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  • 1 # 長眉

    我想就這位同學提出的問題,談一談我對圓周率的新認識,僅供參考。大家都知道,前輩數學家為我們求得圓周率π值,是一個無理數,無理數是無限不迴圈小數,圓周率真的需要象無理數那樣,必須無限精確嗎?我認為不需要!求圓周率就是求極限,若將求極限值,變成了求無限精確值,就成了芝諾悖論式的無限小,與圓周長都是有限值,不必無限精確不符。先來看芝諾悖論裡的人阿基里斯是如何追龜的。阿基里斯追龜的速度,是龜爬行速度的十倍,龜先爬500米後,阿基里斯在距離龜500米處,開始追趕,當阿基里斯追到500處,龜又向前爬了50米,當阿基里斯追到550米處,龜又向前爬了5米,當阿基里斯繼續追到555米處,龜又向前爬了0.5米……如此永遠追下去,阿基里斯雖然離烏龜越來越近,但總還有0.05米,0.005米……的小距離,故芝諾悖論認為,阿基里斯永遠都追不上烏龜。人追不上烏龜這麼荒唐事,在現實裡當然不會發生,阿基里斯完全可以在有限的時間和有限的距離內,追上和超過烏龜,請看分析,上面說了,阿基里斯用1小時時間追到烏龜先爬過的500米處,烏龜在這1小時間裡,又向前爬了50米,阿基里斯再用6分鐘時間,追到烏龜爬出的那50米處,這6分鐘時間裡,烏龜又向前爬了5米,阿基里斯用6秒鐘時間繼續追上這5米距離,這6秒鐘時間裡,烏又向前爬出0.5米,這0.5米只有一尺五寸長度,阿基里斯一步就跨過去了。累計上面的時間和路程可知,阿基里斯在1小時6分6一7秒時,或在總距離555.5米處,趕上和超過了烏龜。芝諾時代,人們不知道怎樣從數學上證明芝諾悖論是不符合實情況的,後來微積分問世,人們才從數學上求出了上面的時間極限值1小時6分6秒,和追趕距離極限值555.5米。這是人在直線跑道上追龜的實際情況,如果將上面的追龜跑道改為圓形跑道,555.5米為跑道的圓周,那阿基里斯也一樣在1小時6分6秒,追上爬到圓周終點555.5米處的烏龜,假如改用圓規劃圓的方式,讓圓規以阿基里斯同樣的速度(劃圓)追龜,圓規當然也能如阿基里斯一樣,在有限的時間內,劃出這個跑道的總圓周長555.5米,而不必無限精確下去。現在把圓周長換成6.28(2×3.14)無限精確,大家覺得無限精確合理嗎?有極限值,還需要無限精確嗎?我發現大自然是以黃金比例構造圓的,黃金比例只取黃金數0.618前三位小數為極限,就能使圓和萬物甄於完美,根本就不需要黃金數後面那個無限不迴圈來精確,現實中本來就不存在絕對精確,無論什麼數,其運算精度都是相對的,求圓周率本來是求極限值,如果還要無限精確,豈不又陷入了芝諾悖論的怪圈?

  • 2 # 老張教育新思享

    我們都知道圓周率π是無理數,但極少有人知道怎麼證明它。事實上,很多專業的數學學者也不瞭解具體的證明方法。究其原因,一是沒必要、二是大多數證明過程都太專業且不直觀。

    下面影片給出一個高中生也能看懂的證明方法,由瑞典數學家約翰·海因裡希·蘭伯特(1728年8月26日-1777年9月25日,瑞士數學家、物理學家、天文學家和哲學家)在1761年給出。

    此方法利用三角函式的泰勒級數展開,巧妙的反覆運用倒數技巧得到了 tan x的連分數表示,然後證明了這個連分數是一個無理數。據考究,這個也世界上第一個證明π是無理數的方法。此方法簡潔易懂,即使從現在的觀點來看,其思路也非常具有啟發性。

    進一步內容請看 [遇見數學翻譯小組] 核心成員中的一位老友翻譯帶來的這個影片.

    影片內容介紹方法可簡介如下:兩百多年前,“圓周率是無理數”才被德國數學家蘭伯特所證明。所謂的無理數是指無法用分數表示的數,只能寫作無限不迴圈的小數。當年,蘭伯特發現,tan(x)可用如下的連分式展開表示:

    證明:倘若x是非零的有理數,那麼,上述表示式肯定就是一個無理數。由於tan(π/4)=1,1是有理數,所以π/4是一個無理數,由此就證明了圓周率π是一個無理數。

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