3.1415926535這個數字想必大家都很熟悉,這就是圓周率,我們以前經常用來背誦比賽的數字。不過就算計算到了小數點後這麼多位,它還也只是一個近似值,真正的圓周率是一個算不盡的數字,也就是說它小數點後面的數字是有無數多個的,我們完全不可能把它全部給計算出來。
公元前2500年,π在世界上首次被發現。當時,巴比倫人發現了這樣一個數字。我國第一個嘗試計算圓周率的人一定是在我們小時候學會的。他是南北朝時期的祖衝之。然而,許多人會想,一個無窮的數字是如何計算出來的?如果它是一個無窮大的數,會發生什麼?
1、 用近似法計算的PI在實際中也得到了廣泛的應用
首先,圓周率是指圓的周長與直徑之比。這個數字不會隨著圓的大小而改變。從這個意義上說,它是一個固定的常數。我們也用π來表示π。
π是第16個希臘字母。這個符號是古希臘語中第一個表達「圓周」意思的字母。也就是說,根據這個意思,他後來被用來表達圓周率。現在我們常把圓周率看作3.14,這便於我們在日常生活中計算。
那麼,圓周率的準確度是如何計算的呢?在古代,祖衝之創造了圓切法來計算圓率的精度。當時,他把圓率計算到小數點後七位,可以說對當時的數學史作出了很大的貢獻。
首先,假設一個正方形變成一個正六邊形。感覺離圓圈近嗎。然後,我們將這個變化無限地增加到正多邊形,並將其轉換為正八角形、正十六進位等。隨著正多邊形邊數的變化,我們會發現原來的正方形會更接近圓。
雖然它離圓越來越近,但本質上仍是一個正多邊形。最後,沒有辦法變成一個圓。它只能無限接近圓。π是無限正則多邊形化後由雙邊公式進一步計算的結果,這也是π是無窮多的原因。
有人可能會想,既然不能完成,為什麼還要計算呢?只是個數字。但事實並非如此。π不僅是一個數,它在數學領域有著廣泛的應用。在建造高層建築時,與埃及金字塔的高度有著非常密切的幾何關係。
特別是在探索宇宙時,我們必須用π來計算太陽、地球和其他星系之間的引力和引力。如果我們能計算出的pI值能一直接近無窮大,那麼我們就能更準確地計算出我們所需要的數字,這樣它就可以應用到新型太空飛行器的製造中,從而大大加快我們對整個宇宙的理解。
2、 計算結果達到31.4萬億位,這一定不是一個詳盡的數字
隨著科學技術的發展和現代數學的進步,PI的精確值越來越精確。2011年,日本數學家計算出圓周率的小數點後10萬億位。2019年,谷歌宣布,圓周率的精度已達到31.4萬億個小數位。
可以說,現在我們對PI有了非常全面的了解,但是對PI的研究卻層出不窮。這裡的一些人會認為,既然我們沒有辦法研究π,那麼π是否是一個窮盡的數並不重要。事實上,情況並非如此。如果π是一個確定的、窮盡的數,那麼我們整個人類世界將被徹底顛覆,我們以前的一切認識將被徹底顛覆,現代數學將被徹底改變。可以說,
這是因為計算PI的方法是今天微積分的理論基礎。如果圓周率的計算結束了,我們現在所學的微積分將徹底改變,包括所有的高等數學,我們對它的理解將完全崩潰。尤其是現在我們對宇宙的認識將被徹底顛覆。可以說,如果π的數量被推翻,人類的科學技術水平將回到石器時代。
毫不誇張地說,如果有一天計算出π,後果將非常嚴重。
因此,π不能是有理數,這是數學的魅力所在。正是因為有許多像圓周率這樣的數字,才有更多的數學家畢生致力於研究數學。只有這樣,數學才能發展,科學技術才能進步。
所以,關於π,它是一個無法計算的無理數。如果算了,會有多嚴重?你怎麼認為?