有數學家稱圓周率是錯的,那麼圓周率真的是錯的嗎?

2020-12-15 易途

從很早之前開始,人們在研究圓的過程中發現,無論圓有多大,它的周長與其直徑之比是一個固定的常數,這就是圓周率的由來。

並不是說有數學家稱圓周率是錯的,我們就要放棄使用它。這是因為無論哪位數學家怎麼說,圓周率是一個常數的事實不會改變,我們可以利用圓周率來計算圓的周長和面積,這早已經被應用到實際之中,怎還有錯誤之說呢?

確實有人聲稱圓周率是錯誤的,大約起源是美國數學家鮑勃.帕萊2001年在《數學情報》上發的論文,論文的題目就叫《π是錯誤的!》,之後獲得了一部分數學家的歡迎,因為有關圓的公式更多的用的是半徑,比如圓的面積公式用的就是半徑,只有圓的周長公式用的是直徑,這導致圓周的角度是2π,半圓才是π,這讓某些數學家挺不爽的,於是乎他們提出圓周率應該是周長和半徑的比,這個圓周率記作τ(大約讀作「套」),τ=2π,這樣很多公式寫起來會更加的美觀,比如周長C=τr,面積S=τr,還有狄拉克常數=h/τ,三角函數公式sin(a)=sin(a+τ),斯特林公式n!≈√(τn)(n/e),歐拉公式e=1等等等等。

這些人認為我們應該要使用τ——圓的周長與半徑的比值,這個數值大約是6.28。根據這樣的定義可知,τ=2π。但用τ來作為圓周率,僅能稍微改變一些公式中的形式,它所帶來的便利性非常有限,所以π沒有必要被替換掉。

但這並不等於π真的錯了,僅僅是表述方法不一樣而已,所以大可不必對此深究,該用π繼續用π,想用τ也一樣可以用τ,反正這兩者之間也就2倍的關係而已。

另外,3.14不是最先由祖衝之發明出來的,我國數學家最早得到這個數值的是比祖衝之早了兩百年的劉徽。而我國並非最早得到3.14這個數值,古希臘人比中國人早400年就已經知道了圓周率為3.1416。祖衝之對圓周率的貢獻在於,他把π精確到7位小數位,這個結果在此後800年裡一直領先於世界。

祖衝之對圓周率的主要貢獻在於兩點:

其一,他利用劉徽的割圓法計算出了圓周率的精確值在3.1415926到3.1415927之間,這是一個相當好的近似值了。

其二,他給出了一個很好的分數355/113(稱之為密率)作為圓周率的近似值。這個近似值的精確度達到小數點後六位。

注意:中國古人早就知道22/7(稱為疏率)是圓周率的一個比較差的近似值。從理論上可以證明,圓周率可以有無窮多個越來越精確的分數作為它的近似值。證明這一點需要利用用有理數逼近無理數的理論,這些分數稱為該無理數的漸進分數。令人非常好奇的是1500年以前的祖衝之是如何得到355/113這個既非常近似又非常好記憶的奇妙的近似分數的?

由於祖衝之的名著《綴術》已經失傳,我們至今無法了解其中之奧秘,只知道祖衝之確實寫過這部學術著作,且與他同時代的數學家都看不懂他這部書的內容。

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  • 如果圓周率算盡了,到底會發生什麼事情?
    數學是科技發展中不可或缺的基石,數學中有一個神奇的數值π,它是圓的周長與直徑的比值俗稱圓周率,相信許多小夥伴上學時對於這個數值都產生過好奇心,從而進行計算,但結果依然是無限。人們對於圓周率的研究自古代便已開始,而其中古希臘對圓周率研究的貢獻尤為突出,古希臘大數學家阿基米德開創了人類歷史上通過理論計算圓周率近似值的先河。公元480年左右,南北朝時期的數學家祖衝之進一步得出精確到小數點後七位的結果。在1761年德國數學家約翰海因裡希蘭伯特首次證明了π是個無理數,即無盡又不循環的小數,當然任何事都沒有絕對的。
  • 圓周率π的計算曆程
    又過了若干年,數學家弗格森對他的計算結果產生了懷疑,其疑問基於如下猜想:在 π 的數值中,儘管各數字排列沒有規律可循,但是各數碼出現的機會應該相同。當他對謝克斯的結果進行統計時,發現各數字出現次數過於參差不齊。於是懷疑有誤。他使用了當時所能找到的最先進的計算工具,從1944年5月到1945年5月,算了整整一年。1946年,弗格森發現第528位是錯的(應為4,誤為5)。
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    引言:世界上有許多數字永遠都無法被算盡,圓周率π就是其中一個。從古代開始,古人就一直在算圓周率,即使是到了現代數學家意識到圓周率是無法被算盡的,但依然堅持算下去,對此很多人表示不理解,這到底有什麼意義呢?
  • 圓周率都已算到31.4萬億位,為什麼超級計算機還在算圓周率?
    在今年的圓周率日(3月14日)當天,人類打破了一項新的世界紀錄——圓周率的小數位被前所未有地算到了31.4萬億位。那麼,不斷計算圓周率有什麼實際意義呢?難道數十萬億小數位的圓周率還不夠用嗎? 早在三千多前,人們就已經開始使用圓周率。古人發現,無論是多大的圓,它的周長和直徑之比總是一個固定的常數,這就是圓周率。但圓周率一直沒有被精確計算出來,人們想盡一切辦法來提高計算圓周率的精度。
  • 如果有一天圓周率被算盡了,那麼後果可能會超乎你的想像
    在古代的時候,計算圓周率確實不是一件容易的事,那時的數學家祖衝之因把圓周率精準算到了3.1415926和3.1415927之間名聲更是大振。放到現在的話,計算圓周率已經不是什麼難事了,因為咱們有了超級計算機啊,不過,即使是世界上功能最強的超級計算機也沒能計算出有循環的數字,而這個小數點之後的數已經計算到了十萬億位了。再計算下去,也是這樣, 永遠都算不完,因為它就是個實實在在的無理數。
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