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第十一章 無窮小分割思想 第二節 圓周率

第十一章 無窮小分割思想

第二節 圓周率

南朝祖沖之進一步將π值精確到8位有效數字,相當於求出3.1415926<π<3.1415927。據推測,祖沖之是用劉徽割圓術求得上述值的,那麼祖沖之要計算6144、12288邊形的面積S10=314159251厘2、S11=314159261厘2、S10+2(S11-S10)=314159271厘2。祖沖之進一步確定π=355/113為密率,π=22/7為約率。約率早被古希臘阿基米德所認識,在中國,南北朝劉宋的何承天也知道這個值。而密率則是個空前的創造,這是分母小於16604的一切分數中最接近π的真值的分數。祖沖之的圓周率值在世界上領先千年左右。1427年阿爾·卡西的圓周率精確值超過了8位有效數字。16世紀末德國奧托、荷蘭安托尼茲先後提出了π=355/113。九_九_藏_書https://read.99csw.com
劉徽指出,上述圓面積公式中的周徑「謂至然之數,非周三徑一之率也。」因此,需要求這個至然之數,這個至然之數就是圓周率。假定圓直徑為2尺,他仍按照上述割圓程序割圓,並利用圓內接正6邊形邊長等於圓半徑的性質及勾股定理,算出正6邊形的邊心距,進而求出余徑r0,再次運用勾股定理,算出正12邊形的邊長p1,重複剛才的過程,依次計算出圓內九九藏書接正12、24、48邊形的邊心距、余徑、邊長,96邊形的邊長、面積及192邊形的面積:
劉徽認為π=157/50中,周率仍微少,又求出π=3927/1250。
S5=314(64/625)寸2,S5-S4=(105/625)寸2,S4+2(S5-S4)=314(169/625)寸2,因此,確定341寸2為圓面積近似值。利用已經證明過的圓面積公式,314=10·½L,L=62(8/10)(寸),與直徑20寸相約,得L:d=157:50,相當於π=157/50=3.14。許多學者認為劉徽在求得S=341寸2之後,利用S=πr2求得π=3.14,這是錯誤的。在計算圓周率時,劉徽並未證明S=πr2。恰恰相反,劉徽用π=157/50將與S=πr2相當的公式S=¾d2修正為(157/200)d2。那種錯誤理解會把劉徽置於他從未犯過的循環推理錯誤之中。九九藏書read.99csw.com