对于圆周率π,从小学阶段开始,我们就经常碰到它。对于这样一个十分熟悉的符号,你对它了解多少呢?所谓圆周率,就是一个圆的周长与其直径的比值。对于任意的圆,不论它的直径有多大,其周长与直径的比值都是相同的,数学家们把这个比值叫做“圆周率”。首次用π表示圆周率的人
只用一个字母表示圆周率的diyi个人是德国巴伐利亚的奥尔夫大学数学教授斯图姆(1635~1703),但他使用的字母不是π,而是e。他在1689年用e表示圆周率。
英国数学家威廉·琼斯(1675~1749)在1706年出版的书上,首次用π表示圆周率。但是,他的做法并没有立即得到人们的响应,直到1748年,经过德国数学家哥德巴赫(1690~1764)等人的大力提倡,才逐渐被人们所接受。
Z早求圆周率π值的方法
随着科学技术的不断进步,求π的方法也越来越多,但归纳起来主要有4种,即割圆术、分析法“、沙—波法”和椭圆积分法。
Z早计算π值的方法应属割圆术。所谓割圆术,就是通过增加圆内接多边形与外切多边形的边数,使得两个多边形面积逐渐接近圆的面积,用多边形的周长近似代替圆周长,从而求得圆周率的方法。
古希腊数学家阿基米德(公元前287~公元前212年)计算π值时,曾采用了这种割圆术,并在内接多边形与外切多边形都是正96边形的情况下,求出了圆周率π的大小范围为是:223/71 π 22/7。这是人类用割圆术求π的Z早记录。圆周率π的无理性
π是一个无理数。大约在15~16世纪,印度数学家尼拉堪塔(约15~16世纪)就确信π是无理数了,但他没有给出证明。
到了18世纪,德国数学家兰伯特(1728~1777)等人曾声称证明了π是无理数,但是,他们的证明过程都不太严密,直到1794年,法国数学家勒让德(1752~1833)在巴黎出版了《初等几何》一书,该书对兰伯特不严格的证明予以补证,并给出了π是无理数的严格证明,同时也给出了π2是无理数的严格证明。圆周率π的超越性
圆周率π是一个超越数。什么叫超越数呢?我们可以把所有的复数分为两类,一类是能够满足某个有理系数代数方程的复数,叫代数数;另一类就是超越数。凡不是代数数的数,就叫超越数。
关于圆周率π的超越性,勒让德在《初等几何》一书中曾经提出过猜想,他在该书中写到“:很有可能,数π不能包含在代数的无理数中,亦即它不能是其系数全部为有理数的有限项的代数方程的根”。直到1882年,这个猜想被德国数学家林德曼(1852~1939)证明。圆周率π值的进展情况
圆周率π的无理性和超越性的证明虽然不易,但是,与求π值这个问题相比较,它们只能说是“小巫见大巫”了,这是因为,求π值是一项永远不能完成的工作。
人类Z早使用的圆周率π的近似值是3。
随着科学技术的不断进步,计算π的方法也越来越多,尤其是计算机问世以后,使得计算出来的π值的位数越来越多,精确度也越来越高。
在计算机问世之前,人们用“人工”算π的Z高纪录是1121位,这是由美国数学家列维·史密斯和雷恩奇于1946年5月完成的。
1949年,在美国马里兰州阿伯丁的陆军弹道研究所里,冯·诺伊曼等人用计算机算出了π的小数点后2048位。这是人类diyi次用计算机计算π值。从此,用计算机计算π值的“马拉松”比赛宣布开始:
1988年1月,日本的金田康正和田村芳昭将π值计算到小数点后201326551位,为了打印出这个2亿多位的π值,用了40366张打印纸,装了20箱;
1989年9月,美国商用电器公司宣布,在该公司工作的美国哥伦比亚大学科学家丘德诺夫斯基兄弟,把π计算到小数点后1011196691位,首次突破10亿位大关。如果以平常形式把这10亿多位数字印刷出来,它的长度将达到1931千米。这项纪录被载入当时的《吉尼斯世界记录大全》;
2002年12月,金田康正等人算出了12411亿位π值。
我们猜想,这种计算圆周率π值的“马拉松”比赛还远远没有结束。
2018-08-15 4344次
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