圓周率計算再次打破新紀錄!計算機專家Emma Haruka Iwao通過谷歌云(Google Cloud)的計算引擎,計算出了圓周率的100萬億小數位。那麼,計算出這麼多小數位的圓周率有什麼意義呢?圓周率能否被算盡呢?算盡圓周率又會怎樣?
圓周率是我們最早接觸到的數學常數之一。從數學上可以嚴格證明,無論圓有多大或多小,它們的周長比上直徑、或者面積比上半徑平方都是相等的定值,這就是圓周率π。
由于生產生活需要,為了計算圓的周長和面積,數千年前的古人很早就開始探索計算圓周率的方法。最初,古人估算出圓周率約為3,但隨著計算精度要求的提高,這個近似值無法滿足。
為了嚴謹地計算出圓周率的數值,中國古代和古希臘數學家都想到了通過割圓方法,利用極限思維來求解。
公元5世紀,中國數學家祖沖之算出圓周率介于3.1415926與3.1415927之間,他準確得到了圓周率小數位的前7位,這個精度在后來800年里,一直領先世界。
到了16世紀,數學家發現一些無窮數列的和或者積可用于表示圓周率,所以通過無窮級數就能直接算出圓周率。著名數學家萊布尼茨曾發現了這樣的圓周率無窮級數:
拉馬努金發現的收斂速度非常快的公式:
如果對無窮級數計算的項數越多,那麼,算出的圓周率也就會越精確。由于無窮級數是無窮無盡的,我們無法完全算出來。由此也就引出另一個重大問題,圓周率的所有小數位究竟能不能算盡?
直到18世紀開始,數學家構造出了一系列特殊的連分數和函數,最終嚴格證明了圓周率是一個無理數,而且圓周率平方也是無理數。既然是無理數,也就意味著圓周率無法用整數分數表示,其小數位是無窮無盡的,而且不會循環,所以圓周率不可能算盡。
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