8.1 为什么“祖率”是一项了不起的成就

为什么是一项了不起的成就?

提起中国古代数学的成就,都会想起南北朝时期的祖冲之。他是世界上第一个把圆周率π的值准确计算到小数点后第七位的人,他不仅算出:3.1415926<π<3.1415927,还提出:用作为π的近似分数。祖冲之把称为“约率”,把称为“密率”。

但是,妙在什么地方呢?

精确固然好,但不用也能精确。祖冲之既然知道π的8位有效数字,为什么不用以下分数

作为π的近似值呢?误差不超过0.000000005,岂不更好?

但这个分数的分母、分子是九位数,比113和355大得多,不便写、不便记、不便用。我们希望近似分数要精确,同时分子、分母又要小。要比的话,就要给分子、分母定界限,这样比,的好处就显出来了。

人们发现,分母不超过113的分数中,和π最接近的就是。所以是更接近π的一个“最佳近似分数”。

更妙的是,即使允许分母是任意一个三位数,甚至任意一个四位数,仍然找不到比更接近π的分数。

事实上,在所有分母不超过16500的分数中,要问谁最接近π,只有是当之无愧的冠军!祖冲之的“密率”之妙,实在令人叹服!

更接近π的分数中,分母最小的是:

它比略强一点,但分母大了上百倍。顺便提一句,是很容易记住的:把113355一分为二,便是它的分子与分母。

祖冲之是用什么办法把π算到小数点后第七位的?又是怎样找到既精确又方便的近似分数的?这些问题到现在仍是一个谜。