开立圆术

更新时间:2022-05-01 19:49

开立圆术,中国古算法,指已知球体积,求球直径的方法。最早记载于《九章算术》少广章。

最早记载

最早的文字记载见于《九章算术》少广章:“开立圆术曰:置积尺数,以十六乘之,九而一,所得开立方除之,即立圆径。”这一方法相当于给出球体积计算公式(其中d为球的直径)。《九章算术》未给出该公式的由来。

刘徽的解释

刘徽注《九章算术》时,给出了两种解释:

1.由“黄金方寸重十六两,金丸径寸重九两”实测而来。

2.先由截面原理推得正方体与其内切圆柱体的体积之比为4/3,再假定圆柱体与其内切球体的体积之比也是4/3,进而由连比例得到。

刘徽对其第2种解释做了进一步的考察,指出若取π=3,则正方体与其内切圆柱体的体积之比为4/3,但圆柱体与其内切球体的体积之比不是4/3,而是“牟合方盖”—两个正交的等径圆柱体的公共部分—与其内切球体的体积之比为4/3。从而指出这一公式是错误的,并阐明了得到球体积计算公式的正确途径是求出牟合方盖的体积。祖暅考察正方体与其内容牟合方盖之间的关系,并应用以他的名字命名的截面原理,得到牟合方盖与其外接正方体的体积之比为2/3。从而得到正确的球体的体积计算公式为。

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