根據定義,圓周率π是圓的周長與其直徑的比值。換言之,π等於圓的周長除以直徑。反過來,圓的周長等於π乘以直徑。無論圓的大小,π總是同一個數。
在1761年,德國數學家約翰·海因裡希·蘭伯特首次證明了π是一個無理數,即無盡不循環小數,它無法用兩個整數的比值來表示。這意味著,π的小數位將會無限延續下去,小數點後面有無限多個不循環數字。因此,π沒有一個精確的值。就算計算機再怎麼先進,計算能力再怎麼強大,也無法算盡圓周率,不會算到π的最後一位,因為π根本就沒有最後一位。
至於π的意義,它在數學和物理學中普遍存在,是一個非常重要的常數。別的不說,在我們的日常生活中也會用到π。我們只要知道圓的半徑,就能計算圓的周長和面積,或者扇形的周長和面積。
人類對於π的研究已經有數千年的歷史,古希臘數學家阿基米德利用割圓術計算出π介於3.1408和3.1428之間。後來,我國南北朝時期的數學家祖衝之計算出π介於3.1415926和3.1415927之間,這個紀錄直到一千多年後才被打破。由於割圓術的局限,數學家轉而利用無窮級數來計算圓周率,例如下面這種公式:
為了儘量多的計算出π的小數位,就需要藉助收斂速度更快的無窮級數以及計算機。截止2016年,人類已經把π的小數位計算到了22萬億位。
那麼,精確計算π有什麼意義呢?畢竟,只要取到π的小數點後數百位,就已經能夠獲得極高的精度。其實,現在有些科學家通過計算π來作為評價計算機計算性能的一方面。
總之,無論怎樣計算,圓周率是算不盡的,而世界還是會照常運行。
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