阅读与思考:割圆术圆周率是一个极其驰名的数
从有文字记载的历史开始,这个数就引进了外行人和学者们的兴趣
作为一个非常重要的常数,圆周率最早是出于解决有关圆的计算问题
仅凭这一点,求出它的尽量准确的近似值,就是一个极其迫切的问题了
事实也是如此,几千年来作为数学家们的奋斗目标,古今中外一代一代的数学家为此献出了自己的智慧和劳动
回顾历史,人类对π的认识过程,反映了数学和计算技术发展情形的一个侧面
π的研究,在一定程度上反映这个地区或时代的数学水平
直到19世纪初,求圆周率的值应该说是数学中的头号难题
为求得圆周率的值,人类走过了漫长而曲折的道路,它的历史是饶有趣味的
我国的刘徽创立了割圆术,给出了“割圆”的一般法则,后世的割圆家可能在π的近似值上估计得比他精密,但若论及创始的功劳,则他的地位是无人可以替代的
刘徽是魏人,经历可能延长到晋朝,这是史家根据《隋书》记载的魏陈留王景元四年(263A
)刘徽注九章的文句推断出来的
晋朝算学博士王孝通(《缉古算经》的作者)称赞他“思极毫芒”,推许他的著作“一时独步”
他那极富原创性的《九章算术注》(附于现传本的《九章算术》内),及《重差术》(即现传的《海岛算经》)二部著作,的确是他不朽声名的最佳脚注
刘徽的割圆术记载在九章算术第一卷方田章的第32题关于圆面积计算的注文里
我们把它归纳为下列几点来加以说明
一、刘徽首先指出利用π=3这一数值算得的结果不是圆面积,而是圆内接正十二边形的面积,这个结果比π的真值少
二、他由圆内接正六边形算起,逐渐把边数加倍,算出正12边形、正24边形、正48边形、正96边形……的面积,这些面积会逐渐地接近圆面积
三、已知正6边形一边(恰与半径等长,详见《九章算术》),即求得正12边形边长,……
由正12边形求正24边形一边之长时,刘徽反复地应用到句股定理(或称商高、勾股定理),如下图:正n边形的面积等于正