以中国人姓氏命名的数学成果

我国数学家华罗庚教授曾自豪地表示,中华民族是有数学天赋的民族.在数学王国,有许多以中国人姓氏命名的数学成果,在科学的征途上矗起一座座不可磨灭的丰碑,这是中华民族的骄傲和光荣. 刘徽原理刘徽割圆术魏晋数学家刘徽提出了求多面体体积的理论,在数学史上称“刘徽原理”;他发现圆内接正多边形边数无限增加,其周长无限逼近圆周长,创立了“刘徽割圆术”. 祖率南北朝数学家祖冲之把π计算到小数后第七位,领先国外1000多年,被推崇为“祖率”. 祖暅原理祖冲之儿子祖暅提出的“幕势既同则积不容异”定理,即两几何体在等高处的截面积均相等则两体积相等的定理,这个成就比外国同样结果早1200多年,被数学界命名为“祖暅原理”.     

祖冲之是如何计算π的

众所周知 ,祖冲之计算出了精确到小数点后7位的π值 ,即他得到了不等式 :3 .14 15 92 6<π<3 .14 15 92 7.这是一项正确无误的世界记录 ,保持了约一千年之久 .祖冲之究竟是如何算出这个π值的呢 ?由于没有留下任何数学资料 ,这一直是个谜 .清代的数学史家阮元认为“厥后祖冲之更开密法 ,仍割之又割耳 ,未能于徽法之外别有新法也 .”数学家梅文鼎等人也同意此看法 ,也就是说祖冲之按刘徽的方法接着算下去而已 .不过我们看一看较原始的记载 ,觉得情况并不如此 .《隋书·律历志》中说 :“古之九数 ,圆周率三 ,圆径率一 ,其术疏舛 .自刘歆、张衡…     

千古绝技“割圆术”

根据史料和数值实验证明，刘徽计算圆周率的“割圆术”开创了组合加速方法的先河，并由此引发出祖冲之的“缀术”文末以混沌学的倍周期分叉计算为例，说明这种技术在今日非线性科学的研究中仍有重要价值．     

紀念刘徽注“九章算术”1700周年(263—1963)

刘徽是我国第三世紀时数学家。从現存数学典籍来看,他最早成功地运用演繹推理解决了一系列数学問題。在刘徽之前,我国数学知識很多还是只通过直接度量、观察、实驗等实践提出了一些数学規律。那时的认識比較片面和表面,因此所得到的結論就难免比較粗糙,甚至发生謬誤。“九章算术”就是秦汉五百年間陆續完成的数学著作,一度曾經秦火焚毁,汉时又为张蒼、耿寿昌等重新編写,其中仍多經驗公式。“晉书律曆志”記:“魏景元四年(263)刘徽注‘九章’。”刘徽为“九章算术”全面注释并給图解,使“九章算术”容易学习,而且在注释中刘徽并不迷信古人,增补了自己的創見,又訂正了原书的謬誤,使“九章算术”的科学性提高了一步。刘徽在注“九章”时,除了在数学理論上有貢献外,还很重視理論联系实际。現存測量計算书“海島算經”可能就是刘徽在注释勾股章时所发揮的一本著作。刘徽注“九章”的工作实际上是对原有数学資料的去粗存精的总結工作。刘徽在注释“九章”中表現的治学精神和研究成果对后世都有很大影响。下面提出他的主要貢献。 1.圓周率。在交通运輸、制造、量度等生产活动中最先接触到的几何图形是方和圓,而圓周率是这些生产活动中必須解决的問題。“九章算术”圓周率取     

刘徽弧田术及其进展

我国古代求弧田(弓形田)面积S的方法(旧术)是: “以弦(b)乘矢(h),矢又自乘,并之,二而一”,即 S=1/2(bh+h~2),載在《九章算术》方田章。刘徽指出:(a)弓形作半圓时,依上式計算面积,“失之于少”;(b)若不滿半圓者,益复疏闊。批評正确,无待辞費。刘徽批判了旧术:提出了新术——刘徽弧田术。如图:于所給弓形內以弦为底作等腰三角形,于所得的各較小弓形內又作等腰三角形,这样继续續作下去;再由一系列的弦b,b_1,b_2,…和相当的矢h,h_1,h_2,…分别求各等腰三角形的面积,并依次把它們加起来,所得的結果就逐漸逼近于所求的弓形面积。这就是刘徽所示:“割之又割,使至极細,但举弦矢相乘之数,则必近密率矣”。用算式表之:     

圆周率的名称及其符号

现今,大家所以都用π来表示圆周率,是因为与它的发展历史有着密切关系的。今将其发展情况简介如次: 我国古代,人们通过大量的实践,就认识了圆周率,并估计出圆的周长是其直径的三倍。如刘徽(三世纪)注《九章算术》说:“周三径一之率”。后人便把这一值称为古率。刘徽由于对古率不满,就创造了割     

抛针游戏与π值

抛针游戏与π值刘昌尧，宋来忠（宜昌教育学院）π在数学中是一个相当特殊的无理数，数学的每一个分支几乎都有它的踪迹．怎样求出π的近似值，就成为数学发展的一个重要标志．在古代一般采用逐步逼近法。三国时代的数学家刘徽创立了割圆术，他用圆内接正多边形的面积去逼...     

有趣的数字

七、π的数值 学过算术的人都知道:π是圆周率的一个符号。但它的数值究竟是多少?却很少有人能说得很清楚。 世界上很多国家的许多数学家,为研究圆周率的数值,都花费了很大的精力。早在公元前一世纪或更早的时候,我国佚名著撰的天文历书《周髀算经》中,就有“周三径一”的记载,即圆的周长和直径是三比一的关系。古埃及人和巴比伦人也把圆周率的值定为三。我国汉代著名天文学家张衡(78～139年)发现圆周率不是一个整数,把它的值定为10~(1/2)。魏晋时期著名数学家刘徽在《九章算术》(263年)注解中,用割圆术的方法,计算了圆内接正3072边形,得出圆周率的值是3.1416。南北朝伟大的数学家和天文学家祖冲之(429～500年),计算出圆周率的值在3.1415926和3.1415927之     

圓周率3927/1250的作者究竟是誰?它是怎樣得來的?

在九章算術方田章的劉徽注中,我們看到他的周率157:50,和另外一個更精密的周率3927:1250,注中說明第一個周率是從計算圓內接正192邊形的面積得來的,第二個周率是用計算圓內接正5072邊形的面積來證實的,文氣連貫,不像是兩個人的手筆,在他敍述第一個周率的後面,注者援引“晉武庫中漢朝王莽(所)作銅斛”的銘文,而劉徽注九章算術又明明有魏景元四年的自序,在時間上似乎有些矛盾。又,本節李淳風等注釋的最後幾句話是:“今者修撰,(?)摭諸家,考其是非,沖之為密,故顯之於徽術之下,冀學者之所裁焉,”清代李潢(?—1811)撰九章算術細草圖說,因為懷疑從“晉武庫”以後一段注文是祖沖之的話,就是李淳風等所謂“顯之於徽術之下”的,這樣把這第二個周率的創設歸功於二百年後的祖沖之了,事實上,九章算術,方田,少廣,商功,三章中有關圓面積的問題,原有的答案都依照“徑一週三”計算,劉徽注用他的第一個周率157:50來修正,李淳風等注釋又補用祖沖之的約率,π=22/7的演算法,李淳風等以為π=22/7比π=157/50尤為精密,所謂“顯之於徽術之下”的是在“徽術”之後添上“密     

π≒3927/1250的作者和祖沖之的圓周率算法

一.引言中國數学史上现有很多懸案和爭論,例如勾股普遍定理最早的發現者为誰?“九章算術”的成書時代等等。但在1956年5月“數学通報”上又提了这样一个問題,即:圓周率3927/1250为誰所首創?其中錢宝琮教授認为是刘徽;而孫熾甫同志則主張是祖沖之,这兩种看法是不同的,在此以前也曾有过爭論,現在筆者也想就这問題發表一點管見,另外一个問題就是祖沖之的各种圓周率值是怎样求得的,尤其其中对於355/113一值的求得有兩种不同的主張:一是得自“調日法;一是得自連分數法,而筆者尚有第三种不成熟的看法,也在这裏介糾出來,請大家指教, 二.π≒3927/1250的作者 關於3927/1250的最早記載是在“九章算術”注中,而其注者最早的是刘徽,其後有祖沖之、甄鷟     

对“割圆术”的分析理解

<正>对圆的周长、面积或球的表面积、球体积进行计算,都要用到圆周率.它的准确性决定计算结果的精度,所以从古至今人们一直也没有停止对圆周率的研究探索."割圆术"是中国古代科学家刘徽在圆周率计算方法上的伟大发明,刘徽的"徽率"和南朝祖冲之的"祖率",都是用割圆法计算出来的.现在可以查到有关"割圆术"方面的论述很多,可是阅读后我发现,大人们写的文章不是过于笼统就是过于深奥,很难找到适合我们中     

古代算学家刘徽的极限观念

割圆术如所周知,是关于圆周率计算问题的讨论.该术载于“九章算术”第1章方田第32问之后.在我国古代,有一个较长的时期,认为圆周长和直径长之比是“周3径1”.即认为π=3,圆面积等于圆径平方的3/4,这当然是不正确的.我们知道:合于“周3径1”的不是圆周长,而是圆的内接正6边形的周长.刘徽指出了这个错误,并提出了他自己的计算方法--割圆术.他的方法就是:从已知的圆内接正多边形每边的长,用勾股弦定理求出内接边数加一倍的正多边形的边长.他从内接正6边形做起,依法求得正     

基于刘徽割圆术的等距线逼近算法

给出了一种基于刘徽割圆术的平面NURBS曲线的等距线的逼近算法。利用正多边形代替圆所扫掠出的区域边界来近似等距曲线，所得到的逼近曲线是与基曲线同次的NURBS曲线，并且可以达到任意的精度。     

数学史与数学教育(HPM)的一个案例——刘徽的“割圆术”与微积分

刘徽的“割圆术”是中国数学史上的重要成就之一,其中包含着中国数学家对无限问题的独特认识和致用的处理方式.很多高等数学教科书在讲述极限概念时大都提及,但所述,并未体现刘徽本意.刘徽的“割圆术”是为证明圆面积公式而设计出来的一种方法,其融合了庄、墨两家理解和处理无限问题的方法,并且使用了数列极限的“夹逼准则”和不可分量可积的预设.通过这些相关知识的历史考察,试图以HPM的方法来辅助解决极限概念教学的难题.     

关于曲线长度的定义及可求长的条件

早在三国时期刘徽创造了“割圆术”,人们就产生了用内接折线的长去逼近曲线长的思想。直到近代有了极限的概念,才明确给出了如今数学分析中普遍采用的曲线长度的概念: 定义 设c为一连续曲线,A_0A_1…A_n是c的内接     

球体体积与表面积在教材中呈现方式的比较

球的体积计算,是古代数学家很感兴趣的问题,而且对其探求程度代表了一个国家、民族数学发展的水平.在西方,正确得到球体积公式并证明的是公元前2世纪的阿基米德,证明方法为逼近法.在中国,球的体积计算由2世纪的刘徽提出,200多年后由祖冲之父子通过解决刘徽的"牟合方盖"问题得到解决.在印度,12世纪数学家婆什迦罗利用在球的表面作网络,各格点与球心相连把球分成以球面为底、球半径为高的棱锥而得到计算公式.那么,作为高中几何内容之一的球体的相关内容,我国又是怎样处理的呢?……     

中国古代正多边形的实用做法

正多边形如正三边形,正四边形,正六边形,正八边形其中称 a=面或边;b=垂綫或中垂綫;r=外容圓半径;c=2r=斜,或外容圆直径。此項实用做法,是以a边为基础,不用圆規来进行的。中国首先考虑这种正多边形实用做法,是建筑家李誡在他編輯的“营造法式”(1100年)內做到正四边形:a=100时,c=141; 正六边形:a=50时,b=87,c=100; 正八边形:a=5时,b=12,c=13。李誡是掌握着π=22/7,2~(1/2)=1.414,3~(1/3)==1.74的数值,所以假定,在正四边形 a:c=     

楊輝弧矢公式質疑

在科舉大衆1954年5月號上,讀到許蒓舫所著介紹元代数學家郭守敬的文章,文中論及郭氏“弧矢割圓術”是由沈括“會圓公式”和楊輝“弧矢公式”合併變化而成,此說早見於李儼中國算學小史、中國算學史等書中,如此論証固屬正確,但其中“楊輝公式”一語,似頗有疑問之處。许李二先生所稱之“楊輝公式”,當即載於楊氏田畝比類乘除捷法一書中者,為參考之便,錄共題、術於下: [題]:圓田於內截弧矢田一段,弦長十二步、矢闊四步,問圓田元(原)徑幾步? [輝術曰]:半弦自乘為實,以矢除,而併矢,即圓田徑步也。 將此“輝術”譯成公式,就是:     

刘徽与《九章算术》

刘徽,是我国公元三世纪一位杰出的数学家,可以说是我国古代数学理论的建树者和奠基人。他在学习前人科研成果的基础上,对于如割圆术,齐同术、阳马术、方程术、正负术、勾股术、重差术等等,都有突出的成就,大数学家祖冲之(公元429-500年)和我国后世的许多著名数学家的研究成果,许多都是在他的基础上完成的。他还用逻辑推理的方法,对许多重要的数学理论问题进行了科学的论证,这在中国数学发展史上是空前的。他的数学研究工作,为我国数学理论的形成和发展,打下了坚实的理论基础,以致逐步形成了具有我国古代传统特色的完整的数学体系。这些对我国后世数学的发展,也有很大影响,在世界数学发展史上,也占有重要的地位。刘徽的生平事迹和籍贯,史书上记载得很少。只知道他在魏陈留王景元四年(公元263年)为我国古代     

关于解析几何教学的几点注意(續)

本文叙述解析几何教学中的几个問題。內容包括:(一)关于常态圓錐曲綫的两个定理;(二)关于圓周方程的一个定理;(三)关于极坐标方程图形的描繪。可作平面解析几何課的教学参考材料。 (一)关于常态圓錐曲綫的两个定理众所周知,实常态圓錐曲綫乃指椭圓、双曲綫、拋物綫和圓(圓可看作椭圆的极端情况)。常見的定义蘊涵在下述命題之中。命题.一个曲綫具有下述三属性之一,則必然具有另二属性。Ⅰ.平面π上具有下述性貭之一的动点的軌迹: (1)到π上的两个定点的距离之和为一个大于此二点間距离的常数; (2)到π上的两个定点的距离之差为一个小于此二点間距离的正常数; (3)到π上的一个定点及一条不通过它的定直綫