今天是3月14日,一年一度的圓周率日來臨,這一天也稱為π節(英語π day)。有些人也許在下午1時59分26秒慶祝,以象征圓周率π的8位近似值3.1415926。
關于π的起源
現在的我們都知道圓的周長與直徑之比是π≈3.14,知道它是一個無理數,也是一個超越數。
其實,人們對π的理解經曆了一個漫長的過程。
圓周率自誕生伊始,便與人類“糾纏”了近4000年。
而π,在希臘字母中排行第16位,是希臘語περιφρεια(邊界、圓周之意)的首字母。盡管在四大古文明裡早就有它的身影,但是,π真正作為一個通用常數被重新定義,也不過是近300年的事情。
據史料記載,1631年,π首次出現在數學家威廉奧特瑞德的著作《數學之鑰》中;1706年,英國數學家威廉瓊斯在他編寫的數學教材《新數學導論》裡也提到了π。
不過,此時的π估計還是欠些火候,并沒有引起數學界太大的關注,直至遇到歐拉。
1748年,歐拉的代表作《無窮小分析引論》出版,在這本著作裡,歐拉建議用符号“π”來表示圓周率,并且直接在裡面使用了π。
在歐拉的積極倡導下,π終于成為了圓周率的代名詞。
圓周率的一些巧合
愛因斯坦的生日
3月14日是愛因斯坦的生日,阿爾伯特·愛因斯坦出生于1879年3月14日。
由于愛因斯坦在普林斯頓生活了很長一段時間,因此,在每年的3月14日,普林斯頓都會舉辦很多活動,同時慶祝圓周率日兼愛因斯坦生辰。
除了常規的吃派活動,以及π值背誦比賽之外,在這一天,還有一個愛因斯坦cosplay比賽。
霍金在這一天去世
關于3.14,還有另一個令人意外的事實:最接近宇宙的男人--霍金去世也是在這一天(2018年3月14日)。
霍金的離去,似乎又再一次提醒世人,記住這個特殊的日子。
π決定了河流的曲折程度?
相信大部分模友都聽說過這個說法:地球上所有河流的長度都大緻等于從起點到終點直線距離的π倍。人們統計過的河流越多,平均值就越接近π。。。
最偉大的數學公式輸出結果等于0
不論是高等數學還是大學物理,歐拉公式都如影随形。因為其重要性和劃時代意義,Euler Formula(歐拉公式)有着很多了不起的别稱,例如“上帝公式”、“最偉大的數學公式”、“數學家的寶藏”等等。
歐拉發表于公元1748年的數學公式,将三角函數與複指數函數巧妙地關聯了起來。
其中,e 為自然常數,i 為虛數,x 則是以弧度為單位的參數(變量)。
尤其是當參數x 等于π 的時候,歐拉公式可簡化成為:
上式将5個微妙且看似無關的數學符号e、i、π、0、1緊密地聯系了起來,其美妙之處讓人稱絕。
任取兩個正整數,他們互質的概率為6/π²
任取兩個正整數,他們互質的概率為6/π²,也就是60.79%。這個結果證明起來需要用到歐拉乘積公式,就不在這裡贅述了,大家可以上網查查。
選取樣本越大,越接近6/π²。那麼在10以内,任取兩個自然數互質的概率是多少呢?
對于這樣的問題,沒有其他辦法,好在10這個範圍不大,可以用枚舉方式來進行。
其中1與任何數都是互質的,任意素數之間也都是互質的。于是我們得出10以内的自然數互質的概率就是63/100=0.63。看上去已經于0.6079差距不大了。
圓周率的無盡數字可包含任意組合
圓周長與直徑之比,無窮無盡,永不重複。在這串數字中,包含每種可能的組合。你的生日、儲物櫃密碼、身份證号碼,都在其中某處。如果把這些數字轉換為字母,就能得到所有的單詞,無數種組合。你嬰兒時發出的第一個音節,你心上人的名字,你一輩子從始至終的故事,我們做過或說過的每件事,宇宙中所有無限的可能,都在這個簡單的圓中。用這些信息做什麼,它有什麼用,取決于你們。
當然如果要想找出諸如你的身份證号碼這樣的連續數字,π的展開值的位數或許将是一個天文數字。
不過在不多的展開位數中,數學家已經找出了一些如下有趣的數字組合及規律:
(1) π的展開值中第60~69位的數字4592307816,恰好是0~9這十個數字。π的展開值中連續出現0~9這十個數字的概率為0.00036288…
(2) π計算到小數點後第710100位時,連續出現七個3。
(3) π的前兩位數字31、前六位數字314159組成的數是兩個回文質數。
(4) π的小數點後三位141,數字和=6=1 2 3;後七位1415926,數字和=28=1 2 3 4 5 6 7.
(6)用π的第n位數字去代替圖14左圖中的n,會得到一張圖15右圖所示的有趣的數表——各行、各列數字之和分别是5個相同的數.
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