祖冲之在数学上的杰出成就，是关于圆周率的计算。秦汉以前，人们以^径一周三^做为圆周率，这就是^古率^。后来发现古率误差太大，圆周率应是^圆径一而周三有余^，不过究竟余多少，意见不一。直到三国时期，刘徽提出了计算圆周率的科学方法——^割圆术^，用圆内接正多边形的周长来逼近圆周长。刘徽计算到圆内接96边形，求得π=，并指出，内接正多边形的边数越多，所求得的π值越精确。祖冲之在前人成就的基础上，经过刻苦钻研，反复演算，求出π在与之间，并得出了π分数形式的近似值，取为约率，取为密率，其中取六位小数是，它是分子分母在1000以内最接近π值的分数。祖冲之究竟用什么方法得出这一结果，现在无从考查。若设想他按刘徽的^割圆术^方法去求的话，就要计算到圆内接16，384边形，这需要化费多少时间和付出多么巨大的劳动啊！由此可见他在治学上的顽强毅力和聪敏才智是令人钦佩的。祖冲之计算得出的密率，外国数学家获得同样结果，已是一千多年以后的事了。为了纪念祖冲之的杰出贡献，有些外国数学史家建议把π=叫做^祖率^。
祖冲之博览当时的名家经典，坚持实事求是，他从亲自测量计算的大量资料中对比分析，发现过去历法的严重误差，并勇于改进，在他三十三岁时编制成功了《大明历》，开辟了历法史的新纪元。
祖冲之还与他的儿子祖暅（也是我国著名的数学家）一起，用巧妙的方法解决了球体体积的计算。他们当时采用的一条原理是：^幂势既同，则积不容异。^意即，位于两*行*面之间的两个立体，被任一*行于这两*面的*面所截，如果两个截面的面积恒相等，则这两个立体的体积相等。这一原理，在西文被称为卡瓦列利原理，但这是在祖氏以后一千多年才由卡氏发现的。为了纪念祖氏父子发现这一原理的重大贡献，大家也称这原理为^祖暅原理^。
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