割圆术-割圆术是什么意思?

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割圆术是什么意思?

割圆术就是用圆内接正多边形来近似代替圆。刘徽认为,当圆内接正多边形数无限增加时,其周长即愈益逼近圆周长。”

圆内接正多边形数无限多时,其周长的极限即为圆周长,面积的极限即为圆面积。这里包含了最早的极限概念和直线曲线转化的思想,对于后世高等数学的极限理论的发展,具有十分重要的意义。

刘徽根据割圆术,从圆内接正六边形计算,边数逐步加倍,相继算出正12边形、正24边形等,则圆内接正多边形逐渐逼近圆,从而验证得圆面积的计算公式并求出较精确的圆周率值。

求出了π=3.14124的数值。不仅如此,他还继续计算,直到算出圆内接正3072边形的面积,求出更精确的圆周率值π=3. 1416。

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关于割圆术的小故事

我国古代的刘徽他为了圆周率的计算一直潜心钻研着。一次,刘徽看到石匠在加工石头,觉得很有趣就仔细观察了起来。“哇!原本一块方石,经石匠师傅凿去四角,就变成了八角形的石头。再去八个角,又变成了十六边形。”一斧一斧地凿下去,一块方形石料就被加工成了一根光滑的圆柱。

谁会想到,在一般人看来非常普通的事情,却触发了刘徽智慧的火花。他想:“石匠加工石料的方法,可不可以用在圆周率的研究上呢?”

于是,刘徽采用这个方法,把圆逐渐分割下去,一试果然有效。他发明了亘古未有的“割圆术”。他沿着割圆术的思路,从圆内接正六边形算起,边数依次加倍,相继算出正12边形,正24边形……直到正192边形的面积。

得到圆周率兀的近似值为157/50(3.14);后来,他又算出圆内接正3072边形的面积,从而得到更精确的圆周率近似值:π≈3927/1250(3.1416)。

参考资料来源:百度百科-割圆术

什么是割圆术

“圜,一中同长也”。意思是说:圆只有一个中心,圆周上每一点到中心的距离相等。早在我国先秦时期,《墨经》上就已经给出了圆的这个定义,而公元前11世纪,我国西周时期数学家商高也曾与周公讨论过圆与方的关系。认识了圆,人们也就开始了有关于圆的种种计算,特别是计算圆的面积。我国古代数学经典《九章算术》在第一章“方田”章中写到“半周半径相乘得积步”,也就是我们现在所熟悉的这个公式。为了证明这个公式,我国魏晋时期数学家刘徽于公元263年撰写《九章算术注》,在这一公式后面写了一篇1800余字的注记,这篇注记就是数学史上著名的“割圆术”。

根据刘徽的记载,在刘徽之前,人们求证圆面积公式时,是用圆内接正十二边形的面积来代替圆面积。应用出入相补原理,将圆内接正十二边形拼补成一个长方形,借用长方形的面积公式来论证《九章算术》的圆面积公式。刘徽指出,这个长方形是以圆内接正六边形周长的一半作为长,以圆半径作为高的长方形,它的面积是圆内接正十二边形的面积。这种论证“合径率一而弧周率三也”,即后来常说的“周三径一”,当然不严密。他认为,圆内接正多边形的面积与圆面积都有一个差,用有限次数的分割、拼补,是无法证明《九章算术》的圆面积公式的。因此刘徽大胆地将极限思想和无穷小分割引入了数学证明。他从圆内接正六边形开始割圆,“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至不可割,则与圆周合体,而无所失矣。”也就是说将圆内接正多边形的边数不断加倍,则它们与圆面积的差就越来越小,而当边数不能再加的时候,圆内接正多边形的面积的极限就是圆面积。刘徽考察了内接多边形的面积,也就是它的“幂”,同时提出了“差幂”的概念。“差幂”

是后一次与前一次割圆的差值,可以用图中阴影部分三角形的面积来表示。同时,它与两个小黄三角形的面积和相等。刘徽指出,在用圆内接正多边形逼近圆面积的过程中,圆半径在正多边形与圆之间有一段余径。以余径乘正多边形的边长,即2倍的“差幂”,加到这个正多边形上,其面积则大于圆面积。这是圆面积的一个上界序列。刘徽认为,当圆内接正多边形与圆是合体的极限状态时,“则表无余径。表无余径,则幂不外出矣。”就是说,余径消失了,余径的长方形也就不存在了。因而,圆面积的这个上界序列的极限也是圆面积。于是内外两侧序列都趋向于同一数值,即,圆面积。

什么是割圆术?

割圆术是以“圆内接正多边形的面积”,来无限逼近“圆面积”。

即通过圆内接正多边形细割圆,并使正多边形的周长无限接近圆的周长,进而来求得较为精确的圆周率。

根据“圆周长/圆直径=圆周率”,那么圆周长=圆直径*圆周率=2*半径*圆周率(这就是熟悉的圆周长=2πr的来由)。因此“圆周长公式”根本就不用背的,只要有小学知识,知道“圆周率的含义”,就可自行推导计算。也许大家都知道“圆周率和π”,但它的“含义及作用”往往被忽略,这也就是割圆术的意义所在。

扩展资料

在证明这个圆面积公式的时候有两个重要思想,一个就是所讲的极限思想。

那么第二步,更关键的一步,他把与圆周合体的这个正多边形,就是不可再割的这个正多边形,进行无穷小分割,再分割成无穷多个以圆心为顶点,以多边形每边为底的无穷多个小等腰三角形,这个底乘半径为小三角形面积的两倍,把所有这些底乘半径加起来,应该是圆面积的两倍。

那么就等于圆周长乘半径等于两个圆面积。所以一个圆面积等于半周乘半径,所以刘徽说故半周乘半径而为圆幂。

那么他的原话就是“以一面乘半径,觚而裁之,每辄自倍。故以半周乘半径而为圆幂”。最后完全证明了圆面积公式,证明了圆面积公式,也就证明了“周三径一”的不精确。

随着圆面积公式的证明,刘徽也创造出了求圆周率精确近似值的科学程序。在刘徽之前古希腊数学家阿基米德也曾研究过求解圆周率的问题。

参考资料来源:百度百科-割圆术

刘徽的割圆术具体内容是什么?

刘徽从圆内接正六边形开始,使边数逐次加倍,作出正十二边形、正二十四边形…,并依次计算出它们的面积,这些结果将逐渐逼近圆面积,这样就可以求出圆周率的值,这种方法被称为刘徽割圆术。用刘徽的话来说,“割之弥细,失之弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆合体而无所失矣。”意思就是说把圆周分得越细,即圆内接正多边形的边数越多,用它的面积去代替圆面积,就丢失的越少。不断地分割下去,让边数不断地增多,那么边数无限多的正多边形的面积就与圆面积相等了。

割圆术是谁发明的?

割圆术是刘徽发明的。

3世纪中期,魏晋时期的数学家刘徽首创割圆术,为计算圆周率建立了严密的理论和完善的算法,所谓割圆术,就是不断倍增圆内接正多边形的边数求出圆周率的方法。

特点

刘徽割圆术简单而又严谨,富于程序性,可以继续分割下去,求得更精确的圆周率。南北朝时期著名数学家祖冲之用刘徽割圆术计算11次,分割圆为12288边形,得圆周率=3.1415929,成为此后千年世界上最准确的圆周率,成为了中国历史长河中出色的数学家。

刘徽割圆术的内容是什么?

秦汉以前,人们以径一周三做为圆周率,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π=3.14,并指出,内接正多边形的边数越多,所求得的π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,取为约率 ,取为密率,其中取六位小数是3.141929,它是分子分母在1000以内最接近π值的分数.

刘徽(约公元225年-295年),汉族,山东滨州邹平县人,魏晋期间伟大的数学家,中国古典数学理论的奠基人之一。是中国数学史上一个非常伟大的数学家,他的杰作《九章算术注》和《海岛算经》,是中国最宝贵的数学遗产。刘徽思想敏捷,方法灵活,既提倡推理又主张直观。他是中国最早明确主张用逻辑推理的方式来论证数学命题的人。

祖冲之(公元429-500年)是我国南北朝时期,河北省涞源县人.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,终于使他成为我国古代杰出的数学家、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.

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