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圆周率通常用几来参加运算?

王朝干货·作者佚名  2011-12-16
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手写体写的π圆周率,一般以π来表示,是一个在数学及物理学普遍存在的数学常数。它定义为圆形之周长与直径之比。它也等于圆形之面积与半径平方之比。是精确计算圆周长、圆面积、球体积等几何形状的关键。分析学上,π 可定义为是最小的 x > 0 使得 sin(x) = 0。

常用的 π 近以值包括疏率“22/7”及密率“355/113”。这两项均由祖冲之给出。

π 约等于(精确到小数点后第100位)

3.14159 26535 89793 23846 26433 83279 50288 41971

69399 37510 58209 74944 59230 78164 06286 20899

86280 34825 34211 70680

π 的计算及历史

由于 π 的超越性,所以只能以近似值的方法计算 π。对于一般应用 3.14 或 22/7 已足够,但工程学常利用 3.1416 (5个有效数字) 或 3.14159 (6个有效数字)。至于密率 355/113则是易于记忆,精确至7位有效数字的分数。

实验时期

中国古籍云:‘周三径一’,意即 π=3。公元前17世纪的埃及古籍《阿美斯纸草书》(Ahmes,又称“阿梅斯草片文书”;为英国人Henry Rhind于1858年发现,因此还称“Rhind草片文书”)是世界上最早给出圆周率近似值,为 256/81 (3 + 1/9 + 1/27 + 1/81) 或 3.160。

至阿基米得之前,π值之测定倚靠实物测量。

几何法时期?D?D反复割圆

阿基米得用几何方法得出圆周率是介乎 3又1/7 与 3又10/71 之间。

公元263年,刘徽用“割圆术”给出 π=3.14014 并限出 3.14 是个很好的近似值?D?D“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。”;其中有求极限的思想。

公元466年,祖冲之用割圆术算到小数点后7位精度,这一纪录在世界上保持了一千年之久。为纪念祖冲之对中国圆周率发展的贡献,将这一推算值用他的名字被命名为“祖冲之圆周率”,简称祖率

分析法时期?D?D无穷级数

这一时期人们开始摆脱利用割圆术的繁复计算,开始利用无穷级数或无穷连乘积求π。

Ludolph van Ceulen (circa,1600年) 计算出首 35 个小数字。他对此感到自豪,因而命人把它刻在自己的墓碑上。

Slovene 数学家Jurij Vega于1789年得出首 140 个小数字,其中有 137 个是正确的。这个世界纪录维持了五十年。他是利用了John Machin于1706年提出的数式。

所有以上的方法都不能快速算出 π。第一个快速算法由 Machin 提出:

其中 arctan(x) 可由泰勒级数算出。类似方去称为“类Machin算法”。

3.14

3.14

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