每年的3月14日 , 都是圆周率日 , 也就是“派日” , 因为圆周率派的前三位数字是3.14 。 实际上 , 派包含的数字远远不止3.14这3个 。 如果你愿意 , 你可以一直写下去 , 写到天荒地老也写不完派所含有的数字 。 为什么派含有这么多数字呢?为什么它不可以就是简简单单的3呢?
我们可以做一个简单的小实验 。 如果你家里有圆形的碗、棉线和尺子的话 , 可以拿出来试一试 。
首先 , 我们把碗倒扣在桌子上 , 然后用棉线绕着碗围一周 。 接着我们用尺子量一下这段棉线的长度 , 这就是碗的周长 。 好了 , 接下来是实验的第二步 , 我们在碗的边缘找一个点 , 把棉线按在这个点上 , 然后拉直棉线在碗的边缘上摸索 , 找到离最开始那个点最远的地方 。 找到以后 , 再用尺子量一下这段棉线的距离 , 这就是碗的直径 。
现在我们就可以进行第三步了——用周长除以直径 。 看一看除完的数字 , 是不是很接近3.14呢?如果你觉得不对 , 那可以再拿一个不同的圆碗来试一试 , 也可以拿罐头盖子、圆形的闹钟或者其他圆形的东西来试一试 。 不管你怎么试 , 圆周长除以直径后得到的数字就是接近3.14 。
这就是派的来历 。 派就是圆周长除以直径后得到的数字 , 这是圆的性质 , 并不随着圆的大小而发生改变 。 从另一方面来说 , 如果你没有得到3.14 , 那就说明你的实验工具并不是标准的圆 。
那么 , 如果派并不是3.14… , 而是别的什么数字 , 会发生什么事情呢?实际上 , 在很早以前 , 有一个印度的数学家也曾经思考过这个问题 。 他认为派不等于3.1415… , 而等于3.2 。 他甚至还规定课堂上的学生都要用3.2来当作派的值 。
如果派等于3或者3.2 , 这就意味着派是一个有理数 。 什么是有理数呢?分数 , 比如三分之一 , 还有整数 , 比如1、2、3 , 含有有限位数的小数比如0.33333 , 以及小数点后含有无限重复数字的小数都属于有理数 。
当古代的数学家们一开始研究数字时 , 有理数是最先被发现 , 也是最先被研究的 。 这很容易理解 , 我们的生活中就充满了许多显而易见的有理数 , 比如人的个数、盘子的个数都是整数 , 你可以把饼均匀地切成2份、3份等等 。 因此 , 古时候的数学家认为数学以及我们的世界都像有理数一样 , 充满了秩序 , 非常整齐 。 既然有有理数 , 那么是不是也有无理数呢?你猜得没错 。 不过无理数的发现过程十分艰辛 , 因为当时许多人认为无理数的存在破坏了世界的秩序和美感 。
据说 , 当毕达哥拉斯学派的一个数学家发现了无理数的时候 , 其他人把他推下了水 。
派就是一个无理数 。 无理数的最大特点就是 , 小数点后面的无限多的数字并不重复 。 如果你觉得这很难理解 , 看一看派的前100位数字吧!
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在自然界里也存在派 , 我们的瞳孔还有水塘里荡漾的波纹都是圆形 , 它们就蕴含着派 。 爱因斯坦甚至在河流的形状中发现了派的存在 。 奇怪的是 , 圆周率日也是爱因斯坦的生日 。 这真是一个有趣的巧合 。
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