314是什么日子(314圆桌率日)

3月14日是国际数学节

是为纪念中国数学家祖冲之而设立


圆周率日

圆周率日(Pi day)是庆祝圆周率π的特别日子。正式日期是3月14日,由圆周率最常用的近似值3.14而来。

圆周率日是一年一度的庆祝数学常数π的节日,时间被定在3月14日。通常是在下午1时59分庆祝,以象征圆周率的六位近似值3.14159,有时甚至精确到26秒,以象征圆周率的八位近似值3.1415926;习惯24小时记时的人在凌晨1时59分或者下午3时9分(15时9分)庆祝。



圆周率无处不在

环顾一下四周,你看到了多少圆?实话告诉你,有圆就有圆周率!圆在,派在!古人们开始使用“圆”时,除了赞叹它的完美和对称,还发现了一件神奇的事。不论这个圆的尺寸是大还是小,它周长和直径的比值都是一样,这个比值就是圆周率。



动图:直径为 1 的圆完全展开后的长度就是 π。©John Reid


圆周率不仅存在你身边随处可见的圆形、弧形、拱形、球体等等中,还参与了各种重要的数学、物理方程,比如正态分布、欧拉恒等式、库仑定律、真空磁导率等等。


Wolfram 上有一个介绍各种含 π 公式的页面

mathworld.wolfram.com/PiFormulas.html


可以大胆的说:你每天都经历着圆周率!圆周率已经渗透到了你生活的每个角落。


保持了千年的近似值

古人们知道了派的存在后,就开始计算派到底是多少了。最早的时候,派被近似为 3。公元前 1600 年,林德数学手卷(Rhind Mathematical Papyrus)中将派估算为  256/8≈3.16。公元前 3 世纪,阿基米德估计派的大小在 223/71 和 22/7之间。公元前 2 世纪,托勒密用 377/120 作为派的估值。


到了公元 3 世纪,中国数学家刘徽估算出派为 3.141864。到了公元 5 世纪,中国数学家祖冲之更是了不起的算出派在 3.1415926 和 3.1415927 之间。祖冲之对圆周率的精确估算,一直保持了将近一千年,才被阿拉伯数学家卡西打破。


边数越多,越像一个圆!© El Caro/CC BY-SA


在那个没有计算机的年代,数学家们采用割圆术来估算圆周率。将圆分割成多边形,分割的越细、多边形的边数越多,多边形就会越近似于一个圆。刘徽当年割到 3072 边形,祖冲之更是丧病的割到了 24576 边形!难怪他的记录可以被保持千年之久!



割圆术是个啥?

魏晋时期,大数学家刘徽(约225年—约295年)提出了"割圆术",即将圆周用内接或外切正多边形穷竭的一种求圆面积和圆周长的方法。

刘徽先从圆内接正六边形,逐次分割一直算到圆内接正192边形,得出圆周率=3.14之后,继续割圆到1536边形,求出3072边形的面积。

刘徽最后计算出,圆周率约等于3.1416。

到南北朝时期,祖冲之(429-500)在刘徽基础上继续割圆,他割到了24576边型,最终得出圆周率在3.1415926和3.1415927之间的结论。

祖冲之成为世界上第一位将圆周率值计算到小数第7位的科学家。

到了15世纪,阿拉伯数学家卡西初求得圆周率17位精确小数值,这才打破祖冲之保持了近千年的纪录。数学家鲁道夫·范·科伊伦(Ludolph van Ceulen,1540年1月28日—1610年12月31日)于1596年将π值算到20位小数值,后投入毕生精力,于1610年算到小数后35位数,该数值被用他的名字称为鲁道夫数。

电脑时代的十万亿位

随着电脑的诞生,让圆周率的计算得以进一步加强。

1946年2月14日,世界上第一台通用计算机ENIAC诞生,这也是继ABC(阿塔纳索夫-贝瑞计算机)之后的第二台电子计算机。

1949年,冯·诺依曼等科学家利用这部电脑计算出π的2037个小数位。

1973年,Jean Guilloud和Martin Bouyer以电脑CDC 7600发现了π的第一百万个小数位。

1989年美国哥伦比亚大学研究人员用克雷-2型(Cray-2)和IBM-3090/VF型巨型电子计算机计算出π值小数点后4.8亿位数,后又继续算到小数点后10.1亿位数。2010年1月7日,法国工程师法布里斯·贝拉将圆周率算到小数点后27000亿位。2011年10月16日,日本人近藤茂利用家中电脑将圆周率计算到小数点后10万亿位,

在最后,给出一下π费曼点的767位:

3.14159265358979323846264338327950288419716939937510582097494459230781640628620899862803482534211706798214808651328230664709384460955058223172535940812848111745028410270193852110555964462294895493038196442881097566593344612847564823378678316527120190914564856692346034861045432664821339360726024914127372458700660631558817488152092096282925409171536436789259036001133053054882046652138414695194151160943305727036575959195309218611738193261179310511854807446237996274956735188575272489122793818301194912983367336244065664308602139494639522473719070217986094370277053921717629317675238467481846766940513200056812714526356082778577134275778960917363717872146844090122495343014654958537105079227968925892354201995611212902196086403441815981362977477130996051870721134999999

试试看,你能背到多少位吧!



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