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圓周率與二進制關系

生活 更新时间:2025-02-13 18:39:22

圓周率與二進制關系(圓周率在二進制下會是無限循環小數嗎)1

圓周率π在十進制下是一個無理數,那麼,在二進制下,圓周率會是一個有理數嗎?或者說是一個無限循環小數嗎?

在十進制下,圓周率的大小約為3.141592653589793……。數學家早已經在數學上嚴格地證明出圓周率是一個無理數,這意味着它是無限不循環小數。不管在二進制,還是八進制,或者十六進制,圓周率始終都不可能是有理數,它是無理數這個性質不會随着進制的轉換而發生變化。因為進制隻是數的表示方式,并不會影響到數本身的性質。那麼,圓周率用二進制表示為多少呢?

圓周率與二進制關系(圓周率在二進制下會是無限循環小數嗎)2

所謂的十進制是指逢十進一,而二進制則是指逢二進一。在十進制的情況下,一個小數的第k個小數位表示10^-k。同樣的道理,在二進制的情況下,一個小數的第k個小數位表示2^-k。那麼,圓周率的二進制形式(小數點前50位)為11.00100100001111110110101010001000100001011010001100……。在二進制下,圓周率同樣是一個無限不循環小數。

另外,通過如下的貝利-波爾溫-普勞夫公式(BBP公式),還能計算出圓周率第n位二進制數,而無需計算前面的所有位數:

圓周率與二進制關系(圓周率在二進制下會是無限循環小數嗎)3

貝利-波爾溫-普勞夫公式

另外,在π進制下,圓周率确實是一個有理數。因為逢π進1,所以圓周率在π進制中就是10,這是一個整數,而非無理數。然而,這麼做似乎沒有意義,這純粹是為了讓圓周率變成有理數的做法。這麼做,與直接定義圓周率是有理數并沒有什麼區别。

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