APP下载

说说圆周率

2020-05-13华腾飞

少儿科技 2020年3期
关键词:位数圆周率小数点

华腾飞

在数学领域内,圆周率是非常有趣的常数,有人特意为它设立了一个纪念日——国际圆周率日。现在,我们就说说这个数吧。

大家都知道,任意一个圆的周长与直径的比值都是一个常数,人们把这个常数称为圆周率,并用希腊文“圆周”的第一个字母π来表示。目前,人们认为它是一个无理数,小数无限多且不循环。

人类对圆周率的研究由来已久:

公元前3世纪,古希腊著名学者阿基米德研究圆周率,求得圆周率的近似值为3.14。我国古代数学著作《周髀算经》成书于公元前l世纪,有“勾股圆方圖”的记载,汉代赵爽注释“圆径一而周三”,即认为圆周率为3。

3世纪,我国数学家刘徽创造性地提出了割圆术,得出圆周率的值为3927/1250(即3.1416),确定了圆周率小数点后3位数。这个值的精确度在当时世界上处于领先地位。约200年后,祖冲之利用割圆术,夜以继日、成年累月地计算,算出圆周率在3.1415926与3.1415927之间。人类第一次确定了圆周率小数点后6位数。祖冲之得出的这一精确纪录保持了千年之久。

1579年,法国数学家韦达将圆周率正确计算到小数点后第9位数。17世纪后,由于数学理论发展,计算圆周率的公式有很多,德国数学家卢多夫计算出的圆周率小数部分有35位数,英国数学家梅钦计算出的圆周率小数部分突破100位数,英国数学家威廉·香克斯自称已算到小数点后第707位数(70多年后,人们通过电子计算机的计算发现,香克斯计算出的圆周率小数部分第528位数是错的)……

大多数同学能计算出圆周率小数点后4位数,一般计算器能算出小数点后8位数。计算圆周率很考验人们的智力和耐心,好在电子计算机可以极大地减轻“π迷”的工作量。

1949年,美国人赖脱威逊用电子计算机算了70小时,算出的圆周率小数部分突破2000位数。仔细观察这一长串数字,人们看不出什么规律。

此后,圆周率的精确度得到进一步提升。1958年,圆周率被算到小数点后第1万位数;1961年,圆周率被算到小数点后第10万位数;1967年,圆周率被算到小数点后第50万位数;1973年,圆周率被算到小数点后第100万位数;1981年,圆周率被算到小数点后第200万位数……

1986年以后,人们计算圆周率就靠超级计算机来创新纪录了:1987年,圆周率被算至小数点后第1亿位数;2002年,圆周率被算至小数点后第1万亿位数;2011年,圆周率被算至小数点后第10万亿位数……

其实,人们把圆周率算到小数点后第11位数,就足以精确地计算地球的周长。科学家估计,把圆周率算到小数点后第30位数,用这个值来计算已知宇宙中的物体的周长所出现的误差已极其微小。

既然如此,人们为什么要花费很大精力去算更精确的圆周率呢?说起这个,“π迷”有各自的动机。

有人认为圆周率也许不是无理数,想找出小数部分从哪里开始循环。有人想分析圆周率中各数字出现的概率。有人出于好奇,想创造新的纪录。还有人想借此测试新的计算机或计算程序。比如,法国巴黎数字电视软件工程师贝拉尔说,他“对π的小数部分并不特别感兴趣”“倒是计算部分是程序方面的挑战”,他将计算过程表述为“做一些理论性工作并测试计算机”。由此看来,计算圆周率确实是一种测试计算机和计算程序的方式,计算过程要完全正确,即使是微小的错误也会导致计算结果谬以千里。

迷人的圆周率,人们已经算了它2000多年,仍未看到它的“庐山真面目”。但是,它越来越精确,代表着人类对事物认识的不断深入。如果大家继续研究,认真观察,动脑思考,说不定会发现更新、更奇妙、更有趣的有关圆周率的知识呢!

猜你喜欢

位数圆周率小数点
祖冲之计算圆周率
暑假训练营·两位数乘两位数和小数的初步认识
关于圆周率,你可能不知道这些
《两位数除以一位数笔算除法》教学设计
比大小有窍门
π传奇
小数点移到哪去了
叶丽娅的年龄
超级小数点
小数点流行病