化圓為方問題的完整敘述是:給定一個圓,是否能夠通過以上說明的五種基本步驟,於有限次內作出一個正方形,使得它的麵積等於圓的麵積。
如果將圓的半徑定為單位長度,則化圓為方問題的實質是作出長度π的開方為單位長度倍的線段。
公元前5世紀,古希臘哲學家阿那克薩哥拉因為發現太陽是個大火球,而不是阿波羅神,犯有“褻瀆神靈罪”而被投入監獄。在法庭上,阿那克薩哥拉申訴道:“哪有什麽太陽神阿波羅啊!那個光耀奪目的大球,隻不過是一塊火熱的石頭,大概有伯羅奔尼撒半島那麽大;再說,那個夜晚發出清光,晶瑩透亮象一麵大鏡子的月亮,它本身並不發光,全是靠了太陽的照射,它才有了光亮。”結果他被判處死刑。
在等待執行的日子了,夜晚,阿那克薩哥拉睡不著。圓圓的月亮透過正方形的鐵窗照進牢房,他對方鐵窗和圓月亮產生了興趣。他不斷變換觀察的位置,一會兒看見圓比正方形大,一會兒看見正方形比圓大。最後他說:“好了,就算兩個圖形麵積一樣大好了。”
阿那克薩哥拉把“求作一個正方形,使它的麵積等於已知的圓麵積”作為一個尺規作圖問題來研究。起初他認為這個問題很容易解決,誰料想他把所有的時間都用上,也一無所獲。
經過好朋友、政治家伯裏克利的多方營救,阿那克薩哥拉獲釋出獄。
他把自己在監獄中想到的問題公布出來,許多數學家對這個問題很感興趣,都想解決,可是一個也沒有成功。這就是著名的“化圓為方”問題。
化圓為方是古希臘尺規作圖問題之一,即:求一正方形,其麵積等於一給定圓的麵積。由π為超越數可知,該問題僅用直尺和圓規是無法完成的。但若放寬限製,這一問題可以通過特殊的曲線來完成。如西皮阿斯的割圓曲線,阿基米德的螺線等。
二千年間,盡管對化圓為方問題上的研究沒有成功,但卻發現了一些特殊曲線。希臘安提豐(公元前430)為解決此問題而提出的「窮竭法」,是近代極限論的雛形。大意是指先作圓內接正方形(或正6邊形),然後每次將邊數加倍,得內接8、16、32、…邊形,他相信「最後」的正多邊形必與圓周重合,這樣就可以化圓為方了。雖然結論是錯誤的,但卻提供了求圓麵積的近似方法,成為阿基米德計算圓周率方法的先導,與中國劉徽的割圓術不謀而合,對窮竭法等科學方法的建立產生直接影響。
現已證明,在尺規作圖的條件下,此題無解。
如果將圓的半徑定為單位長度,則化圓為方問題的實質是作出長度π的開方為單位長度倍的線段。
公元前5世紀,古希臘哲學家阿那克薩哥拉因為發現太陽是個大火球,而不是阿波羅神,犯有“褻瀆神靈罪”而被投入監獄。在法庭上,阿那克薩哥拉申訴道:“哪有什麽太陽神阿波羅啊!那個光耀奪目的大球,隻不過是一塊火熱的石頭,大概有伯羅奔尼撒半島那麽大;再說,那個夜晚發出清光,晶瑩透亮象一麵大鏡子的月亮,它本身並不發光,全是靠了太陽的照射,它才有了光亮。”結果他被判處死刑。
在等待執行的日子了,夜晚,阿那克薩哥拉睡不著。圓圓的月亮透過正方形的鐵窗照進牢房,他對方鐵窗和圓月亮產生了興趣。他不斷變換觀察的位置,一會兒看見圓比正方形大,一會兒看見正方形比圓大。最後他說:“好了,就算兩個圖形麵積一樣大好了。”
阿那克薩哥拉把“求作一個正方形,使它的麵積等於已知的圓麵積”作為一個尺規作圖問題來研究。起初他認為這個問題很容易解決,誰料想他把所有的時間都用上,也一無所獲。
經過好朋友、政治家伯裏克利的多方營救,阿那克薩哥拉獲釋出獄。
他把自己在監獄中想到的問題公布出來,許多數學家對這個問題很感興趣,都想解決,可是一個也沒有成功。這就是著名的“化圓為方”問題。
化圓為方是古希臘尺規作圖問題之一,即:求一正方形,其麵積等於一給定圓的麵積。由π為超越數可知,該問題僅用直尺和圓規是無法完成的。但若放寬限製,這一問題可以通過特殊的曲線來完成。如西皮阿斯的割圓曲線,阿基米德的螺線等。
二千年間,盡管對化圓為方問題上的研究沒有成功,但卻發現了一些特殊曲線。希臘安提豐(公元前430)為解決此問題而提出的「窮竭法」,是近代極限論的雛形。大意是指先作圓內接正方形(或正6邊形),然後每次將邊數加倍,得內接8、16、32、…邊形,他相信「最後」的正多邊形必與圓周重合,這樣就可以化圓為方了。雖然結論是錯誤的,但卻提供了求圓麵積的近似方法,成為阿基米德計算圓周率方法的先導,與中國劉徽的割圓術不謀而合,對窮竭法等科學方法的建立產生直接影響。
現已證明,在尺規作圖的條件下,此題無解。