從幼兒園開始,我們就接觸了數學,先從簡單的數字開始,從0到9,它們是數學的基礎。小學我們學習了加減乘除運算,中學接觸了代數和幾何。高等數學涉及到了領域就多了,數論、偏微分方程、拓撲學、概率論,面對這麼多的數學分支,沒有人敢說自己全部掌握了,高斯和歐拉也不行。
從字面意思上來說,數學是關于數字的學問,數學分支确實很多,但是每個分支都離不開數字。在數學界,有5個神奇的數字,背後都藏着數學界的真理,你知道幾個?
自然底數e
自然底數e的值約為2.718281,提起它就容易讓人想到歐拉公式,公式中就有自然底數e,不過歐拉本人并不是自然底數的發現者,第一個發現它的人是瑞士數學家雅各布,出身于伯努利家族,他的弟弟是歐拉的老師。
自然底數e的發現和等角螺旋線有關,笛卡爾最早用了解析幾何的方法,闡述了等角螺旋線。歐拉本人也研究過,雅各布更是全身心地投入研究。自然底數的名字,數學家們經過了嚴謹的讨論,決定采用“自然”兩個字,意為它天生就存在,人類是它的發現者。
普朗克常數
它是個物理常數,主要被應用于量子力學。普朗克在發明能量子的概念時,就提出了一個常數概念,在計算能量值的時候,需要用到普朗克常數。此外,海森堡提出不确定性原理的時候,同樣引入了普朗克常數。
引力常數G和阿伏伽德羅常數這一類數字,都是在研究科學定律時被間接推導出來的,普朗克常數卻是普朗克在研究物理現象的時候發現的。
黃金分割
人類對美的感知能力,從古至今都沒有發生太大的變化,從一個簡單的圖形到人體的比例,隻要是符合黃金比例,那看起來自然是美觀的。一個整體被一分為二,兩者的比值是0.618,我們便認為它是黃金分割。黃金比例的說法起源于古希臘的畢達哥拉斯學派,不過有人說是畢達哥拉斯本人發現的。
黃金分割不僅在數學界享有盛譽,在藝術界也是。達芬奇的傳世佳作《蒙娜麗莎》和《最後的晚餐》,裡面都用到了黃金分割。米開朗基羅認為黃金分割是對雕塑的最好诠釋,他在雕塑作品大量使用了黃金分割。
走馬燈數
這是個神奇的六位數,142857,出現于埃及金字塔内。古埃及人的數學成就還是挺高的,不然他們也沒辦法建造出雄偉的金字塔。走馬燈數嚴格意義上來說屬于循環數,談不上神秘,隻是有一些神奇的性質。比如把它從1乘到6,你會發現答案裡的數字,是走馬燈數調換了位置。
一個n位數的循環數,把它和n 1相乘,可以得到一個純位數。142857和7相乘,結果是999999。其實單純的從數學角度考慮,走馬燈數比其他幾個數字更有趣味性。
圓周率
符号是π,近似值是3.14,這是個無限不循環小數。16世紀以前,數學家都沒有得出一個精确的值。1596年,德國數學家魯道夫将π精确到了小數點後20位,1610年時精确到了小數點後35位。引入無窮級數的概念後,數學家可以快速計算圓周率的值了,同時也得出了确定的結論,圓周率是算不完的。
我們現在發明了超級計算機,以它的計算能力都沒有計算完圓周率,谷歌公司已經計算到了小數點後32萬億位。如果圓周率算完了,許多數學公式都将被改寫,連鎖反應之下,多個科學領域都會受到牽連。
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