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数学家声称:我们使用的圆周率是错误的!

 西窗听雨 2017-10-29


数学家声称:我们使用的圆周率是错误的!

什么!我的数学白学了!

因为我们用半径定义圆,但我们在定义圆周率时,又用周长和直径之比;圆周率正确的定义方式应该为:圆的周长和半径之比。

也就是应该把现在的2π,定义为圆周率,那么圆周率就变成了6.283185……。

美国数学家鲍勃.帕莱(Bob Palais),在《数学情报》(The Mathematical Intelligencer)上,就公开发表了一篇题为《π 是错误的》(π Is Wrong!)的论文,指出了圆周率定义的不当。

当然,数学家们的质疑,并非没有道理,圆周率的并没有被改变,只是我们的定义方式有误,并用了新的符号,来表示这个新的圆周率……τ(国际音标/tau/,中文读法/tao/四声)。

τ=2π=6.283185……;

我们在学习物理知识,或者高等数学时,2π出现的频率相当高,这并非偶然,或许就是我们定义圆周率时,就留下的缺陷。

当我们使用τ=2π作为圆周率时,能简化很多方程,比如弧度的一个周期将变成τ,角频率公式将会直接变成 T = π/ω,一连串数学公式和定理也将会变得更加优雅,三角函数公式也将得到简化,sin(x) 将等于 sin(x + τ),圆的周长公式将简化成τr ,圆的面积公式将和其他二维图形面积保持了一致性,变成 (1/2) τr^ 2,,球的表面积将变成 2τr^2;连最美数学公式……欧拉恒等式,都将变得简洁:

数学家声称:我们使用的圆周率是错误的!

新定义下的欧拉恒等式

物理学中,普朗克常数h也是大名鼎鼎,但是在实际应用是,他的另外一个衍生常数--狄拉克常数ћ=h/(2π)用得更多,利用新的圆周率定义也将使其简化成ћ=h/τ,大家别小看少这个看似不起眼的简化,大家还记不得的,学生时期,我们常常因为忘记一个系数,就丢了一道数学或者物理大题的分,当然啦,简化的目的,可不是为了大家考试方便记忆。

这一做法,也找到了一些学者的反对,他们认为圆周率的定义,和历史原因有关,无论是使用哪种方式,其目的都是为了让人们使用上方便,现在圆周率π=3.14……。的使用已经深入人心,并且也没有在理论上造成不当,所以争论哪种定义方式,是没有太大意义,更何况π的使用,涉及各个学科,突然更改定义只会造成使用上的混乱,所以没有必要重新定义圆周率。并且举了一些例子,来说明使用τ做圆周的弊端:

比如计算单位圆的面积时,显然π更为方便。

数学家声称:我们使用的圆周率是错误的!

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