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     

由祖暅公理推导椭圆的面积公式

祖暅是祖冲之之子,南北朝时期的数学家和天文学家,他曾提出“夫叠蓁成立积,缘幂势既同,则积不容异”这一公理,也即“等高处截面积都相等的两个立体,必有相等的体积”．祖暅利用这一公理导出了半径为r的球的体积公式V=4/3πr3．     

数学话剧:祖冲之与大明历

<正>同学们都知道祖冲之是我国南北朝时期的数学家,他运用割圆术将圆周率推算到小数点后第7位,领先世界千年之久.其实祖冲之还是一位天文学家,他经过多年观察、实测与计算编纂出一部名叫《大明历》的历法.和之前的历法相比,《大明历》更加精确,但因保守势力的阻挠,《大明历》的推行却受到很大阻力,在祖冲之在世时未能得到推行.祖冲之去世后,在他的儿子祖暅的不懈努力之下,《大明历》终于在公元510年被政府采用,此时祖冲之已经逝世十年之久.下面我们通过一出话剧来了解这段历史.     

刘徽数学讨论班在京举办

<正> 以中国数学会理事长吴文俊教授为主任的刘徽数学研究中心,是为促进国内外数学家之间的学术交流、推动我国数学事业发展而创立的民间学术机构. 我国数学直至宋元时期在世界上一直居领先地位,产生过大批优秀数学家.除得到国际公认的祖冲之、秦九韶外,刘徽实是其中之佼佼者.为发扬中华民族的优秀传统,振兴我国数学事业,中心决定举办以刘徽命名的数学讨论班.     

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.     

刘徽数学讨论班在京举办

以中国数学会理事长吴文俊教授为主任的刘徽数学研究中心,是为促进国内外数学家之间的学术交流、推动我国数学事业的发展而创立的民间学术机构。直至宋元时期我国数学一直在世界上居于领先地位,产生过大批优秀的数学家。除得到国际公认的祖冲之、秦九韶外,刘徽实是其中之佼佼者。为发扬中华民族的优秀传统,振兴中华数学事业,中心决定举办以刘徽命名的数学讨论班。     

辛博森求积公式及其应用

1.辛博森求积公式 祖暅是公元五世纪我国的一位数学家。他以“缘幂势既同,则积不容异”为依据,证明了球的体积公式,居世界之冠。这里,“幂”指的是截面面积,“势”指的是厚或高。整个意思是说:两块立体放在桌面上,如果等高处截面面积相等,則对应的体积也不会差异。这就是我们常说的祖暅原理。 这个原理可以推广,且叫做割线截面公理:设一     

例析祖暅原理在解题中的应用

<正>文[1]详细介绍了我国古代的优秀数学文化之一——祖暅原理.祖暅原理是指"幂势既同,则积不容异"."幂"是截面积,"势"是几何体的高,意思是,如果两个等高的几何体在等高处截得的截面面积恒相等,那么这两个几何体的体积一定相等.显然,要想利用祖暅原理,重点是构造一个几何体与所求的几何体在等高处截得的截面面积恒相等.本文结合近几年的高     

从刘徽割圓談起

一、刘徽割圆术在华罗庚教授所写的“从祖冲之的圓周率談起”一书中指出:在一千多年以前祖冲之就已經知道: (ⅰ) 圆周率π,在3.1415926与3.1415927之間; (ⅱ) 以22/7作为π的約率,以355/113作为密率。他还提到:“这些結果是刘徽割圓术之后的重要发展。刘徽从圓内接正六边形起算,令边数一倍一倍地增加,即12,24,48,96,……,1536,……,因而逐个算出六边形,十二边形,二十四边形,……的面积,这些数值逐步逼近圓周率。刘徽方法的特点,是得出一批一个大于一个的数值,这样来一步一步地逼近圓周率。这方法是可以无限精密地逼近圓周率的。但每一次都比圆     

渗透极限思想优化解题过程

极限思想在数学中占有举足轻重的地位,早在公元3世纪,我国杰出数学家刘徽在创立“割圆术”的过程中,就丰富和发展了极限思想,奠基并使用了极限方法,“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆合体而无所失矣”,就是他对极限思想和方法的精辟论述.事实上,利用极限思想使人们能够从有限中认识无限,从近似中认识精确,从量变中认识质变成为可能.现行高中教材中有多处内容渗透了极限的思想和方法,如“球的体积和表面积”、“双曲线的渐近线”等,但是极限思想在实际教学中没有得到普遍的认可和推广,学生对这种思想方法相当陌生.下面是笔者…     

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     

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…     

应用祖暅原理求圆锥曲线绕轴旋转所得旋转体的体积

在立体几何里,我们曾应用祖暅原理成功地导出了球的体积公式.球可以看作是圆绕它的任一对称轴旋转所得的旋转体.而圆是圆锥曲线的一种,那么,能否应用祖暅原理求出其它三种圆锥曲线(椭圆、双曲线和抛物线)绕轴旋     

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．     

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     

数学史诗——为2002年国际数学家大会在北京召开而作

话说数学 ,古今中外 ,名家荟萃 ,光彩夺目 .古代数学 ,先述中国 .结绳记事 ,燧石取火 .筹算珠算 ,十进制数 .度量衡“始” ,廿四节气 .九章算术 ,周髀算经 ,商高定理 ,杨辉三角 .徽率祖率 ,割圆缀术 .田忌赛马 ,运筹帷幄 .有限无限 ,“一尺之棰 ,日取其半 ,万世不竭 .”剩余定理 ,“物不知数” .算经十书 ,均为必读 .言罢中国 ,再述西域 .埃及草纸 ,希腊鼻祖 .罗马符号 ,阿拉伯数 .毕氏定理 ,黄金分割 .芝诺诡辩 ,无理假设 .圆锥曲线 ,阿基米德 .几何原本 ,欧几里得 ,“学无王道” ,“平行公设” .直尺圆规 ,立方倍积 ,化圆为方 ,三等分角 .…     

例谈立体几何的三个重要方法

在高中数学立体几何部分的学习中,有几个重要的方法如割补法、等积法及构造法等应用在解题中常使得问题变得简单,本文拟通过一些例题谈谈这几个方法在解题中的应用.1.割补法的应用上海教育出版社高中数学教材(高三年级)立体几何中三棱锥体积公式的得出就是通过将三棱柱分割成三个体积相等的三棱锥的办法,当然用到了祖暅原理.这里分割的方法就是割补法中"割"的方法.解题中隔补法的应用远非求体积,其实也可以用来求二面角的平     

祖暅原理——中华文化的瑰宝

<正>"幂势既同,则积不容异."这里的"幂"是面积,"势"是高.即界于两个平行平面之间的两个几何体,被任一平行于这两个平行的平面所截,如果两个截面的面积恒相等,则这两个几何体的体积相等.上述原理在我国被称为祖暅原理.在西方,直到17世纪,才由意大利数学家卡瓦列里(Cavalieri.B,1589-1647)发现.于     

刘徽在数学上的伟大贡献——纪念刘徽注《九章算术》1720周年

<正> 刘徽是我国古代伟大的数学家.他于公元263年注《九章算术》,在现存文献中,第一次对我国古代这部最著名的数学著作中正确的解法进行了全面论述和创造性证明,并对其中某些错误给予驳正,取得了很大的成就,奠定了我国古代数学的理论基础.刘徽创立计算圆周率的科学方法,指出解决球体积的正确途径,从而为祖冲之父子在数学上的贡献提供了方法,指出了方向;刘徽论述了分数四则运算、比例和比例分配问题;他论述了开方问题,提出开方不尽求“微数”,促进了十进小数的诞生;又全面论证了勾股问题,发展了重差术.他在这些方面的重大贡献,许多学者都作过详尽的论述,本文限于篇幅,不再赘述.     

千古绝技“割圆术”(续)

本文是文[1]的续篇,进一步阐述“割圆术”的思维模式对现代演化数学研究的启迪意义。全文的结论是,无论是数学成就还是数学才能,刘徽都应当与“古代数学之神”阿基米德并列。