回覆列表
  • 1 # 裸猿的故事

    不同的進位制並不會改變數的本質,只是換了一套表示符號和表示的形式罷了。

    首先要搞清楚,進位制和進位制之間是可以互換的,問題並不在於進位制,而在於圓周率是個無理數。無理數的特徵就是無限不重複,不管用什麼進位制來表示它,它依然是無限不重複的。不過,還是讓我們說說進位制和進位制轉換原理吧,理解下進位制和進位制轉換,可以鍛鍊大腦,也算是一個大腦體操,有助於防止痴呆。數字也是具有魔力的呢。

    進位制

    不同的進位制的意思就是逢幾進位,就是幾進位制。關鍵在進位操作上。

    比如逢二進位就是2進位制,在2進制中,是沒有2這個數字的,因為逢2就要進位了,二進位制中只有1和0這兩個數字,因此十進位制中2,到了2進制中就要寫成10。

    在2進制中1+1 = 10 (在十進位制中1+1 = 2)

    程式設計師經常說的一個段子就是:

    世界上只有10種人,一種是懂二進位制的另一種是不懂二進位制的。

    好笑嗎,哈哈哈,這種段子只有IT宅男宅女才覺得好笑吧。

    而在十進位制中,我們有從0到9這些數字,同樣也沒有一個單獨的十這個數字,因為逢十就要進位:

    因此9+1 = 10

    同樣的在十六進位制中,有從0到9以及ABCDEF(分別代表十進位制中,10,11,12,13,14,15)

    當F + 1 = 10 (在十進位制中這等於 15 +1 = 16)

    掌握了這個原理,那麼你可以自創任意數字進位制,比如三進位制。

    在三進制中只有0,1,2而沒有3,在三進制中,2+1=10

    因此只要我們看見這樣一個式子:

    7+1 = 10

    我們就知道這是八進位制!因為逢八就要進位。

    那麼如何在不同的進位制間轉換呢?

    來讓我們看看這其中的門道,先從我們最熟悉的十進位制數開始吧。

    比如314這個十進位制數是啥意思,讓我們展開它:

    314 = 3*10^2+1*10^1+4*10^0

    這個展開中之所以會出現10^2 10^1 10^0,就是因為這是一個十進位制的數,

    3在所謂的百位上,表示300

    而300 = 3*100

    100 = 10^2

    這不是偶然而是必然。

    假如314這個數是八進位制數,那它的展開就成了這個樣子,

    314 = 3*8^2+1*8^1+4*8^0

    因為逢八就要進位。

    而假如這是一個16進位制的數,那它的展開就成了這個樣子,

    314 = 3*16^2+1*16^1+4*16^0

    當然,314絕不可能是一個2進位制數,因為2進位制數只有1和0,沒有別的數字。

    現在讓我們把314這個十進位制數轉換成其它進位制的數,讓我們看看怎麼轉換。

    以十進位制轉換為二進位制為例

    要將一個十進位制數轉換成二進位制數比如314進行轉換,那就意味著要寫一個二進位制展開的式子。

    314 = 1*2^X1 + 0或1*2^X2+0或1*2^X3+....+0或1*2^0

    從X1到0,是一個連續遞減1的數列,為了方便X這一系列的數,繼續使用十進位制,而X等於幾,代表是相應的1或0位於多少位上,總之最後一位就是個位。

    因為314介於2^9(512)和2^8(256)之間,因此:

    314 = 1*2^8+餘數;而餘數為314-256 = 58;所以314 = 1*2^8+58

    現在繼續把餘數也全部轉換為為2的多少次方相加的形式即可。

    要快速計算的話就必須使用對數技巧,直接計算log2(58),而這個對數可以轉換成標準的以10為底的對數,log2(58)= log58/1og2 = 5,只需要保留整數即可,小數部分即是餘數。

    所以58 = 1*2^5+餘數 ,餘數為58-2^5 = 58-32 =26,繼續迴圈上面那個對數方法

    26 =1*2^4+餘數 ,餘數為26-1*2^4=10

    而10=1*2^3+2=1*2^3+1*2^1

    現在把上面所有式子寫到一起:

    314 = 1*2^8 + 1*2^5 + 1*2^4 + 1*2^3+1*2^1

    注意2^x次方的數字要連續,從x要一直寫到0,式子中缺少的部分需要用0補齊,因此完整的二進位制展開式為:

    314 = 1*2^8 + 0*2^7+ 0*2^6+1*2^5 + 1*2^4 + 1*2^3+ 0*2^2+1*2^1+ 0*2^0

    把上面式子中的1或0按順序從左到右抄寫下來 100111010,這個數就是十進位制數314轉換為二進位制數之後的表示形式。

    如果要轉換成別的進位制原理同上,比如轉變為16進位制,我就直接寫答案了。

    314 =1*16^2+3*16^1+A*16^0=256+48+10 = 314 ,注意數字10在十六進位制中寫成A,

    因此314(十進位制) = 13A(十六進位制)

    直到1760年,才有數學家證明圓周率是個無理數

    圖示:Pi(π)是一個著名的無理數,當前透過計算機已經算出Pi,超過了千萬億的數位,但仍然沒有找到任何模式。

    由於圓周率在生活中有用,因為我們到處都在用輪子,因此計算圓周率這事兒東西方的古人就都在琢磨這事兒了。因為圓周率=周長/直徑 ,如果知道比較精確的圓周率的值,那麼我們要做一個直徑5的輪子,就知道大概需要多少的材料來做,假如你認為圓周率等於4,那麼你就會用長度大約20的材料來做,但顯然這樣做出的輪子,做完之後一量就不是5,誤差比較大,古人用逼近法,很快就發現圓周率大約為3.14,這對當時的手工業來說,已經足夠精確了。但圓周率這東西卻不可避免的引發了數學家們的興趣,他們都想知道圓周率的精確值,這其間中國著名古代數學家祖沖之用割圓法使用畢生之力,將圓周率推到了小數點後八位。但現在的計算機程式,可以在瞬時間將圓周率計算到千萬位,這就是技術的進步。

    圖示:圓周率可以表示成一些非常有規律的連分數形式,在不同的位置截斷,就能得到不同精度的圓周率。

    雖然東西方的數學家都在琢磨圓周率,但直到1760年,才由數學家Johann Heinrich Lambert最早證明了π(pi)是無理數,其後又有其他數學家用各種方法證明了π(pi)是無理數,在這裡就不給出證明過程了,因為這已經超過了大多數人的數學能力。我們直接接受這個結論即可。

    關於圓周率真正神奇之處不在於它是個無理數,而在於它還很可能是一個包含了所有可能的數字組合的無理數。我在一個圓周率網站上查詢20190314這串數字,表示2019年03月14號的意思,結果還真被我找到了,該網站提供圓周率前10億位數字的數字串查詢功能,執行速度飛快。但由於只包含了前十億位,因此就別去查詢身份證號了,幾乎不可能查到,因為純數字的身份證號已經超過10億了。

    如果圓周率真的包含了所有可能的數字組合,那麼理論上說,圓周率中就包含了世間萬物,一切的一切,過去現在未來的事情都在圓周率中,只是我們無法用合適的方法將它解碼出來。

    圖示:美劇《疑犯追蹤》的S02E11,哈羅德·芬奇的一個驚豔片段。疑犯追蹤就是高科技算命,能提前預知有人要犯罪,我個人不喜歡這個美劇,不喜歡這種高科技算命的玩意兒。但這段介紹圓周率的話,的確很不錯。

  • 2 # 郭成3點14159

    是啊!願你所言,用pai進位制,就是π進位制,結果很漂亮,很直接,圓周率就等於一了!沒錯,就是:

    圓周率=1。

  • 3 # 賽先生科普

    曾經我也有過這樣的想法,以為π的無限不迴圈性質只是因為它是十進位制下的結果

    但實際上進位制並不會改變π是無限不迴圈小數的性質,比如π在二進位制下的數值結果就是:11.001001000011111101101010100010001......,仍舊是無限不迴圈

    換做十六進位制仍舊不會改變這個性質。除此以外,在二進位制下的圓周率數值還意味著一個“可怕”又“不可怕”的結論(我們都知道計算機內部的資料都是以二進位制形式儲存的,因此二進位制下的π包含任意一段有限長的01串)

    於是,可怕之處在於:它包含著全世界任意一臺計算機內的任意資料;不可怕之處在於:雖然它包含了你計算機裡的所有資料,但你卻基本沒有可能將它找出來,因為π算不盡(包含的意思就是:如果時間足夠,還是可以找出來的,關鍵是這時間太久了)

    可以看下面的一副圖(來自美劇《疑犯追蹤》片段)非常有意思

    不論是從數學上還是物理上,圓周率π都是一個非常有意思的數字。

    期待您的點評和關注哦!

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 追風箏的人中的好段落摘抄並做出點評,評價,必須帶賞析和點評句子?