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一個神奇的問題

生活 更新时间:2024-06-29 15:45:32

作者 | 陳永明

來源 |《寫給青少年的數學故事(上):代數奇思》,陳永明著,人民郵電出版社,2021年1月

在1975年《科學美國人》的4月号上,數學遊戲專欄作家馬丁·加德納推出了一個“定理”:

是一個整數。

式中的e等于2.718 281 828 459 045 235 360 287 471 352 662 49…同π一樣,是一個著名的無理數,不過e在對數和高等數學中用得多一些。

如果這個命題正确,那麼人們就找到了一個聯結兩個重要的無理數π和e的簡單關系式。法國巴黎有個“發現宮”,其中有一個數學陳列室,在古代數學展覽室與近代數學展覽室之間的牆壁上寫着一個式子:。這個式子表示了e與π之間的關系,這已經是很了不起的事了。但是這個式子中包含了一個複雜的因素——複數i,沒有來得簡單明白。而且,由三個無理數e、和組成的這個數竟然是整數,實在讓人吃驚。

《科學美國人》雜志的讀者中有不少數學愛好者,一開始,他們企圖用袖珍計算器進行驗算,但是馬上發現驗算無法進行,因為這個結果太大,計算器用科學記數法給出了答案,它是2.625 374 1×,無法判斷它是不是整數。

有人用電子計算機驗算,一開始,他們算出具有20位有效數字的結果:

N=262 537 412 640 768 743.99

這個0.99是十分模糊的東西,它說明N可能不是整數,也可能是整數,是計算造成了這0.01的誤差。沒有辦法,必須再算得精确些,算到25位有效數字!結果是

N=262 337 412 640 768 743.999 999 9

糟糕,仍是一個捉摸不定的結果。

直到算出33位有效數字時,這才水落石出,真相大白。這時計算機告訴我們,

N= 262 537 412 640 768 743.999 999 999 999 250

這說明N根本不是一個整數!

原來,4月1日是西方的愚人節,在這一天,開玩笑無罪。這個“定理”就發表在4月1日,是馬丁·加德納跟讀者開的一個玩笑。

這個問題是由印度的“奇才”、數學家拉馬努金首先提出的,當時他懷疑N是個整數。問題經馬丁·加德納一推廣,影響就大了。有人認真地去計算,也有人以訛傳訛,直到1991年,《數學趣聞集錦》一書(作者是美國人 T.帕柏斯,這本書直到1996年還在重印)還聲稱“美國亞利桑那大學的約翰·布裡洛證明了這個數等于262 537412 640 768744”。不過該書的作者謹慎地加了一句話:“他真的證明了嗎?”(在該書被譯為中文版時,譯者糾正了這個錯誤。)可見,這個玩笑被誤傳到了什麼程度。

一個神奇的問題(一個數學玩笑)1

《寫給青少年的數學故事》

(上、下冊)

  • 一套凝聚知名科普作家陳永明教授50多年教學經驗的奇妙數學書

  • 100多個精彩故事融合經典代數學例題,邊讀故事邊學數學

  • 領略橫跨古今的數學碩果,探索課内、課外的代數學問題

  • 兼具趣味性與可讀性,擴展解題思路,培養數學思維早抓起!

一個神奇的問題(一個數學玩笑)2

作者:陳永明

出版社:人民郵電出版社

出版日期:2021-01

頁 數:375頁

定 價:69.00 元/冊

作者簡介:

陳永明,1940年生,江蘇無錫人,1962年畢業于上海師範大學數學系,曾任職于上海市徐彙區教育學院。陳永明教授是知名的科普作家,有豐富的教學和寫作經驗,1997年榮獲教育部頒發的“曾憲梓教育獎”,2015年被授予“上海市優秀科普作家”稱号。主要著作有《陳永明實話實說數學教學》《陳永明評議數學課》《“數學腦袋”探秘》《1 1=10——漫談二進制數》等。

一個神奇的問題(一個數學玩笑)3

一個神奇的問題(一個數學玩笑)4

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