Der Mathematische Monatskalender: Zu Chongzhi (429–500): Fasziniert von Kreisen Der chinesische Mathematiker Zu Chongzhi berechnete die Kreiszahl π auf sieben Dezimalstellen genau und leitete zusammen mit seinem Sohn eine Formel für das Volumen der Kugel her. © iStock / Laszlo Sovany (Ausschnitt) Als besondere Leistung des chinesischen Mathematikers Zu Chongzhi gilt die Bestimmung der Kreiszahl \(\pi\) mit einer Genauigkeit von sieben Dezimalstellen. Diese Genauigkeit wird erst im 15. Jahrhundert, also fast 1000 Jahre später, durch den letzten großen Mathematiker des islamischen Mittelalters, al Kashi, übertroffen und Ende des 16. Jahrhunderts in Europa durch Ludolph van Ceulen. Mach mit Mathematik | öbv Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co. KG, Wien. Ab 1670 dann stehen mit der Entwicklung der Differentialrechnung durch Newton und Leibniz völlig andere Berechnungsmethoden zur Verfügung. Zu Chongzhi ist als Beamter am chinesischen Hof tätig – wie sein Großvater und sein Vater, die ihr astronomisches Wissen und ihre mathematischen Kenntnisse und Fertigkeiten an ihn weitergeben.
Alles was man mit Lineal und Zirkel zeichnen kann, ist man auch in der Lage mit endlichen vielen Additionen, Subtraktionen, Multiplikationen, Divisionen und Quadratwurzeln zu berechnen. Die Längen, die sich durch dieses Vorgehen konstruieren beziehungsweise berechnen lassen, gehören zu den algebraischen Zahlen. Zu Chongzhi (429 – 500) - Spektrum der Wissenschaft. Zahlen, die der Konstruktion mit Lineal und Zirkel nicht zugänglich sind, werden dagegen transzendent genannt. Das Problem der Quadratur des Kreises wurde nun zu einem anderen Problem: Ist die Zahl π (also das Verhältnis von Umfang zu Durchmesser eines Kreises) algebraisch oder transzendent? Um diese Frage zu beantworten, entwickelte von Lindemann den nach ihm benannten Satz und konnte damit beweisen, dass π transzendent ist. Dazu nutzte er die berühmte "eulersche Identität", laut der e πi + 1 = 0 sein muss. Setzt man allerdings im Satz von Lindemann-Weierstraß β 1 =β 2 =1, α 2 = 0 und nimmt an, dass π eine algebraische Zahl ist, so dass man α 1 = πi setzen kann, dann folgt daraus ein Widerspruch.
Der Mathematische Monatskalender: Pappos von Alexandria (um 320) Sein Hauptwerk "Synagoge" ("Sammlung") stellt den gelungenen Versuch dar, die klassische Geometrie der Griechen wieder zu beleben. © public domain (Ausschnitt) Pappos von Alexandria gilt als der letzte der großen griechischen Geometer. Über sein Leben weiß man fast nichts – noch nicht einmal, wann er genau gelebt hat. Der einzige historische Verknüpfungspunkt ist ein von ihm verfasster Kommentar zu einer Sonnenfinsternis, die er selbst in Alexandria beobachtete, und die man durch eine kürzlich durchgeführte Berechnung auf Oktober 320 terminieren kann. Bekannt ist, dass er in Alexandria lebte und dort eine "Schule" (Akademie) leitete. Sein Hauptwerk trägt den Titel Synagoge (Sammlung) und bestand aus acht Büchern. Es stellt den gelungenen Versuch dar, die klassische Geometrie der Griechen wieder zu beleben. Kreis umfang und flächeninhalt pdf video. Dabei ging es Pappos offensichtlich nicht darum, die Bücher der "Alten" zu ersetzen, sondern die Bedeutung dieser Bücher (die damals wohl noch alle existierten) wieder ins Bewusstsein zu bringen und um Einsichten zu ergänzen, die nachträglich von anderen Gelehrten hinzugefügt worden waren.
Die Sammlung enthält auch einige Hinweise auf Schriften von Autoren, von deren Existenz wir sonst möglicherweise nichts erfahren hätten. Die erste Übersetzung der Synagoge ins Lateinische erfolgte 1589 durch Federico Commandino, aber es dauerte dann noch einmal einige Jahrzehnte, bis René Descartes, Pierre de Fermat und Isaac Newton die Bedeutung des Werks erkannten und zur Grundlage ihrer eigenen Forschungen machten. Kreis umfang und flächeninhalt pdf version. Buch I über Arithmetik ging vollständig verloren, von Buch II ist nur ein Teil vorhanden (das Fragment wurde 1688 von John Wallis in der Savilian Library in Oxford entdeckt). Es beschäftigt sich mit einem Problem der Unterhaltungsmathematik: Im antiken Griechenland wurden Ziffern durch Buchstaben dargestellt, unter anderem in der milesischen Notation, vergleiche Tabelle. Das Produkt der Zahlwerte der einzelnen Buchstaben eines Textes kann dabei leicht sehr große Werte annehmen, wie Apollonius in einer nicht überlieferten Abhandlung untersucht hatte. © Heinz Klaus Strick (Ausschnitt) Buch III besteht aus vier Teilen.
Im alten China ist man der Ansicht, dass das Recht des Kaisers zu herrschen diesem vom Himmel gegeben werden muss – als Beweis für die himmlische Beauftragung gilt es, wenn ein Herrscher einen neuen Kalender einführt. Freistetters Formelwelt: Die (un)mögliche Quadratur des Kreises - Spektrum der Wissenschaft. In seiner Funktion als hoher Regierungsbeamter bemüht sich Zu Chongzhi in diesem Sinne darum, einen Kalender zu entwickeln, der besser als der bisher verwendete dem Sonnen- und Mondzyklus entspricht. Der zu dieser Zeit gültige Kalender hat einen 19-Jahres-Zyklus mit 235 Monaten (die Monate haben 29 oder 30 Tage; ein chinesischer Monat umfasst die Zeit von Neumond zu Neumond) – 12 Jahre mit zwölf Monaten und 7 Jahre mit einem dreizehnten Monat. Aufgrund seiner präzisen astronomischen Beobachtungen kommt er zum Ergebnis, dass ein Kalender mit einem Zyklus von 391 Jahren mit insgesamt 4836 Monaten, davon 144 Jahre mit 13 Monaten, besser den »himmlischen« Gegebenheiten entspricht – die durchschnittliche Jahreslänge wäre bei dem von ihm vorgeschlagenen Zyklus nur mit einem Fehler von 50 Sekunden gegenüber der wahren Länge eines tropischen Jahres behaftet gewesen.