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圆周率是算不尽的无理数,如果哪天它算尽了,会导致多大的后果?

 12345csdms 2021-11-13

秀渎 


圆周率是算不尽的无理数,如果哪天它算尽了,会导致多大的后果?

圆周率是数学中最重要的常数之一,一位德国数学家评论道:“历史上一个国家所算得的圆周率的准确程度,可以做为衡量这个国家当时数学发展水平的重要标志。”而我国古代数学在这方面取得了举世瞩目的成就。

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中国圆周率的历史

中国最早有π近似值书籍是《周髀算经》与《九章算术》,所谓“径一周三”就是出自《周髀算经》.直到公元一至一年,刘歆替王莽制作嘉量斛标准量器时,发觉有必要将值估计得更精密,才算出3.154之值,后世称为“歆率”。后汉大科学家张衡(约公元130年)算得圆周率为92/29,三国天算家王蕃算得的圆周率为3.15;皮延宗圆周率已失传。

公元300年左右,魏朝的刘徽,用“割圆术”从圆内接正六边形着手,推到192边形,算出近似值3.14,后人称为“徽率”。刘徽后来受到同行的刺激,继续割圆下去,居然割成一个圆内接正3072边形,求得更精密的值3.14159。

一千多年之后,又出现赵友钦,把边数增加到16384,验证了π=355/113,是一项杰出的估计,同时产生了朴素的极限概念。

祖冲之(南齐范阳人,公元429-500元)是当时杰出的数学家、天文学家与工程师。相传他用“割圆术”求得3.1415926<π<3.1415927,并且定22/7为“约率”,355/113为“密率”,当世无人能出其右,直到一千一百多年后,才由西方人重新算出。

中国圆周率的衰落

在唐朝,《级术》不但是国子学中的选修科目,而且还是国家考试科目之一,在所有科目中以此书最为深奥,故规定学习的时间也最长(计四年)。到了宋朝,由于印刷术的发明,老百姓和士人有幸接触数学书籍,数学知识逐渐平民化,士人和平民合力把数学研究从历法计算、计算赋役等这些官府用途上解放出来,推向更广阔的实用天地,因而,创造了中国古代数学的辉煌时代。

《级术》何时失传,无从得知.祖冲之的圆周率,自赵友钦之后,便被人遗忘,到了清代才被发现。此时,洋人的x值逼近已经后来居上,西学东进也把西方的科技成就传入中土。

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在西方,π的神秘性一直与几何三大难题之一的“化圆为方”联系在一起在化圆为方的尝试历程中,可分为三个阶段:

第一阶段,从最早的埃及人时代到十七世纪中叶,其特征就是使用“割圆术”,这一时期,中国的成就,领先了西方。

第二阶段,约从1650年到1750年,由于受到刚发明的微积分影响,用解析方法来将π表示成连分数、收敛级数及无穷乘积等等,π的小数位也因此愈算愈多,这是中西实力消长的一种体现。

接下来,中国所面临的便是一部不忍卒读的近代史。

第三阶段,π堂堂迈入近代数学的大门。1761年,兰柏特证明了π是一个无理数,林德曼在1882年证明π是一个超越数,由此否定已解决了化圆为方问题。

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圆周率的重要性

作为数学上的一个重要常数,随着近代数学的发展,π与许多数学问题,数学公式有关,同时和许多自然现象和理论问题相关。有位数学家说:“这个奇妙的π溜进了每一扇门,冲进了每一扇窗,钻进了每一座烟囱”。

电子计算机出现后,可以算出π的很多位数,人们正在探索π的无究小数序列中的一些性质。如:0,1,2,…,9出现的频率大致相同;且以4.5水平线为界,上下的数字(点)也大致相同。还有一些其他统计规律性·也正在研究中,可以说,π是一个丰富的宝地。

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有人说,如果π被算尽了,世界将会陷入混乱之中,很多事情不再能够用科学解释,同时表明微积分也是错误的,这将是彻底的颠覆,地球上也将没有秘密可言。大家觉得呢?

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