圆周率怎么算出来的？

每一个圆的圆周长大约是直径的三倍, 我们把这个「大约三倍」叫做「圆周率」，为了计算方便, 在计算时我们可以把圆周率当成3来算。
无论是大圆还是小圆, 只要是圆, 每个圆的圆周长都大概是直径长的三倍，换句话说，「圆周率＝圆周长÷直径长」, 而且这个答案无论是大圆或者是小圆都一样。我们的祖先很早就发现了这件奇妙的事, 而且从古到今, 有许多的科学家一直不断地努力想找出「圆周率」到底确切的数字是多少。们找到了吗？可以说找到了, 也可以说还没找到, 因为「圆周长÷直径长」的答案，到目前为止, 仍然是一个永远除不尽的无穷小数。
圆周率最早的记录，是出自公元前一六五0年，一位名叫亚米斯(Ahmes)的埃及抄写员，他记录了当时一位名叫赖因德古本的人，他以「化圆为方」的方法算出圆周率的值为, 约3.16049......
所谓的「化圆为方」是一个古老的数学问题，简单的说就是想办法画出一个和某个圆有著相同面积的正方形。古人会沉迷在这样的问题是有原因的：对古人来说，圆是自然界神秘力量的象徵。太阳、月亮是圆的，推动时最省力的物体形状是圆形；而正方形正好是我们人类用来计算、切割最基础的一种形状，代表著人类有限的能力，如果能够找一个方法画出和圆等面积的正方形，似乎也代表著以人力征服自然。这个看似简单的问题，一直到21世纪的今天，却仍然没有解答。
公元前3世纪，著名的希腊科学家阿基米德(就是那位从浴缸中跳出，并大喊：「我找到了！」，然后裸体跑去找国王的人)，以圆内接96边形计算出圆周率大概是3.141……左右。这里要大概说明一下古人是怎麼算圆周率的。
如果大家认真算过课本和习作的题目，你会发现其实要准确的量出一个圆的直径并不容易，想要准确的量出一个圆的圆周长，更是难上加难，因此古人在计算「圆周长 ÷直径长」时，并不是真的去量某一个圆的直径和圆周长，而是以下图的方式算出圆周长。古人是在圆里面画一个圆内接正多边形，由下图你可以发现，红色的多边形的边数愈多，画出来的多边形便愈是接近圆形，古人便是利用这种方法，准确地以「数学方法」算出多边形的周长，然后再来和直径相除得到圆周率。这里要特别强调的是「多边形的周长」是用数学方法算出来的，不是用尺去量出来的，至於那是什麼样的数学方法，就等著各位自己去研究喽！依照这种方法，公元五世纪时中国人祖冲之以圆内接24576边形计算出圆周率约为=3.1415929……，和目前公认的圆周率相比，它的误差还不到八亿分之一。这个圆周率是当时全世界最准的圆周率，而这个记录，一直到一千年以后，才被法国的律师兼业余数学家韦达所打破。(你可以按这里参考关於圆周率的历史)
当然之后由於电脑的发明，人类得以在计算上求得速度和准确度的突破，但是即使电脑再强大，「圆周长 ÷直径长」仍然是一个连电脑也算不完的无穷小数。圆周率算得完吗？大概是不可能算得完了，因为早有科学家证明「圆周率」是一个「无理数」，至於之前谈到的「画圆为方」的问题，恐怕也是无解了，因为更有科学家证明「圆周率」还是个「超越数」。
圆周率是一个极其驰名的数。从有文字记载的历史开始，这个数就引进了外行人和学者们的兴趣。作为一个非常重要的常数，圆周率最早是出于解决有关圆的计算问题。仅凭这一点，求出它的尽量准确的近似值，就是一个极其迫切的问题了。事实也是如此，几千年来作为数学家们的奋斗目标，古今中外一代一代的数学家为此献出了自己的智慧和劳动。回顾历史，人类对 π 的认识过程，反映了数学和计算技术发展情形的一个侧面。 π 的研究，在一定程度上反映这个地区或时代的数学水平。德国数学史家康托说：“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水平的指标。”直到19世纪初，求圆周率的值应该说是数学中的头号难题。为求得圆周率的值，人类走过了漫长而曲折的道路，它的历史是饶有趣味的。我们可以将这一计算历程分为几个阶段。 实验时期 通过实验对 π 值进行估算，这是计算 π 的的第一阶段。这种对 π 值的估算基本上都是以观察或实验为根据，是基于对一个圆的周长和直径的实际测量而得出的。在古代世界，实际上长期使用 π ＝3这个数值。最早见于文字记载的有基督教《圣经》中的章节，其上取圆周率为3。这一段描述的事大约发生在公元前950年前后。其他如巴比伦、印度、中国等也长期使用3这个粗略而简单实用的数值。在我国刘徽之前“圆径一而周三”曾广泛流传。我国第一部《周髀算经》中，就记载有圆“周三径一”这一结论。在我国，木工师傅有两句从古流传下来的口诀：叫做：“周三径一，方五斜七”，意思是说，直径为1的圆，周长大约是3，边长为5的正方形，对角线之长约为7。这正反映了早期人们对圆周率 π 和√2 这两个无理数的粗略估计。东汉时期官方还明文规定圆周率取3为计算面积的标准。后人称之为“古率”。 早期的人们还使用了其它的粗糙方法。如古埃及、古希腊人曾用谷粒摆在圆形上，以数粒数与方形对比的方法取得数值。或用匀重木板锯成圆形和方形以秤量对比取值……由此，得到圆周率的稍好些的值。如古埃及人应用了约四千年的 4 (8/9)2 = 3.1605。在印度，公元前六世纪，曾取 π= √10 = 3.162。在我国东、西汉之交，新朝王莽令刘歆制造量的容器――律嘉量斛。刘歆在制造标准容器的过程中就需要用到圆周率的值。为此，他大约也是通过做实验，得到一些关于圆周率的并不划一的近似值。现在根据铭文推算，其计算值分别取为3.1547，3.1992，3.1498，3.2031比径一周三的古率已有所进步。人类的这种探索的结果，当主要估计圆田面积时，对生产没有太大影响，但以此来制造器皿或其它计算就不合适了。

圆的周长与直径之比是一个常数，人们称之为圆周率。通常用希腊字母π 来表示。1706年，英国人琼斯首次创用π 代表圆周率。他的符号并未立刻被采用，以后，欧拉予以提倡，才渐渐推广开来。现在π 已成为圆周率的专用符号， π的研究，在一定程度上反映这个地区或时代的数学水平，它的历史是饶有趣味的。 在古代，实际上长期使用 π＝3这个数值，巴比伦、印度、中国都是如此。到公元前2世纪，中国的《周髀算经》里已有周三径一的记载。东汉的数学家又将 π值改为 （约为3.16）。直正使圆周率计算建立在科学的基础上，首先应归功于阿基米德。他专门写了一篇论文《圆的度量》，用几何方法证明了圆周率与圆直径之比小于22/7而大于223/71 。这是第一次在科学中创用上、下界来确定近似值。第一次用正确方法计算π 值的，是魏晋时期的刘徽，在公元263年，他首创了用圆的内接正多边形的面积来逼近圆面积的方法，算得π 值为3.14。我国称这种方法为割圆术。直到1200年后，西方人才找到了类似的方法。后人为纪念刘徽的贡献，将3.14称为徽率。 公元460年，南朝的祖冲之利用刘徽的割圆术，把π 值算到小点后第七位3.1415926，这个具有七位小数的圆周率在当时是世界首次。祖冲之还找到了两个分数：22/7 和355/113 ，用分数来代替π ，极大地简化了计算，这种思想比西方也早一千多年。 祖冲之的圆周率，保持了一千多年的世界记录。终于在1596年，由荷兰数学家卢道夫打破了。他把π 值推到小数点后第15位小数，最后推到第35位。为了纪念他这项成就，人们在他1610年去世后的墓碑上，刻上：3.14159265358979323846264338327950288这个数，从此也把它称为卢道夫数。 之后，西方数学家计算 π的工作，有了飞速的进展。1948年1月，费格森与雷思奇合作，算出808位小数的π 值。电子计算机问世后， π的人工计算宣告结束。20世纪50年代，人们借助计算机算得了10万位小数的 π，70年代又突破这个记录，算到了150万位。到90年代初，用新的计算方法，算到的π 值已到4.8亿位。π 的计算经历了几千年的历史，它的每一次重大进步，都标志着技术和算法的革新。
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圆周率并不是祖冲之发现的,他之前,刘徽就就计算过圆周率. 作为数学家,研究计算圆周率应该是他们的专业方向之一. 我国古代数学家对圆周率方面的研究工作，成绩是突出的。早在三国时期，著名数学家刘徽就用割圆术将圆周率精确到小数点后3位，南北朝时期的祖冲之在刘徽研究的基础上，将圆周率精确到了小数点后7位，这一成就比欧洲人要早一千多年。 祖冲之是和他儿子一起从事这项研究工作的，当时条件很差。他们在一间大屋的地上画了一个直径1丈的大圆。从内接正6边形开始计算，12边形，24边形，48边形的翻翻，一直算到96边形，计算的结果和刘徽的一样。接着，内接边数再逐次翻翻，边数每翻一次，要进行7次加减运算，2次乘方，2次开方，运算的数字都很大，很复杂，在当时的条件下，是十分困难的。祖冲之父子一直把边形算到24576边，得出了圆周率在3·1415926和3·1415927之间，精确到了小数点后7位。其近似分数是 355/113，被称为"密率"。德国数学家奥托在1573年重新得出这个近似分数。当时，欧洲人还不知道在一千多年之前祖冲之就己经算出来了。后来荷兰人安托尼兹也算出这个近似分数，于是欧洲人就把这个称为"密率"的近似分数叫着"安托尼兹率"。日本数学家认为应该恢复其本来面目，肯定祖冲之在圆周率方面研究的贡献，改称"祖率"才对。

我们日常常用的圆周率π，你知道是怎么来的吗？你知道3月14日在国际上是什么日子吗？今天吕老师带大家一探究竟。