其实每每看到这样的问题,就有一种感觉,肯定又会有人拿数字的规律来说: 哇,我们通过计算,发现了数学的规律,好神奇呀! 但事实上,真的是这样吗,其实我们可以来解剖一下计算过程: 1×9=09 12×9=108 123×9=1107 1234×9=11106 12345×9=111105 。。。 好像我也发现神奇的规律了。。。 是的,在这种计算方法下的数字确实存在一种规律性,但这其中的数字并没有所谓的神奇。如果硬是要感叹数字的美妙,倒还不如感叹一下发现这个规律背后的奇思妙想。 在我看来,最神奇或者最有趣的应该是常数e和圆周率π,我也相信这两个“数字”无论是在数学界,还是在物理界,甚至在科学界,都是不可被替代的。 他们两个都是无理数,两个管理着科学世界的千奇百怪,而人类花了几千年才发现的世界规律背后的这两个小小的数。 常数e “e ≈ 2.71828 18284 59045 23536 02874 71352 66249 77572 47093 69995 95749 66967 62772 40766 30353 54759 45713 82178 52516 64274” 增长的意义: 当你去了解这个世界的时候,你会发现有许许多多的事物与常数e有关: 增长率正比于变量自身的大小。例如放射性元素衰变的时候,衰变率就和现存的放射性物质多少成正比;资源无穷多的社会,人口出生率将(近似的)和现存人口数成正比等等。而此类变化规律所确定的解,则是由以e为底的指数增长所描述的:如果x的变化率等于变量x自身的λ倍,那么该变量随时间t的函数则为 欧拉恒等式: 既然说起常数e和圆周率π,怎么可以省略我们很重要的一员呢。 数学中最基本的5个常数——0、1、圆周率π、自然对数的底e和虚数单位i,以及数学中最基本的两个符号,等号和加号,就这样通过一个简单的恒等式联系在了一起,实在是让人叹服。 这个等式有个一几何的直观解释。一个实数在实数轴上可以用一个向量表示,旋转这个向量,就相当于乘以一个虚数i。据此建立一个以实数为横轴,虚数为纵轴的坐标系。实单位向量,每次逆时针旋转π/2, 可以分别得到结果1,i,-1,-i,1. 即转4次以后就回到了原位。而当实单位向量保持长度不变旋转θ角度,得到的向量就是:cosθ+isinθ。所以 e iπ 意味着单位向量逆时针旋转了π,结果显然是-1。 关于常数e的故事还在继续,而π的故事早已铺满整个网络。从阿基米德,到中国的祖冲之,再到我们的课本上,关于π的内容早已耳熟能详,但看下来,根本就没人来选择圆周率π,更别说常数c。 数字有时候真的很美,但我们也不需要猎奇的创造。 |
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