝时期著名的数学家和天文学家.他在数学上的主要贡献是:1.推算出圆周率π在不足近似值3.1415926和过剩近似值3.1415927之间,精确到小数点后7位.2.和祖暅一起解决了球体积的计算问题,得到球体积公式,并提出了“幂势既同,则积不容异”的原理.祖冲之,字文远,他是我国南北朝时期的一位杰出的科学家.祖冲之的祖籍在河北,但晋朝末年以来,北方连年混战,民不聊生,中原地区的大量人口移到了南方,这就促进了长江流域的农业生产和社会经济各方面的迅速发展.祖冲之的祖父就是这些移民中的一员.祖冲之出生在南方,他的几代祖先都在南方做官,他的家庭具有浓厚的研究科学的传统,祖家历代对天文历法都很有研究.据说他的祖父掌管土木建筑,也懂得一些科学知识.在家庭的影响下,祖冲之从小就对天文学和数学发生了浓厚的兴趣.青年时祖冲之进入了政府的学术机构——华林学省,专门从事学术活动,后来他又担任过大大小小的各种官职.但是做官并没有使他放弃对科学的研究,他一生中对科学的研究孜孜不倦,并取得了杰出的成就.他的主要成就在数学、天文历法和机械制造三个领域.在数学上,祖冲之研究过《九章算术》和刘徽为之所做的注解,同时给《九章算术》和刘徽的《重差》作过注解.他还写过一部著作《缀术》.这部书被收入著名的《算经十书》中,作为唐代国子监算学课本.令人遗憾的是这些重要的文献都已失传,这是我国科学史上的一个重大损失.所幸的是在《隋书·律历志》中留下了一小段祖冲之的关于圆周率工作的记载,他算出π的值在3.1415926和3.1415927之间,准确到小数后7位,成为当时世界上最先进的成就.唐代的李淳风在《九章算术》的注文中记载了祖冲之和儿子祖暅求球体积的方法,才使得这一成果能够流传下来.在天文历法方面,祖冲之创制了《大明历》,这是以制成的年代命名的.这部历法有许多革新突破点,例如最早将岁差引进历法;采用3391年加144个闰月的新闰周;首次精密测出交点月日数(27.21223)和回归年日数(365.2428)等数据,并且发明了用圭表测量冬至前后若干天的正午太阳影长以定冬至时刻的方法,可以说《大明历》开辟了历法史的新纪元.然而这样一部优良的历法上书皇帝要求颁布实行时,遭到宋孝武帝的宠臣戴法兴的百般刁难,于是在朝廷上发生了激烈的争论.戴法兴认为祖冲之引进岁差、改革闰周等都违背了儒家经典.戴法兴指责祖冲之是“诬天背经”,大力宣扬日月运行的规律“非凡夫所测”的不可知论观点.祖冲之针锋相对地写了一篇辩驳的奏章.他表示“愿闻显据,以核理实”“浮辞虚贬,窃非所惧”,并且引用历史文献和天象观测的大量事实,逐条批驳了戴法兴的论点,明确指出“天体运行的规律,不是什么神圣的,不可捉摸的东西,是有形体可供观察考验,有数据可以推算的”,科学在不断进步,人们不能“信古而疑今”.这场辩论充分体现了一位科学家不畏强权,敢于坚持真理,勇于革旧创新的可贵品质.但是,在祖冲之的有生之年,这部优秀的历法未能颁布实行.祖冲之在机械制造方面曾经设计制造过利用水力加工粮食的水碓磨,铜制机件传动的指南车,一天能走百里的“千里船”以及一些陆上运输工具.他还设计制造过漏壶(古代的计时器)和巧妙的款器等.此外,祖冲之还精通音律,是一位下棋能手,甚至写过小说,他的著述很多,可惜大部分都已失传.他是我国历史上少有的一位博学多才的人物.为了纪念和表彰祖冲之在科学上的卓越贡献,莫斯科大学里排列着世界上最著名的科学家的雕像,祖冲之是其中之一.1961年,苏联发射宇宙火箭成功后,决定用世界上最著名的科学家的名字来作为月球上山谷的名字,于是月背面就有了以祖冲之命名的环形山.我国紫金山天文台于1977年把该台在1964年11月9日发现的1888号小行星命名为祖冲之……从此,祖冲之这个名字将与日月并存!在人类的生活中,最常见的图形之一是圆形的东西.例如:火红的太阳、皎洁的月亮,清晨的露珠,旋转的年轮等等.逐渐地,人类在对这一类物体的观察与研究中抽象出了一个几何概念:圆.圆是人类最早认识的几何图形之一,这个被人们视为最简单而美丽的图形中包含着一个神秘的数:圆周率π,这是一个与直径的大小无关的常数.在人类的生产实践中常常遇到需要计算圆的面积和周长的问题,这就引发了人们对于π值的探讨.在远古时代,所取的π值是非常粗糙的.例如我国最早的一部古书《周髀算经》中说:“周三径一”,即π=3.这个值在古巴比伦和埃及人那里也曾被应用.计算π的第一次科学尝试归功于古希腊的大数学家阿基米德.从他以后,对求得π的更精确的值成了古代数学的一个经久不衰的课题,许多人为此付出了大量的心血和汗水.现在,人们对π值的重视似乎已不在π值本身,而把每一次更精确的π值的得出看作人类对于自身毅力的检验,π值成了各民族坚韧不拔的毅力的象征.总的来说,在漫长的π值计算史中,人们所用的方法有两种:古老的几何方法和17世纪以后风靡一时的分析方法.下面,我们就沿着时间的走廊来浏览一下π值简捷的年表.公元前240年,阿基米德在他的论文《圆的量度》中记载了这样一个方法:从圆内接和外切正六边形开始,每次把边数加倍,用这样一系列的内接和外切正多边形来穷竭圆周,从而求得圆的周长与其半径之比.阿基米德求得了圆内接与外切正九十六边形的周长,得到22070<π<22371.公元263年,我国三国时代的著名数学家刘徽首创了利用圆的内接正多边形的面积接近于圆的面积的方法来计算圆周率,即割圆术.他的方法是以1尺为半径作圆,作圆内接正六边形,然后逐渐倍增边数,计算出正十二边形,正二十四边形,正四十八边形和正九十六边形的面积,舍弃了分数部分后,得π=3.14,后人把3.14称为“徽率”.公元480年,祖冲之把圆周率的计算又向前推进了一大步.他仍然采用刘徽的割圆术,一直算到圆的内接正12288(6×211)边形的边长,并算出了正12288和24576边形的面积后推得π≈3.1415926.在祖冲之的时代,还没有纸和笔,只能用算筹在地上摆出数字和计算过程.从圆内接正六边形起,每次倍增直到内接正12288边形.每进一步,都要把许多算筹按照加、减、乘、除、开方、平方等11个步骤的同一运算程序反复摆弄12次,而每次都是对9位数字进行的,要完成这样复杂的运算,需要多么顽强的意志和严谨细致的作风啊!祖冲之还找到了两个近似于π的分数值,一个是227,称为约率,另一个355113,称为密率,后者是祖冲之独创的,因此,后人称之为“祖率”,以纪念这位数学家.1429年,阿拉伯数学家第一次打破了由祖冲之保持了1000多年的π值“世界纪录”.他在《关于弦和正弦》一文中分别计算了圆内接和圆外切805,306,368边形(3×228边形)的周长,计算出2π=6.2831853071795865,使圆周率精确到小数点后16位.1579年,法国著名的数学家韦达由圆内接6×216边形算出π的9位小数,并且得到了π的第一个无穷乘积表达式.1610年,德国的鲁道夫用262边形计算π到小数点后第35位.这一工作几乎耗费了鲁道夫毕生的心血.他去世后,人们为了纪念他,将这一值铭刻在他的墓碑上,并称之为“鲁道夫数”.1630年,数学家格林贝尔格(Gtrienberger)把π计算到小数点后39位,这是用古老的几何方法计算π的最后的较为重要的尝试了.17世纪,随着分析学的建立与扩展,人们相继发现了许多有关π的表达式.例如,1650年,英国数学家沃里斯把π表示成下面的形式1671年,苏格兰数学家詹姆斯·格里高里得到无穷级数当x=1时,此级数变为但是用这些式子去计算π有一些问题:要么计算过于复杂,要么级数收敛速度太慢.例如,若要用最后一个公式把π计算得准确到第6位数字,就必须计算公式的前2,000,000项.1706年,英国的一个不太出名的数学家约翰·梅软发现了另一个公式:使得计算π值的速度大大加快.他用此公式算π达100位小数.人们花费如此高昂的代价来求π的数值,其中有一个目的是想找出π值有什么规律.然而,由于林德曼在1882年证明了π是个超越数,也就是π的小数部分一定是无限而又不循环的.这样,原来的目的再也没有什么意义了.不过,人们还是不肯罢休.后来,数学家们又相继找出了一系列公式,应用这些公式,π的位数节节上升.1873年,英国学者威廉·欣克用格里高里级数与梅软公式,经过30年坚持不懈的努力,将π算到了707位小数.无论如何这是人工计算的极限了.在新的计算手段出现以前,要想继续推进这个结果使人望而却步.欣克死后,人们将这一凝聚着欣克毕生心血的数值,铭刻在他的墓碑上,以颂扬他的顽强意志.1948年,英国的弗格森(D.F.Ferguson)用手工计算机对欣克的结果进行了核查,他足足算了1年,结果发现欣克的π值在第528位错把5写成了4,结果他后面的计算全都错了,10年的功夫全费了.弗格森于1947年算出了710位的正确值.同时,美国的小伦奇发表了808位的π值,但是不久弗格森发现了723位上的一个错误.1948年1月,弗格森和伦奇联合发表了准确到808位的π值.1946年,世界上第一台电子计算机问世,从此,π值的计算以人力不能比拟的速度直线上升.1958年1月20 日,在法国IBM公司工作的弗朗索瓦裘纽斯利用一台IBM704型电子计算机把π值计算到了1万位,计算时间仅为1小时10分.1959年7月20日,法国另一位学者吉劳德在巴黎仍用IBN704计算π到了16,167位.1973年9月3日,吉劳德又与她的合作者一起在CDC7600计算机上将π的值计算到100万位.她们把结果印成了一本大书,这本书全是数码,因此被人们称为有史以来世界上最最沉闷乏味的一本读物,然而它却显示了计算机的计算威力.1986年,日本东京大学的廉正蒲田在一台IVECSZ—2巨型计算机上计算π值达134 217 700位.1989年,一对姓丘德诺维斯的兄弟在美国超级计算机上把π值计算到了10亿位,打印纸长度达37米.曾有人计算过,若用小数点后18位的π值,就可算出以地球到月亮间的距离为半径的圆周长,其误差小于10-4毫米,这是一根头发的1%细.因此,在实践中,祖冲之的结果π≈3.1415926就足够了,花费很大力气而过分追求π的位数已没有多大意义,顶多,π值只剩下检验计算机性能和训练工作人员操作技术这一层意义了.。