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人教版初一数学下册知识拓展:圆周率的趣闻

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人教版初一数学下册知识拓展:圆周率的趣闻_第1页
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圆周率n的趣闻在日常生活中,人们经常与n打交道自行车、汽车的轮胎是圆的,茶杯口是圆的,天上的月亮看起来也是圆的,圆的周长与直径之比是一个常数,这个常数就是当代数学大师、著名的美籍华裔数学家陈省身教授感慨道:“这个数渗透了整个数学!”有的数学家甚至说:历史上一个国家所算得的圆周率的准确程度,可以作为衡量这个国家当时数学发展的一面旗帜中华民族历史上对圆周率 n的研究,有着卓越的成就,曾一度领先于世根据历史学家的考证,早在夏代以前原始部落时期,我国就有圆形的建筑物和器皿在中国最早的算书《周髀算经》(公元前2世纪)里,已经指出了圆径一而周三”即n=3)西汉末年、王莽命刘歆(公元前50-23年)制定度量的新标准,根据推算,他所用的圆周率有3.1547, 3.1992, 3.1498, 3.2031等几个值,而没有统一的标准,但已经比径一周 三更进步了东汉张衡(公元7&139年)认为n= 10=3.1623,比印度、阿拉伯数学家算出同样结果约早500年三国魏景元四年(公元263年),数学家刘徽在整理《九章算术》一书时,提出了割术”他从圆内接六边形算边,令边数一倍一倍地增加,逐个算出六边形、十二边形、二十四边形、四十八边形、九十六边形、一百九十二边形周长与直径的比值,得到了 n的近似值为3.14。

他还特别声明:此率尚微少”,意思是这只是n的不足近似值刘徽对n的推算,是对人类的一大贡献后人为了纪念他,就把 n =3.14这个数值叫做徽率”到了南北朝,伟大的数学家祖冲之(公元426・500年)对n的推算,达到了空前的高峰,他算出 3.1415926< nV3.1415927在世界上,计算圆周率精确到小数点后七位的,祖冲之是第一人,后人称之为 祖率” O祖率”这个纪录保持了近一千年,后才被16世纪的阿尔卡西(AIKashi)打破祖冲之还同时得出了n的分数形式的近似值:约率是空,密度是空这两个分数,7113是分母小于7和113的一切分数中,最接近n值的最佳分数,德国人奥托(ValentiusOtto)在1573年才获得这个值在现在,利用计算机已经把n的值算到了小数点后几十万位了n是——个什么样的数呢?nn是--个无限不循环的小数也就是说,nn是--个无理数法国数学家勒让德(Legendre,1752・1833)曾猜测说:“不是有理系数方程的根”后来,人们把有理系数方程的根称为代数数,不是代数数的叫做超越数这样,所有的有理数和一部分无理数是代数数勒让德的猜测实际上说n是一个超越数在高等数学里,抽象地证明超越数的存在性,并不十分困难。

但具体地证明某一个特定的数,例如n和e是超越数,在历史上是一件十分困难的事情e=2.718…,也是一个无理数,常用来作为对数的底数,这种对数称为自然对数1873年,法国数学家埃尔米特(HermL,1822-1901)给出了e是超越数的证明,但他认为证明n的超越性更为困难他在给友人的信中写道:我不敢试着证明n的超越性如果其他人承担这项工作,对于他们的成功没有比我更高兴的人了但请相信我,我亲爱的朋友,这决不会不使他们花去一些力气188晋十,英国数学家林德曼(F.Lindemann,1852・1939)证明了n是超越的,从而解决了一些几何作图问题n=3.1415926•又是一个神秘的数字有人发现,n的前1位小数、前3位小数、前7位小数和分别是前1个自然数、前3个自然数、前7个自然数之和1=1;1+4+仁1+2+3=61+4+1+5+9+2+6=1+2+3+4+5+6+7=28这真是惊人的巧合!n的前6个有效数字314159是一个素数,也是一个逆素数(倒过来读951413也是一个素数)314159的补数是796951互为补数是指两个数的对应数位上的数字之和等于10),它也是一个素数!有趣的是,把前6个有效数字分成三个两位数:31、41、59,这三个数都是学生素数中的一个(学生素数是指相差为2的两个素数):29与31,41与43,59与61是三对李生素数。

深入研究,还会发现一些奇特的现象例如,n的小数点后从13位数字开始,连续的十八个数字具有相当的对称性:一一〔;「其中79:32,38是关于26对称的79,32,38这三个数的所有数字之和7+9+3+2+3+8=32.32是一个很特殊的数,一系列现象可以与它联系起来:水在华氏32°结冰,水晶体分32类,人的牙齿有32颗,32个电子可充满原子的第四级轨道,基本粒子有32种长命粒子,……这又是惊人的巧合!更有趣的是,n的小数点后一百个数字:n=3.1415926535897932384626433832795028841971693993151058209749445923078164062862089986280348253421170679...有人把它谱成了曲子,演奏起来还蛮悠扬动听呢!。

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