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祖祖 冲冲 之之祖冲之( 公元 429 年公元 500 年)是我国杰出的数学家,科学家。南北朝时期人,汉族人,字文远。生于宋文帝元嘉六年,卒于齐昏侯永元二年。祖籍范阳郡遒县(今河北涞水县)。为避战乱,祖冲之的祖父祖昌由河北迁至江南。祖昌曾任刘宋的“大匠卿”,掌管土木工程;祖冲之的父亲也在朝中做官。祖冲之从小接受家传的科学知识。青年时进入华林学省,从事学术活动。一生先后任过南徐州(今镇江市)从事史、公府参军、娄县(今昆山市东北)令、谒者仆射、长水校尉等官职。其主要贡献在数学、天文历法和机械三方面。在在数数学学方方面面, 他写了缀术一书,被收入著名的算经十书中,作为唐代国子监算学课本,可惜后来 失传了。隋书律历志留下一小段关于 圆周率()的记载,祖冲之算出 的真值在 3 3. .1 14 41 15 59 92 26 6 和和 3 3. .1 14 41 15 59 92 27 7 之间,相当于精确到小数第 7 位,简化成 3.1415926,成为当时世界上最先进的成就。祖冲之入选中国世界纪录协会 世界第一位将圆周率值计算到小数第7 位的科学家,创造了中国纪协世界之最。这一纪录直到 15 世纪才由阿拉伯数学家卡西打破。祖冲之还给出 的两个分数形式: 22/7(约率)和 355/113(密率),其中密率精确到小数第 7 位,在西方直到 16 世纪才由荷兰数学家奥托重新发现。祖冲之还和儿子祖暅一起圆满地利用 牟合方盖解决了球体积的计算问题,得到正确的球体积公式。周率的应用很广泛。尤其是在天文、历法方面,凡牵涉到圆的一切问题,都要使用圆周率来推算。我国古代劳动人民在生产实践中求得的最早的圆周率值是“ 3”,这当然很不精密,但一直被沿用到西汉。后来,随着天文、数学等科学的发展,研究圆周率的人越来越多了。西汉末年的刘歆首先抛弃“3”这个不精确的圆周率值,他曾经采用过的圆周率是 3.547。东汉的张衡也算出圆周率为=3.1622。这些数值比起=3 当然有了很大的进步,但是还远远不够精密。到了三国末年,数学家刘徽创造了用割圆术来求圆周率的方法,圆周率的研究才获得了重大的进展。 用割圆术来求圆周率的方法,大致是这样:先作一个圆,再在圆内作一内接正六边形。假设这圆的直径是 2,那么半径就等于 1。内接正六边形的一边一定等于半径,所以也等于 1;它的周长就等于 6。如果把内接正六边形的周长6 当作圆的周长,用直径 2 去除,得到周长与直径的比 =6/2=3,这就是古代 =3 的数值。但是这个数值是不正确的,我们可以清楚地看出内接正六边形的周长远远小于圆周的周长。 如果我们把内接正六边形的边数加倍,改为内接正十二边形,再用适当方法求出它的周长,那么我们就可以看出,这个周长比内按正六边形的周长更接近圆的周长,这个内接正十二边形的面积也更接近 圆面积。从这里就可以得到这样一个结论:圆内所做的内接正多边形的边数越多,它各边相加的总长度(周长)和圆周周长之间的差额就越小。从理论上来讲,如果内接正多边形的边数增加到无限多时,那时正多边形的周界就会同圆周密切重合在一起,从此计算出来的内接无限正多边形的面积,也就和圆面积相等了。不过事实上,我们不可能把内接正多边形的边数增加到无限多,而使这无限正多边形的周界同圆周重合。只能有限度地增加内接正多边形的边数,使它的周界和圆周接近重合。所以用增加圆的内接正多边形边数的办法求圆周率,得数永远稍小于 的真实数值。刘徽就是根据这个道理,从圆内接正六边形开始,逐次加倍地增加边数,一直计算到内接正九十六边形为止,求得了圆周率是3.141024。把这个数化为分数,就是 157/50。刘徽所求得的圆周率,后来被称为 “徽率”。他这种计算方法,实际上已具备了近代数学中的极限概念。这是我国古代关于圆周率的研究的一个光辉成就。在推算圆周率时,祖冲之付出了不知多少辛勤的劳动。如果从正六边形算起,算到24576 边时,就要把同一运算程序反复进行十二次,而且每一运算程序又包括加减乘除和开方等十多个步骤。我们现在用纸笔算盘来进行这样的计算,也是极其吃力的。当时祖冲之进行这样繁难的计算,只能用筹码(小竹棍)来逐步推演。如果头脑不是十分冷静精细,没有坚韧不拔的毅力,是绝对不会成功的。祖冲之顽强刻苦的研究精神,是很值得推崇的。 在推算圆周率时,祖冲之付出了不知多少辛勤的劳动。如果从正六边形算起,算到24576 边时,就要把同一运算程序反复进行十二次,而且每一运算程序又包括加减乘除和开方等十多个步骤。我们现在用纸笔算盘来进行这样的计算,也是极其吃力的。当时祖冲之进行这样繁难的计算,只能用筹码(小竹棍)来逐步推演。如果头脑不是十分冷静精细,没有坚韧不拔的毅力,是绝对不会成功的。祖冲之顽强刻苦的研究精神,是很值得推崇的。 在在天天文文历历法法方方面面 : :祖冲之创制了 大明历,最早将岁差引进历法;采用了391 年加 144 个闰月的新闰周;首次精密测出交点月日数( 27.21223),回归年日数( 365.2428)等数据,还发明了用 圭表测量冬至前后若干天的正午太阳影长以定冬至时刻的方法。在机械学方面,他设计制造过水碓磨、铜制机件传动的指南车、千里船、定时器等等。此外,他在音律、文学、考据方面也有造诣,他精通音律,擅长下棋,还写有小说述异记。是历史上少有的博学多才的人物。 为纪念这位伟大的古代科学家,人们将 月球背面的一座环形山命名为 “祖冲之环形山 ”,把小行星 1888 命名为“祖冲之小行星 ”。欧欧几几里里得得亚历山大里亚的欧几里得(希腊文: ,约公元前 330 年前 275 年),古希腊数学家,被称为 “几何之父”。他活跃于托 勒密一世(公元前 323 年前 283 年)时期的 亚历山大里亚,他最著 名的著作几何原本是欧洲数学的基础,提出 五大公设,发展欧几里得几 何,被广泛的认为是 历史上最成功的教科书。欧 几里得也写了一些关 于透视、圆锥 曲线、球面几何学及数论的作品 ,是 几何学的奠基人 欧几里得生于雅典,当时雅典就是古希腊文明的中 心。浓郁的文化气氛深深 地感染了欧几里得,当他还是个十几岁的少年时, 就迫不及待地想进入 “柏拉图学园”学习。 一天,一群年轻人来到位于雅 典城郊外林荫中的 “柏拉图学园”。只见学园的大门紧闭着,门口挂着一块 木牌,上面写着: “不懂数学者,不得入内 ! ”这是当年柏拉图亲自立下 的规矩,为的是让学生们知道他对数学的重视,然而却把前来求教的年轻人 给闹糊涂了。有人在想,正是因为我不懂数学,才要来这儿求教的呀,如果 懂了,还来这儿做什么 ?正在人们面面相觑,不知是退、是进的时候,欧几 里得从人群中走了出来,只见他整了整衣冠,看了看那块牌子,然后果断地 推开了学园大门,头也没有回地走了进去。 欧几里得是人类科学思想史上的一盏指路明灯。他第一次使数学理论系 统化,并使几何学逐渐成为一门独立发展的正式学科体系。他对数学史上 的许多疑难命题和定理做了开创性的 论证和解释,为数学的发展打下了坚实的理论基础,而他在理论中存在的缺憾,也成为后人攀越智慧高峰不可缺 少的台阶。这一正一反都推动了人类数学思想的进步,从而为后来人类能更 好、更深刻的认识自然界提供了更为有效的工具。因此,后人尊称他为 “几何学之父”,以铭记他在数学思想发展中的卓越贡献。 我们已无法考察欧几里得的生世,只知道他给这个世界上留了一本书与 两句话,其中一句话是面对一位青年关于几何学的问题,这个青年问:你的 几何学有何用处。他的回答是: “请给这个小伙子 3 个硬币,因为他想从 几何学里得到实际利益。 ”由此可知,欧几里得也是一位伟大的哲学家! 阿波罗尼奥斯古希腊数学家。与欧几里得、阿基米德齐名。阿波罗尼奥斯常和欧几里 得、阿基米德合称为亚历山大前期三大 数学家时间约当 公元前 300 年到前 200 年,这是希腊数 学的全盛时期或 “黄金时代” 阿波罗尼奥生于小亚细亚南岸的佩尔加。他的著作圆锥曲线论是古代世界光辉的科学成果,它将 圆锥曲线的性质网罗殆 尽,几乎使后人没有插足的余地。 圆锥曲线论是一部经典巨著,它可 以说是代表了希腊几何的最高水平,自此以后,希腊几何便没有实质性的进 步。直到 17 世纪的 B.帕斯卡和 R.笛卡儿才有新的突破 圆锥曲线论是一部经典巨著,它可以说是代表了希腊几何的最高水 平,自此以后,希腊几何便没有实质性的进步。直到17 世纪的 B.帕斯卡 和 R.笛卡儿才有新的突破 。圆锥曲线论 共 8 卷, 前 4 卷的希腊文本 和其次 3 卷的阿拉伯文本保存了下来,最后一卷遗失。此书集前人之大成, 且提出很多新的性质。他推广了梅内克缪斯(公元前4 世纪,最早系统研 究圆锥曲线的希腊数学家)的方法,证明三种圆锥曲线都可以由同一个圆锥 体截取而得,并给出抛物线、椭圆、双曲线、正焦弦等名称。书中已有坐标 制思想。他以圆锥体底面直径作为横坐标,过顶点的垂线作为纵坐标,这给 后世坐标几何的建立以很大的启发。他在解释 太阳系内 5 大行星的运动时,提出了本轮均轮偏心模型,为托勒密的 地心说提供了工具。秦秦九九韶韶秦九韶(12021261),字道古,我国古代杰出的数学家。 安岳人。秦九韶与李冶、杨辉、朱世杰并称宋元数学四大家 。其父秦季栖,进士出身, 官至上部郎中、秘书少监。 秦九韶聪敏勤学。宋绍定四年( 1231),秦九 韶考中进士,先后担任县尉、通判、参议官、州守、同农、寺丞等职。先后 在湖北、安徽、江苏、浙江等地做官, 1261 年左右被贬至梅州(今广东梅 县),不久死于任所。他在政务之余,对数学进行虔心钻研,并广泛搜集历 学、数学、星象、音律、营造等资料,进行分析、研究。 宋淳祜四至七 年(1244 至 1247),他在为母亲守孝时,把长期积累的数学知识和研究所 得加以编辑,写成了闻名的巨著 数书九章,并创造了 “大衍求一术 ”。 这不仅在当时处于世界领先地位,在近代数学和现代电子计算设计中,也起 到了重要作用,被称为 “中国剩余定理 ”。他所论的 “正负开方术 ”,被 称为“秦九韶程序”。现在,世界各国从小学、中学到大学的数学课程,几 乎都接触到他的定理、定律和解题原则。秦九韶在数学方面的研究成果,比 英国数学家取得的成果要早 800 多年。 秦九韶的数书九章是一部划时代的巨著 。秦九韶潜心 研究数学多年, 在湖州守孝三年,所写成的世界数学名著 数学九章,癸辛杂识续集 称作数学大略, 永乐大典称作数学九章。全书九章十八卷, 九章九类:“大衍类”、“天时类”、“田域类”、“测望类”、“赋役类”、 “钱谷类”、“营建类”、“军旅类”、“市物 类”,每类 9 题(9 问)共计 81 题(81 问),该书内容丰富至极,上至天 文、星象、历律、测候,下至河道、水利、建筑、运输,各种几何图形和体 积,钱谷、赋役、市场、牙厘的计算和互易。许多计算方法和经验常数直到 现在仍有很高的参考价值和实践意义,被誉为 “算中宝典”。该书著述方 式,大多由“问曰”、“答曰”、“术曰”、“草曰”四部分组成: “问 曰”,是从实际生活中提出问题; “答曰”,给出答案; “术曰”,阐述 解题原理与步骤; “草曰”,给出详细的解题过程。此书已为国内外科学史 界公认的一部世界数学名著。此书不仅代表着当时中国数学的先进水平,也 标志着中世纪世界数学的最高水平。我国 数学史家梁宗巨评价道: “秦九 韶的数书九章(1247 年)是一部划时代的巨著,内容丰富,精湛绝伦。 特别是大衍求一术( 不定方程的中国独特解法)及高次 代数方程的数值解 法,在世界数学史上占有崇高的地位。那时欧洲漫长的黑夜犹未结束,中国 人的创造却像旭日一般在东方发出万丈光芒。 ”秦九韶的“大衍求一术”,领先卡尔 弗里德里希 高斯 554 年,被康托 尔称为“最幸运的天才 ” 。秦九韶所发明的 “大衍求一术 ”,即现代数论 中一次同余式组解法,是
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