編譯 七君
每年的3月14日,都是圓周率日,也就是“派日”,因?yàn)閳A周率派的前三位數(shù)字是3.14。實(shí)際上,派包含的數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止3.14這3個。如果你愿意,你可以一直寫下去,寫到天荒地老也寫不完派所含有的數(shù)字。為什么派含有這么多數(shù)字呢?為什么它不可以就是簡簡單單的3呢?
要回答這個問題,我們可以做一個簡單的小實(shí)驗(yàn)。如果你家里有圓形的碗、棉線和尺子的話,可以拿出來試一試。
首先,我們把碗倒扣在桌子上,然后用棉線繞著碗圍一周。接著我們用尺子量一下這段棉線的長度,這就是碗的周長。好了,接下來是實(shí)驗(yàn)的第二步,我們在碗的邊緣找一個點(diǎn),把棉線按在這個點(diǎn)上,然后拉直棉線在碗的邊緣上摸索,找到離最開始那個點(diǎn)最遠(yuǎn)的地方。找到以后,再用尺子量一下這段棉線的距離,這就是碗的直徑。
現(xiàn)在我們就可以進(jìn)行第三步了——用周長除以直徑??匆豢闯甑臄?shù)字,是不是很接近3.14呢?如果你覺得不對,那可以再拿一個不同的圓碗來試一試,也可以拿罐頭蓋子、圓形的鬧鐘或者其他圓形的東西來試一試。不管你怎么試,圓周長除以直徑后得到的數(shù)字就是接近3.14。
這就是派的來歷。派就是圓周長除以直徑后得到的數(shù)字,這是圓的性質(zhì),并不隨著圓的大小而發(fā)生改變。從另一方面來說,如果你沒有得到3.14,那就說明你的實(shí)驗(yàn)工具并不是標(biāo)準(zhǔn)的圓啦!
那么,如果派并不是3.14…,而是別的什么數(shù)字,會發(fā)生什么事情呢?實(shí)際上,在很早以前,有一個印度的數(shù)學(xué)家也曾經(jīng)思考過這個問題。他認(rèn)為派不等于3.1415…,而等于3.2。他甚至還規(guī)定課堂上的學(xué)生都要用3.2來當(dāng)作派的值。
如果派等于3或者3.2,這就意味著派是一個有理數(shù)。什么是有理數(shù)呢?分?jǐn)?shù),比如三分之一,還有整數(shù),比如1、2、3,含有有限位數(shù)的小數(shù)比如0.33333,以及小數(shù)點(diǎn)后含有無限重復(fù)數(shù)字的小數(shù)都屬于有理數(shù)。
當(dāng)古代的數(shù)學(xué)家們一開始研究數(shù)字時(shí),有理數(shù)是最先被發(fā)現(xiàn),也是最先被研究的。這很容易理解,我們的生活中就充滿了許多顯而易見的有理數(shù),比如人的個數(shù)、盤子的個數(shù)都是整數(shù),你可以把餅均勻地切成2份、3份等等。因此,古時(shí)候的數(shù)學(xué)家認(rèn)為數(shù)學(xué)以及我們的世界都像有理數(shù)一樣,充滿了秩序,非常整齊。既然有有理數(shù),那么是不是也有無理數(shù)呢?你猜得沒錯。不過無理數(shù)的發(fā)現(xiàn)過程十分艱辛,因?yàn)楫?dāng)時(shí)許多人認(rèn)為無理數(shù)的存在破壞了世界的秩序和美感。
據(jù)說,當(dāng)畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的一個數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)了無理數(shù)的時(shí)候,其他人把他推下了水。
派就是一個無理數(shù)。無理數(shù)的最大特點(diǎn)就是,小數(shù)點(diǎn)后面的無限多的數(shù)字并不重復(fù)。如果你覺得這很難理解,看一看派的前100位數(shù)字吧!
3.14159265358979323846264
338327950288419716939937
510582097494459230781640
6286208998628034825342
1170679.
在自然界里也存在派,我們的瞳孔還有水塘里蕩漾的波紋都是圓形,它們就蘊(yùn)含著派。愛因斯坦甚至在河流的形狀中發(fā)現(xiàn)了派的存在。奇怪的是,圓周率日也是愛因斯坦的生日。這真是一個有趣的巧合。
說了這么多有理數(shù)、無理數(shù),你也應(yīng)該餓了,去吃一片蘋果派吧!
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