张衡研究了什么-张衡为数学做出了哪些贡献?
张衡为数学做出了哪些贡献
张衡在数学方面的成就也是惊为天人的。
他还是世界上最早研究过立方体及体积的人,最早建立起圆周率值的人之一。
《后汉书"张衡传》中提到,张衡写过一部书叫《算罔论》。此书至迟到唐代已经失传,以至唐代的章怀太子李贤怀疑张衡没写过这部书,而是因为《灵宪》是网络天地而算之,故称《灵宪算罔论》。
从《九章算术"少广》章第二十四题的刘徽注文中得知有所谓“张衡算”,因此,张衡写过一部数学著作是应该肯定的。
从刘徽的这篇注文中可以知道,张衡给立方体定名为质,给球体定名为浑。
他研究过球的外切立方体积和内接立方体积,研究过球的体积,其中还定圆周率值为10的开方,这个值比较粗略,但却是我国第一个理论求得π的值。
另外,如果按照钱宝琮先生对《灵宪》的校勘:“(日月)其径当天周七百三十分之一,地广二百三十二分之一”,则当时π值等于730/232=3.1466,较10的开方有精密了。
张衡发明了什么
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。
求无理数π的近似值,我国古代数学家早已作出了巨大的贡献,在东汉初年的数学书《周髀算经》里已经载有“周三径一”,称之为“古率”,就是说,直径是1的圆,它的周长是3。
到了西汉末年,刘歆(约分元前50年到公元23年)定圆周率为3。1547,到了东汉时代,张衡(公元78-139年)求得两个比,一是92 29=3。17241…,另一个是10,约等于3。1622。(印度数学家罗笈多也曾定圆周率为10,但已迟于张衡500多年。
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到了三国时,魏人刘徽(公元263年)创立了求圆周率的准确值的原理,他用割圆术求得圆周率的前三位数字是π≈3。14…,称为徽率。
到南北朝时代的祖冲之(公元429年—500年),他已推算出
3。1415926<π<3。1415927。
也就是π≈3。1415926…,他是世界上第一个确定圆周率准确到7位小数的人。祖冲之又提出了用两个分数表示π的近似值。即22 7及355 113,分别称为π的约率和密度。
在祖冲之发现密率一千多年后,欧洲的安托尼兹(16世纪~17世纪)才重新发现了这个值。
张衡有几个突出贡献
张衡在天文学方面著有《灵宪》《浑仪图注》等;数学著作有《算罔论》;文学作品以《二京赋》《归田赋》等为代表,与司马相如、扬雄、班固并称“汉赋四大家”。《隋书·经籍志》有《张衡集》14卷,已经散佚。明代学者张溥辑有《张河间集》。
张衡为中国天文学、机械技术、地震学的发展作出了杰出的贡献,发明了浑天仪、地动仪,是东汉中期浑天说的代表人物之一,后人誉为“木圣”[2](科圣),由于他的贡献突出,联合国天文组织将月球背面的一个环形山命名为“张衡环形山”,太阳系中的1802号小行星命名为“张衡星”。后人为纪念张衡,在南阳修建了张衡博物馆。