圓周率π是一個無限不循環的無理數,用它計算出來圓面積準確嗎?

2020-12-18 科技領航人

小學時對我們大多數人都灌輸了一件事,圓的面積是圓周率π乘以半徑的平方。只需知道圓的半徑,我們就可以計算出圓的面積。儘管看上去這似乎是小菜一碟,但我們忘記了一件事。π是一個無限不循環的無理數,因此,無論我們在計算圓的面積時考慮到多少位數的π,它都不可能真正精確。這個傳奇的無理數字包含的小數位比宇宙中的星星還要多,因此,如果您追求圓面積100%的準確性,似乎沒有足夠的數字。

π 是無理數,不是不精確

π是一個無限不循環的無理數。當我們說π是無限的時,我們打算說π具有無限的表達式,而不是無限的值。π是一個存在的實數,但是由於它具有一個永無止境的擴展,因此其十進位表示會變得棘手。之所以說所有這些,是因為我們要強調pi具有無限表達式但具有有限值的事實。這不是不準確,只是不合理。

您考慮的π位數越多,得到的答案越精確。這並不意味著使用 π使答案不準確;相反,它無限不循環只會給我們一個更精確的答案。

話雖這麼說,我們不能僅僅指責π的不斷擴展無法提供確切的答案,大千世界到處都存在誤差。

沒有什麼是精確的

我們永遠無法完全精確地知道任何事情。長度、質量、體積和其他數量只能達到一定的精度水平。即使在測量圓的半徑時,被測量的半徑也精度有限。因此,在計算一個圓的區域時,這種不確定性開始發揮作用,答案有一定的誤差。沒有什麼是不可能沒有誤差。所有事情都有一些誤差,所以這就是我們處理事情的方式。我們永遠不能百分之百地肯定我們的結果。

因此,不僅不可能確定圓區域的確切值,而且同樣不可能以 100% 的精度測量任何區域的面積。常規多邊形(如正方形和矩形)的面積涉及其邊長的測量,這不能免受誤差的影響。

此外,精確的含義是什麼?精確,例如零錯誤的事物,還是精確意義更精確的事物?我們永遠無法完全消除誤差,因此精確的值可能指的是更精確或誤差程度更低的值。

在確定圓的面積時減少不準確度的可行解決方案是考慮獲得有理數作為答案。這能對情況有任何幫助嗎?

以一個有理數作為面積可以給我們一個精確的答案嗎?

首先,當一個無理數的函數時,我們如何獲得一個有理數的面積?永遠記住,兩個有理數的產物總是有理數,而兩個無理數的產物可能是有理數,也可能不是無理數。

圓的面積是π倍半徑平方。在這裡,我們以半徑值為例,以便獲得一個有理數作為答案。

令r =√(x /yπ)其中x,y∈

因此,面積=π×[√(x /yπ)]

面積= x / y,其中x,y∈

因此,這裡的半徑似乎是一個無理數,這給了我們精確而合理的面積。話雖如此,我們可能沒有注意到的是,在這種情況下,半徑和π都是無理數,這讓我們回到了原點。儘管我們想要一個有理數的答案,但我們忽略了一個事實,即我們使用無理數來得出這個有理數答案。想像一下,必須用等於1/√π的值來度量半徑,聽起來像一場噩夢。

此外,有理數也可以是非終止的。因此,除非有理數有一個有限小數展開式,否則仍然不能使用有理數!

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  • 圓周率是算不盡的無理數,如果有一天它算盡了,後果會有多嚴重?
    我們上小學初中的時候就接觸到了圓周率π,它近似等於3.14,但是我們要知道它是一個無理數,即使它早在公元前2500年的時候就已經被古巴比倫人發現了,不過一直到現在都沒有人將最終結果算出來。南北朝時期的祖衝之是我國第一位計算圓周率的人,他利用「割圓法」將圓周率算到了小數點後第七位,為世界的數學史做出了絕大的貢獻。
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    圓周率是一個數學上的概念,也是我們上學時接觸到的第一個無理數,所謂的無理數就是一個無限不循環小數,在數學上有無數個這樣的無理數,例如:√2、√3、√5。而圓周率只是其中最普通的一個無理數,但是圓周率涉及到了圓這個宇宙中最常見的本質形狀,所以略顯神秘。
  • 圓周率的無限性能證明宇宙無窮大嗎?
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  • 圓周率是無限不循環小數,如果哪天被算盡了,到底會有多可怕?
    導語:圓周率是無限不循環小數,如果哪天被算盡了,到底會有多可怕?說到圓周率,可能大家都不會陌生了,因為圓周率用希臘字母π表示,是一個常數(約等於3.141592654),是代表圓周長和直徑的比值。而且我們也知道,圓周率是一個無理數,即無限不循環小數。即使是工程師或物理學家要進行較精密的計算,這是一個無限不循環小數,如果哪天被算窮盡的話,到底會發生什麼可怕的事情呢?大家都知道,其實人們在為研究圓周率也是花費了很多的時間,比如說公元前1900年至1600年的一塊古巴比倫石匾上,清楚記載了圓周率 = 25/8 = 3.125。
  • 從數學的角度分析,圓周率π是否有什麼特殊的意義?
    通俗的說,這裡討論的不能計算是指「不存在任何一個方法能寫出這個數字」,比如你心裡想的是圓周率Pi,雖然我不知道你想的是什麼,但是不影響Pi是可以被寫出來任意多位的(3.1415926....)。外星人都能星際航行,其基礎科學一定很發達。勾股定理是歐氏空間的直接結果,而歐式空間是線性空間配合內積距離,兩者都有明確的數學定義。
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    圓周率可以說是數學中最常見的一種,作為一個無理數,圓周率可以無限不循環。因此,我們也可以說圓周率包含這個世界的萬物,所有用數字可以表達的東西都可以在圓周率中找到答案。此外,作為一個計算圓形單位的比值,圓周率無論在生活中還是科學研究中,都有著眾多的作用。
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    我們現在知道圓的周長和圓的直徑有個固定關係是C=π×d。我們怎麼知道的,是前人經過複雜並且是長期的計算才得出來的。古人在當時根本就不知道周長C和直徑d之間是不是有關係,有什麼樣的關係,你讓古人測周長,然後直接除以直徑,得出圓周率π的數值?