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圆周率314是怎么得来的(314圆周率日:π究竟牛B在哪里?)

时间: 2023-03-21 13:02:37

圆周率314是怎么得来的

早在2000多年前的西汉初年,在我国最古老的数学著作《周髀算经》里,就已经有了周三径一的记载。西汉末年,刘歆提出把圆周率定为3、1547。到了东汉,张衡提出把圆周率定为3、1622。但是,这两种建议都因为缺乏科学依据而很少有人采用。一直到了公元263年,三国时期魏国的刘徽创立了割圆术,才使圆周率的计算走上了科学的道路。又过了大约200年,到了南朝的时候,祖冲之更是把割圆术推进到圆的内接12288边形,算出圆周率应该在3、1415926到3、1415927之间,开创了一项世界纪录,比欧洲早了一千多年。

314圆周率日:π究竟牛B在哪里?

今天是3月14日。而圆周率π就约等于3.14,因此这一天被设为了圆周率日。世界各地的数学家和数学爱好者们欢聚一堂,歌颂赞美这个数学世界中的奇迹。

大家或许会好奇,π究竟哪点吸引人了,能够让数学家们对它痴迷到如此地步?其实,π本身的存在就是一个奇迹:不管一个圆有多大,它的周长和直径之比总是一个固定的数,它就是3.141592653589793…,是一个无限不循环小数。我们把这个数就叫做圆周率,用希腊字母π来表示。在几何问题中,圆周率扮演着非常重要的角色;然而更神奇的是,它也驰骋于几何以外的其它数学领域。

布丰投针实验

在地板上画一系列间距为2厘米的平行线,然后把一根长度为1厘米的针扔在地板上。那么,这根针与地板上的线条相交的概率是多少呢?1733年,法国博物学家布丰(Comte de Buffon)第一次提出了这个问题。1777年,布丰自己解决了这个问题——这个概率值是1/π。

这个问题可以用微积分直接求解,也能利用期望值的性质得到一个异常精妙的解答。即使我们现在已经能轻易求出它的答案,结论依然相当令人吃惊——在这个概率问题上,竟然也有π的踪影。有人甚至利用投针法,求出过π的近似值来。

斯特林近似公式

我们把从1开始一直连乘到n的结果称作“n的阶乘”,在数学中用n!来表示。也就是说:

1733年,数学家亚伯拉罕?棣莫弗(Abraham de Moivre)发现,当n很大的时候,有:

其中c是某个固定常数。不过棣莫弗本人并没有求出这个常数的准确值。几年后,数学家詹姆斯?斯特林(James Stirling)指出,这个常数c等于2π的平方根。也就是说:

这个公式就被称作斯特林近似公式。

伽马函数

阶乘运算本来是定义在正整数上的,但我们可以很自然地把它扩展到所有的正数上——只需要寻找一条经过所有形如(n, n!)的整格点的曲线就可以了。由此定义出来的函数就叫做伽马函数,用希腊字母Г来表示。好了,神奇的事情出现了。我们有这样一个结论:

π再次出现在了与几何毫无关系的场合中!

平方数的倒数和的极限

1的平方分之一,加上2的平方分之一,加上3的平方分之一,这样一直加下去,结果会怎样呢?这是一个非常吸引人的问题。

从上表中可以看到,越往后加,得数变化幅度就越小。可以预料,如果无穷地加下去,得数将会无限接近于某一个固定的数。这个数是多少呢?

1735年,大数学家欧拉(Euler)非常漂亮地解决了这一问题。神奇的是,这个问题的答案里竟然包含有π:


两个整数互质的概率

如果两个整数的最大公约数为1,我们就说这两个数是互质的。例如,9和14就是互质的,除了1以外它们没有其它的公共约数;9和15就不互质,因为它们有公共的约数3。可以证明这样一个令人吃惊的结论:任取两个整数,它们互质的概率是6/π2,恰好是上面一个问题的答案的倒数。在一个纯数论领域的问题中出现了圆周率,无疑给小小的希腊字母π更添加了几分神秘。

欧拉恒等式

这是整个数学领域中最伟大,最神奇的公式:

这个公式用加法、乘法、乘方这三个最基础的运算,把数学中最神奇的三个常数(圆周率π、自然底数e、虚数单位i)以及最根本的两个数(0和1)联系在了一起,没有任何杂质,没有任何冗余,漂亮到了令人敬畏的地步。这个等式也是由大数学家欧拉发现的,它就是传说中的欧拉恒等式(Euler’s identity)。《数学情报》杂志(The Mathematical Intelligencer)曾举办过一次读者投票活动,欧拉恒等式被评选为“史上最美的公式”。

然而,这些也都只是数学这个奇妙大世界的其中一角罢了。

(作者:matrix67)

圆周率是怎么算出来的,

圆周率是用圆的周长除以它的直径计算出来的。“圆周率”即圆的周长与其直径之间的比率。
1、圆周率是一个超越数,它不但是无理数,而且比无理数还要无理。无理数有一个特点,就是小数部分是无限的,而且是不循环的。比如0.9的循环小数,这个虽然无限,但是重复的。而圆周率则是无限,而且数字不会重复,因此圆周率看起来非常长的一串数字。
2、阿基米德是最早得出圆周率大约等于3.14的人。传说在他临死时被罗马士兵逼到一个海滩,还在海滩上计算圆周率,并且对士兵说:“你先不要杀我,我不能给后世留下一个不完善的几何问题。”阿基米德计算圆周率的方法是双侧逼近:使用圆的内接正多边形和外切正多边形的周长来近似圆的周长。正多边形的边数越多,多边形周长就越接近圆的边长。
3、以前的人计算圆周率,是要探究圆周率是否循环小数。自从1761年Lambert证明了圆周率是无理数,1882年Lindemann证明了圆周率是超越数后,圆周率的神秘面纱就被揭开了。现在的人计算圆周率,多数是为了验证计算机的计算能力,还有,就是为了兴趣。

圆周率怎么计算?

圆周率是根据点在圆的周长c的数量为6+2√3和点在对应直径d的数量为3的比计算出来的比值3.1547005383...。(而3.1415926...是根据正n边形的周长(随着n的无穷大)与对角线一一对应的比计算出来的正n边率,正n边率3.1415926...不等于圆周率3.1547005383...。

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