誰都知道數學中的圓周率π約等於3.14,而且憑藉現在的高速計算機技術,已經精確到了小數點後面10萬億位。可是,昨天網上居然有一條在5個小時轉發了六七千條的微博,提出了一個新觀點:「π=4」!而且,還引用了所謂國外教科書中的一套論證示意圖,還真把不少人看得發愣:難道π不等於3.14?
微博曝料
π=4是這樣算出來的
該微博博主的主要依據是據說來自美國小學課本裡的6張插圖和他的文字說明:「圓周率最早是古埃及人用『割圓法』得到的,在直徑為1的圓外作一個邊長為1的外切正方形,正方形的周長等於4。然後將正方形的4個角同時向內折,使直角接觸圓的邊,這時這個粗十字形的周長仍然為4,進一步將這個粗十字形所有向外突出的直角向內摺疊,使直角的頂點接觸圓的邊,形成的齒輪狀多邊形的周長仍然等於4。這樣無限摺疊下去,最後形成一個帶有無數鋸齒,無限緊套圓形的齒輪形,周長仍然等於4。所以,一個直徑為1的圓的周長等於4,(根據圓周長公式周長=2πr反推),即圓周率π等於4。」
看到這張圖片,似乎還真有點道理:圓的周長不好計算,但是正方形的周長好計算。這樣一個圓的外接正方形經過反覆不斷剪切折騰,最終的周長和圓非常接近,如果它的周長最後等於4,豈不是這個直徑為1的圓的周長就是接近4?那麼根據圓周長公式,π不就等於4了嗎?該網友在用這個詭辯式的證明當中,還大義凌然地戴上了「年輕人要學會質疑」的帽子,一時也迷惑了不少人。
行家說法
「有圖非真相」
「這張示意圖是張偽圖,根本不能用來證明π等於4。」畢業於南京師範大學計算機數學專業,從事過青少年奧數培訓的羅小姐看了圖直搖頭,「這張圖片上介紹的方法,其實是求圓周長的近似值,並非是用來推導π的值。圖片首先就文不對題嘛」。
羅小姐說,用切邊法推導圓周率π的數值,是古代中外科學家的共同做法,因為很多時候圓的長度不好測量,而正方形、正六邊形、正八邊形等規則多邊形的周長就比較好確定。所以古代數學家就用這些和圓切邊的多邊形,去估算圓的周長,進一步反推圓周率。「可是多邊形必須邊數越多越好,這樣才能更接近圓的形狀,比如祖衝之就是和他兒子用套在圓上正24576邊形,把圓周率數值進一步精確的。
但是再複雜的多邊形,形狀上也只能接近圓,但是不等於圓——直線的長度怎麼可能完全等於圓的曲線的長度呢?這則微博示意圖中的方法,正方形不斷除去角,無限繼續下去,得到的也是個齒輪狀,齒輪的周長比正多邊形的周長誤差更大,離精確的圓周長差距就更大了,別遑論反推圓周率π的數值了。
記者求證
用最簡單的辦法驗證π的值
π到底等於多少?如今微博上泥沙俱下,且總有人喜歡偏聽偏信,這個常識恐怕還是得親手驗證下——在1800多條該微博的回覆中,還真的有人跟在後面叫好的,控訴自己「被學校和課本蒙蔽了很多年。」
但是大量的回覆中,也有數學比較好的網友,給出了各種計算求證圓周率π的值的方法,有的涉及微積分的高等數學,有的推薦了計算機計算程序,有的給了複雜的計算公式,還有的需要引入幾何驗證。不過,記者更願意引用一位網友給出的最簡單的辦法:「畫一個直徑為1釐米的圓,剪下來,用繩子測量它的周長是接近3.14釐米還是等於4釐米。如果接近3.14釐米,則π的近似值是3.14,如果等於4釐米,則圓周率π等於4(依據是圓的周長公式)」
【編輯:張志剛】