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π的精确值与趣味几何学-享受迷人的数学之旅!

时间:2023-11-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:把这个球体中每一立方毫米中充满100亿个微生物,然后把这些微生物排成一条直线,并使它们的间距正好是天狼星到地球的距离,那么把这个长度看成是一个圆周的直径,如果取π值取到小数点后100位的话,就可以把圆周长度精确到毫米。

π的精确值与趣味几何学-享受迷人的数学之旅!

我们看到,阿拉伯数学家穆罕默德·本·木兹在自己的著作《代数学》中这样说:

最简便快捷的方法就是把直径乘以3没有其他更好的办法了。

现在的人都知道,阿基米德并不能准确表达圆周长和直径的关系,其实这个比值是无法用一个精确的分数表示出来的,即使写出了一个比值,那也只是近似的比值,对于我们日常生活需求来说,它已经足够精确了。16世纪荷兰数学家卢多尔夫在荷兰的莱顿市耐心地把π的值计算到小数后35位,临死前,他还立下遗嘱,要求把他计算出来的这个π值刻在他的墓碑上[1](图9-1)。他计算出来的π值为:

图9-1 数学家卢多尔夫的墓志铭(www.xing528.com)

3.141 592 653 589 793 238 462 643 383 279 502 88…

1873年,德国的圣克斯把π值计算到了小数点后707位,但这样精确的π值没有实际价值,虽然这样,但有的人还是在往后计算π值,无非是想破圣克斯的“纪录”:1946—1947年,曼彻斯特大学的弗格森和华盛顿的伦奇分别把π值计算到小数点后808位,并且发现圣克斯计算的π值的528位以后是错误的。

假设地球的直径是一个精确的长度,我们要计算地球赤道长度精确到厘米时,在计算的时候只要取π值小数点后的9位即可,如果我们取了π值小数点后的18位,那么我们就可以计算以地球到太阳的距离为半径的圆周长度了,而且这样计算出来的误差非常小,在0.000 1毫米之下(比一根头发的百分之一还要细)。数学家格拉韦清楚地证实了一点,那就是把π值精确到小数点后一百位就已经毫无意义了。他设想有这样一个球体,它的半径是从地球到天狼星的距离,就是等于在132后面再加十个零的千米数:132×1010千米。把这个球体中每一立方毫米中充满100亿个(1010微生物,然后把这些微生物排成一条直线,并使它们的间距正好是天狼星到地球的距离,那么把这个长度看成是一个圆周的直径,如果取π值取到小数点后100位的话,就可以把圆周长度精确到毫米。法国天文学家阿拉戈针对这一问题有自己的看法:“就精确度来说,如果圆周长度和直径之间有一个可以精确表示这个比值的数字,那对我们来说也可能毫无意义。”

其实在日常生活中用到π值时,只要记住小数点后两位(3.14)就够了,如果是需要更精确的计算,那么就需要小数点后四位(3.141 6:根据四舍五入的原则,最后一位数由5进6)。

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