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关于圆周率的十个令人惊讶的事实

为圆周率日准备的馅饼。所有关于Pi

(WhiteHaven/Shutterstock)

的数学书呆子们今天都在挖一块山核桃派来庆祝他们最具代表性的无理数:Pi。毕竟,3月14日,或3/14,是遵守基本数学常数的最佳时机,其第一位数为3.14。

π,或π,是圆的周长与其直径的比值。因为它是非理性的,所以不能写成分数。相反,它是一个无限长的、不重复的数。

,但这个无理数是如何被发现的,经过几千年的研究,这个数还有什么秘密吗?从这个数字的远古起源到它阴暗的未来,这里有一些关于圆周率最令人惊讶的事实。(KDSPE)记忆PI“KDSPs”“KDSPE”(图像信用:DEMISOS/SuturtSt砧)“KDSPs”的记数最多的PI属于Rajveer Meena,印度韦洛尔,谁背诵70000个小数点PI在2015年3月21日,根据吉尼斯世界纪录。此前,根据吉尼斯世界纪录,2005年,中国的赵璐从记忆中背诵圆周率达到67890位,保持了这一纪录。

非官方纪录保持者是原口昭一,他在2005年录下了自己背诵圆周率小数点后10万位的表演,最近更是突破了11.7万位,《卫报》报道说,

数字发烧友们已经记住了π的许多数字。许多人使用记忆辅助手段,如被称为piphilology的记忆技巧,帮助他们记忆。通常,他们用皮里什语写的诗(每个词中的字母数对应一个π的数字),比如这段节选:

我想怎么喝,当然是酒鬼,经过了大量涉及量子力学的讲座。

现在我倒了,一个疲惫的郊区人在树下流淌,

在欧洲的暮色中飘荡在红色的森林旁。

有一种pi“语言”

(PathDoc/Shutterstock)

文学怪人发明了一种称为Pilish的方言,其中连续单词中的字母数与pi的数字相匹配。例如,迈克·基思(Mike Keith)写的《不醒》(Vinculum出版社,2010年)一书完全是用皮里什语写成的:

现在我倒了,一个疲惫的郊区人在树下流淌,在欧洲的暮色中,沿着火红的森林漂流。

(“现在”有三个字母,“我”有一个字母,“秋天”有四个字母,等等。)

指数增长

(Nageh/Wikimedia Commons)

因为pi是一个无限的数字,根据定义,人类永远不会确定pi的每个位数。然而,自pi首次使用以来,计算的小数位数呈指数增长。巴比伦人认为分数31/8在公元前2000年已经足够好了,而古代中国人和《旧约全书》(国王7:23)的作者似乎非常乐意使用整数3。但是到1665年,艾萨克·牛顿爵士已经计算出π到16位小数。到1719年,法国数学家托马斯·范泰德·拉尼根据《圆周率的历史》(St.Martin出版社,1976)计算出了127位小数。计算机的出现从根本上改善了人类对PI的认识。根据《圆周率的历史》(St.Martin出版社,1976年),1949年至1967年间,巴黎ENIAC计算机上圆周率的已知小数位数从2037猛增至CDC6600上的50万。去年底,瑞士Dectris有限公司的科学家Peter Trueb使用多线程计算机程序在105天的时间里计算出22459157718361位π,该小组称,

手工计算pi

(Fouad A.Saad/Shutterstock)

那些希望使用老式技术计算pi的人可以使用尺子、罐子和一根细绳、量角器和铅笔来完成这项任务。ca的缺点n ... 是,它需要一个实际上是圆的罐子,而精确性受到一个人绕着它的周长绕绳子的程度的限制。类似地,用量角器画一个圆,然后用尺子测量它的直径或半径需要相当多的灵活性和精度。

更精确的选择是使用几何图形。把一个圆分成多个部分(如8片或10片比萨饼)。然后,计算一条直线的长度,这条直线将把切片变成等腰三角形,三角形的两边长度相等。加上所有的边对PI产生粗略的近似。你创建的片段越多,PI的逼近就越精确。“KDSPE”发现PI“KDSPs”“KDSPE”(图像信用:Paul James Cowie /维基媒体共享)“KDSPs”。古巴比伦人知道PI存在于近4000年前。公元前1900年到公元前1680年间的巴比伦石碑计算出圆周率为3.125,而公元前1650年的莱茵数学纸莎草(Rhind Mathematic Papyrus)是埃及著名的数学文献,其值为3.1605。King James Bible(我的国王7:23)给出了一个近似的PK,一个古老的长度单位,对应于从肘部到中指尖的前臂的长度(估计在大约18英寸,或46厘米),根据威斯康星大学绿湾。希腊数学家阿基米德(公元前28—212年)用毕达哥拉斯定理近似π,三角形边的长度与圆圈内外的多边形面积之间的几何关系。“KdSPE”π重写“KDSPs”“KdSPE”(图像信用:Jakob Emanuel Handmann /维基媒体共享)“KDSPs”。用圆周率表示圆周率常数的符号,数学家不得不一口一口地描述数字。在旧的数学书中发现的一个短语是拉丁语短语“quantita in quam cum multipliter diameter,proveniet circuisia”,根据今天的历史,它大致翻译为“当直径乘以它时,产生周长的量。”

这个无理数在瑞士的polymath中迅速成名1737年,欧拉在他的三角学研究中使用了它。但它并没有从欧拉那里得到它简洁的希腊符号名。第一次提到圆周率是在一个鲜为人知的数学家威廉·琼斯的书中,他在1706年的《数学概要》一书中使用了圆周率。根据《圆周率的历史》(St.Martin出版社,1976年)一书,琼斯很可能用圆周率的符号来表示圆的边缘。

圆周率是正常的吗

Pi确实很奇怪,但这正常吗?尽管数学家已经发现了这个无理数的许多奥秘,仍然有一些问题没有得到解答。

数学家仍然不知道π是否属于所谓的正态数,或者所有数字的频率都相同的数,这意味着0到9每个数字都出现10%的时间,根据Trueb的网站pi2e.ch.在2016年11月30日发表的一篇论文中,在预印期刊arXiv中,Trueb计算出,至少基于前2.24万亿位数字,数字0到9的频率表明pi是正常的。当然,考虑到π有无穷多个数字,唯一能证明这一点的 ... 就是创建一个密封的数学证明。到目前为止,科学家们还没有找到这个最著名的无理数的证明,尽管他们已经在其数字的性质和分布上找到了一些界限。

π听起来很神圣

(R.T.Wohlstadter | Shutterstock)

虽然科学家们不知道π是否正常,但他们对π有了更好的理解它的其他特征。18世纪的数学家约翰海因里希兰伯特(Johann Heinrich Lambert)用一个连分式来表示x的切线,证明了pi的非理性。后来,数学家们证明了pi也是超越的。在数学术语中,超越意味着这个数不能是任何有理数系数多项式的解。换句话说,没有有限的寻根公式可以用来用有理数来计算π。

降级π

当许多数学模型被π迷住时,有一个阻力运动在增长。《τ宣言》的作者迈克尔哈特尔(Michael Hartl)先前在接受《生活科学》杂志采访时说,有人认为π是一个导出的量,τ值(等于π的两倍)是一个更直观的无理数。

τ直接将周长与半径联系起来,半径在数学上是一个更重要的值。Tau在三角计算中也更有效,因此Tau/4弧度对应于扫过四分之一圆的角度,例如。

编者注:Tanya Lewis对本 ... 出了贡献。

最初发表在Live Science上。

让Pi方开始

(Michael Wall)

并不总是一个圆周率的日子(当然是充满美味馅饼的日子)。1988年,物理学家拉里·肖(Larry Shaw)在旧金山探险家科学博物馆(Exploratorium science museum)举办了π派对。每年的3月14日(3/14),工作人员和游客们都会举行一次环形 ... (是的,圆形的直径就像圆周率乘以圆周率),每个 ... 都会举行一次圆周率无穷的 ... 。但是直到2009年众议院通过224号决议,皮日才成为全国性的活动。目标?对数学和科学的兴趣增加。让庆祝活动开始吧!”

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