Pi(或π)是一个数学常数。它是一个周围的距离与圆的直径之比。这产生了一个数字,而且这个数字总是相同的。然而,这个数字是相当奇怪的。这个数字从3.141592653589793开始......一直持续下去,没有尽头。像这样的数字被称为无理数。

直径是指可以装入圆内的最大弦。它通过圆的中心。围绕一个圆的距离被称为圆周率。尽管不同的圆的直径和周长是不同的,但数字π保持不变:它的值从未改变。这是因为圆周率和直径之间的关系始终是相同的。

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π = C d {displaystyle pi ={frac {C}{d}}}。{\displaystyle \pi ={\frac {C}{d}}}(pi等于周长除以直径)。

Pi是一串无尽的数字Zoom
Pi是一串无尽的数字

近似值

Pi通常被正式写成π或希腊字母π,作为一种快捷方式。Pi也是一个无理数,意味着它不能写成分数( a b {displaystyle a over b}{\displaystyle a \over b} ),其中'a'和'b'是整数(整数)。这基本上意味着,小数点右边的π的数字永远不会重复,而且不可能把π的精确值写成一个数字。圆周率只能是近似值,或测量到一个足以满足实际需要的数值。

一个接近π的数值是3.141592653589793238462643...圆周率的一个常见的分数近似值是22 7 {displaystyle 22\over 7} ,得出约3.14285714。{\displaystyle 22 \over 7}这就产生了大约3.14285714。这个近似值与π的真值相差0.04%。虽然这个近似值在现实生活中的大部分使用是可以接受的,但分数355 113 {displaystyle 355\over 113}{\displaystyle 355 \over 113} 更准确(给出约3.14159292),当需要一个更接近π的值时可以使用。计算机可以用来获得更好的π的近似值。

2019年3月,艾玛-岩尾计算出π的数值为31.4万亿位。

用一个直径为1的圆来表示如何求出π的图示。这个圆的周长是π。Zoom
用一个直径为1的圆来表示如何求出π的图示。这个圆的周长是π。

历史

古代印度数学家如Bhaskaracharya和Aryabhatta知道π的数值。

数千年来,数学家们一直知道圆周率,因为他们在同样长的时间里一直在研究圆。像巴比伦人这样古老的文明已经能够将π近似于许多数字,例如分数25/8和256/81。大多数历史学家认为,古埃及人没有π的概念,这种对应关系是一种巧合。

第一个关于圆周率的文字记载可以追溯到公元前1900年。大约在公元前1650年,埃及人阿梅斯在林德纸莎草纸上给出了一个数值。巴比伦人通过简单地做一个大圆,然后在圆周和直径上粘上一根绳子,记下它们的距离,然后用圆周除以直径,就能发现π的值略大于3。

关于圆周率的知识又传到了欧洲,传到了希伯来人的手中,他们在《圣经》中被称为《旧约》的一节中把这个数字列为重要内容。在这之后,试图找到π的最常见的方法是在任何一个圆内画一个多面的形状,用这个形状的面积来求π。例如,希腊哲学家阿基米德用一个有96条边的多边形来寻找π的值,但公元500年的中国人却能用一个有16384条边的多边形来寻找π的值。希腊人,如克拉佐米纳的阿纳克萨戈拉,也忙于找出圆的其他属性,如如何制作圆的正方形和对数字π的平方。从那时起,许多人就一直试图找出更多更精确的π值。

圆周率的历史

哲学家

日期

近似值

克劳迪厄斯-托勒密

公元150年左右

3.1416

祖冲之

430-501 CE

3.1415929203

姆瓦利兹米(al-Khwarizmi)

公元800年左右

3.1416

喀什

1430年左右

3.14159265358979

维埃特

1540-1603

3.141592654

罗敏

1561-1615

3.14159265358979323

范库伦

1600年左右

3.14159265358979323846264338327950288

在16世纪,越来越好的求π方法出现了,比如法国律师François Viète开发的复杂公式。希腊符号 "π "的首次使用是在威廉-琼斯1706年写的一篇文章中。

一位名叫兰伯特的数学家也在1761年表明,数字π是无理的;也就是说,按照正常的标准,它不能被写成分数。另一位名叫林德曼的数学家也在1882年表明,π是被称为超越数的一组数字的一部分,这些数字不能成为多项式方程的解。

除了圆以外,圆周率还可以用来计算许多其他东西。除了研究形状的几何学之外,圆周率的特性使其能够被用于数学的许多其他领域。其中一些领域是复杂分析、三角学和数列。

现实生活中的Pi

今天,有不同的方法来计算π的许多位数,但这用途有限。

Pi有时可以用来计算任何圆的面积或周长。要计算一个圆的周长,可以用公式C(周长)=π乘以直径。要想知道圆的面积,请使用公式π(半径²)。这个公式有时被写成A=π r 2 {\displaystyle A=pi r^{2}} ,其中r是变量,代表圆的面积。{\displaystyle A=\pi r^{2}}其中r是任何圆的半径的变量,A是该圆的面积的变量。

计算一个圆的周长,误差为1毫米。

  • 半径为30米时需要4位数字
  • 半径等于地球的10位数
  • 15位数字,半径等于地球到太阳的距离。

人们一般把3月14日作为圆周率日来庆祝,因为3月14日也被写成3/14,它代表圆周率近似值中的前三个数字3.14。圆周率日始于2001年期间。

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问题和答案

问:什么是数字ً?
答:ً是一个数学常数,是圆的周长与直径的比值。

问:这产生什么?
答:这产生了一个数字,而且这个数字总是相同的。

问:这个数字是怎么开始的?
答:这个数字从3.141592653589793开始......一直到现在,没有尽头。

问:这些是什么类型的数字?
答:这些数字被称为无理数。

问:什么是圆的直径?
答:圆的直径是指通过圆心,可以装入圆内的最大弦。
问:什么是圆的周长?答:围绕圆的距离称为圆周率。

问:圆周率在不同的圆里都是不变的吗?答:是的,无论什么圆,圆周率都是不变的,因为它们的周长和直径之间的关系总是保持不变的。

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