2009 年美國衆議院正式通過将每年的3月14号設定為“圓周率日”(Pi day),而3月14日也恰好是愛因斯坦的生日。盡管除讀音相同以外,Pi與Pie(派,一種食物)并無聯系。人們還是樂于在圓周率日這一天烹制一塊派,在上面擺上π的标志。
關于π,你了解多少呢?我們一起來看看Pi(π)這個魔法數字有哪些你不知道的吧。
圓周率π
圓周率(Pi)是圓的周長與直徑的比值,一般用希臘字母π表示,是一個在數學及物理學中普遍存在的數學常數。π也等于圓形之面積與半徑平方之比,是精确計算圓周長、圓面積、球體積等幾何形狀的關鍵值。 在分析學裡,π可以嚴格地定義為滿足sin x = 0的最小正實數x。
圓周率日
圓周率日是慶祝圓周率π的特别日子。正式日期是3月14日,由圓周率最常用的近似值3.14而來。通常是在下午1時59分慶祝,以象征圓周率的六位近似值3.14159,有時甚至精确到26秒,以象征圓周率的八位近似值3.1415926;習慣24小時記時的人在淩晨1時59分或者下午3時9分(15時9分)慶祝。
中國數學史上的π
中國古算書《周髀算經》(約公元前2世紀)中有“徑一而周三”的記載,意即取
漢朝時,張衡得出
公元263年,中國數學家劉徽用“割圓術”計算圓周率,他先從圓内接正六邊形,逐次分割一直算到圓内接正192邊形。他說“割之彌細,所失彌少,割之又割,以至于不可割,則與圓周合體而無所失矣”,包含了求極限的思想。劉徽給出π=3.141024的圓周率近似值,劉徽在得出圓周率=3.14之後,将這個數值和晉武庫中漢王莽時代制造的銅制體積度量衡标準嘉量斛的直徑和容積檢驗,發現3.14這個數值還是偏小。于是繼續割圓到1536邊形,求出3072邊形的面積,得到令自己滿意的圓周率
公元480年左右,南北朝時期的數學家祖沖之進一步得出精确到小數點後7位的結果,給出不足近似值3.1415926和過剩近似值3.1415927,還得到兩個近似分數值,密率
圓周率日,谷歌塗鴉
π的精确值
我們永遠無法知道派的精确數值,因為它是一個無理數,這一點被約翰·蘭伯特于1768年證明.
π 的小數展開是無窮無盡的,并且沒有可預測的模式,它的前20位是3.141592653879323846……中國數學家所采用的√10的數值為: 3.16227766016837933199, 這個值在公元500年左右被所采用. 事實上,這個隻比 3 這個粗略近似值要好一些。事實上,π 可以從下面這個著名的數列展開式進行計算:
但是,這個數列需要一個很痛苦漫長的過程才能收斂到 π 。計算是幾乎不可能的,歐拉找到了一個可以收斂到 π 的重要序列:
自學成才的天才拉馬努金想出一個漂亮的派的近似公式. 這個式子裡僅涉及 2 的算術平方根:
而Pi的準确值是下面這樣的一串無限不循環小數:
3.14159265358979323846264338327950288419716939937510582097494459230781640628620899862803482534211706798214808651328230664709384460955058223172535940812848111745028410270193852110555964462294895493038196442881097566593344612847564823378678316527120190914564856692346034861045432664821339360726024914127372458700660631558817488152092096282925409171536436789259036001133053054882046652138414695194151160943305727036575959195309218611738193261179310511854807446237996274956735188575272489122793818301194912983367336244065664308602139494639522473719070217986094370277053921717629317675238467481846766940513200056812714526356082778577134275778960917363717872146844090122495343014654958537105079227968925892354201995611212902196086403441815981362977477130996051870721134999999837297804995105973173281609631859502445945534690830264252230825334468503526193118817101000313783875288658753320838142061717766914730359825349042875546873115956286388235378759375195778185778053217122680661300192787661119590921642019893809525720106548586327886593615338182796823030195203530185296899577362259941389124972177528347913151......
要想記住這麼長一串數,那當然是不可能的了。
不過,我國數學家華羅庚編了這樣一段順口溜,來幫我們打發無聊時光——記住Pi的前幾十位:
巧記Pi
HUALUOGENG
3 .1 4 1 5 9 2 6 5 3 5
山巅一寺一壺酒,爾樂苦煞吾,
8 9 7 9 3 2 384 626
把酒吃,酒殺爾,殺不死,樂爾樂。
4 3 3 8 3 2 7 9 5 0 2 8 死珊珊,霸占二妻。 救吾靈兒吧!
8 4 1 9 7 1 6 9 3 9 9 3 7
不隻要救妻, 一路救三舅, 救三妻。5 1 0 5 8 2 0 9 7 4 9 4 4 5 9 2 3 0 7
吾一拎我爸,二拎舅(就是撕吾舅耳)三拎妻。
8 1 6 4 0 6 2 8 6 2 0 8 9 9 8 6
不要溜!司令溜,兒不溜!兒拎爸,久久不溜!
2 8 0 3 4 8 2 5 3 4 2 1
餓不拎,閃死爸,而吾真是餓矣!
1 7 0 6 7 9 8
要吃人肉?吃酒吧!
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