Jak działa Pi

Mar 13 2019
Niezależnie od tego, czy okrąg jest tak duży jak planeta Mars, czy tak mały jak piłeczka tenisowa, stosunek jego obwodu do średnicy będzie zawsze równy pi (3,14). Ale dlaczego?
Pi to niezwykle interesująca liczba, która jest ważna dla wszelkiego rodzaju obliczeń matematycznych. alengo / Getty Images

Pi fascynuje matematyków od 4000 lat. To najrzadsza ze stałych matematycznych, niezawodnie dokładny stosunek, który również nie ma końca. Cyfry Pi zostały obliczone z dokładnością do ponad 22 bilionów miejsc po przecinku bez ich powtarzania (to się nazywa „ liczba niewymierna ”).

Definicja liczby pi jest prosta: jest to stosunek obwodu koła do jego średnicy. Ale niezwykłe jest to, że bez względu na rozmiar mierzonego koła, stosunek obwodu do średnicy zawsze będzie wynosił 3,1415926535897, zwykle skracany do 3,14. Podziel obwód piłki tenisowej przez jej średnicę, a otrzymasz 3,14. Podziel obwód planety Mars przez jej średnicę, a otrzymasz 3,14. Podziel obwód znanego wszechświata przez jego średnicę - zrozumiesz. Jak to ujął jeden z matematyków: „Pi jest częścią natury koła. Gdyby stosunek był inny, nie byłoby to koło”.

Poniższy rysunek pokazuje, jak obwód koła o średnicy 1,27 cala (32,35 milimetra) jest równy odległości liniowej 4 cali (10,16 centymetra):

Jak można sobie wyobrazić, 4,0 (obwód) / 1,27 (średnica) = 3,14.

Pi jest krytyczne dla kilku podstawowych obliczeń w geometrii, fizyce i inżynierii, w tym dla pola koła (πr2) i objętości cylindra (πr2) h. Kiedy starożytni Babilończycy próbowali zmierzyć dokładne obszary okręgów w 1900 roku pne, przypisali wartość pi równą 3,125. Starożytni Egipcjanie wymyślili 3.1605. Greckiemu matematykowi Archimedesowi (287-212 pne) i chińskiemu matematykowi Zu Chongzhi (429-501 n.e.) przypisuje się obliczenie najdokładniejszych przybliżeń liczby pi, zanim rachunek różniczkowy i superkomputery dały nam ostateczną odpowiedź [źródło: Exploratorium ].

W 1706 roku walijski matematyk samouk William Jones przypisał grecką literę π tej magicznej liczbie bez końca, prawdopodobnie dlatego, że π jest pierwszą literą greckich słów oznaczających peryferia i obwód. Użycie symbolu zostało później spopularyzowane przez osiemnastowiecznego szwajcarskiego matematyka Leonharda Eulera, ale zostało przyjęte na całym świecie dopiero w 1934 roku.

Fakt, że pi można znaleźć wszędzie - nie tylko w okręgach, ale także w łukach, wahadłach i nawigacji międzyplanetarnej - i że jest nieskończenie długi, zainspirował kult, który obejmuje wiele geekowych tatuaży, a nawet własne święto narodowe. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się, jak Ty też możesz świętować Narodowy Dzień Liczby Pi.

Narodowy Dzień Pi

Ten model jest gotowy do świętowania Dnia Pi, gdy idzie po wybiegu na pokazie Niyazi Erdogan podczas Mercedes Benz Fashion Week w Stambule w Turcji, 2015.

Narodowy Dzień Pi został oficjalnie uznany przez Kongres Stanów Zjednoczonych w 2009 r., Ale (zdecydowanie nie „kwadratowe”) korzenie tego święta sięgają 1988 r., A niejaki Larry „Książę π” Shaw [źródło: Exploratorium ]

Shaw był ukochanym wieloletnim pracownikiem Exploratorium, muzeum nauki w San Francisco w Kalifornii, i wpadł na pomysł „Dnia π” podczas rekolekcji dla pracowników w 1988 roku po śmierci założyciela Exploratorium, Franka Oppenheimera. To było prawie zbyt doskonałe: pierwsze cyfry Pi to 3,14 - 14 marca!

Co więcej, 14 marca to także urodziny Alberta Einsteina , co sprawia, że ​​π Day to najlepszy dla geeków podwójny nagłówek.

Pierwsze obchody Dnia π to nic innego jak Shaw i jego żona rozdający plastry ciasta owocowego i herbatę o 13:59 (trzy cyfry po 3.14), ale święto szybko zyskało sławę w Bay Area.

Shaw ostatecznie zbudował „Pi Shrine” w Exploratorium, okrągłą klasę z okrągłą mosiężną tablicą pośrodku. Każde święto Pi w Exploratorium kończyło się kolorową paradą prowadzoną przez Shawa, który wysadził swój boombox (z remiksem „Pomp and Circumstance” ustawionym na cyfry pi) i okrążał Świątynię Pi dokładnie 3,14 razy. Parada zakończyła się zaśpiewaniem „Happy Birthday” Albertowi Einsteinowi.

Książę π zmarł w 2017 roku, ale coroczna impreza Exploratorium trwa nadal, podobnie jak obchody Dnia π na całym świecie. Popularne sposoby świętowania obejmują pieczenie ciasta i innych okrągłych smakołyków; wykonanie łańcucha pi z papieru konstrukcyjnego, w którym każde 10 cyfr ma inny kolor; i tworzenie kolażu z okrągłych kształtów [źródło: Narodowy Dzień Pi ].

Możesz także rzucić wyzwanie znajomym na konkurs zapamiętywania pi. Dla małego kontekstu, obecny rekord świata w zapamiętywaniu i recytowaniu większości cyfr pi został ustanowiony przez Suresha Kumara Sharmę z Indii w 2015 roku, kiedy wyrecytował oszałamiające 70 030 cyfr w 17 godzin i 14 minut. Dlaczego nie zaczniesz od 20?

Wiele Więcej informacji

Powiązane artykuły

  • Jak działają zgniatacze atomów
  • Matematyk twierdzi, że 159-letnia hipoteza Riemanna
  • Co to jest teoria liczb?
  • 10 rzeczy, których nie wiedziałeś o Einsteinie
  • Biliony i biliardy: krótki przewodnik po absurdalnie dużych liczbach

Więcej świetnych linków

  • NASA's Pi in the Sky Challenge
  • PiDay.org

Źródła

  • Exploratorium. „Krótka historia Pi (π)” (8 marca 2019 r.) Https://www.exploratorium.edu/pi/history-of-pi
  • Exploratorium. „A Slice of Pi (π) Day History” (8 marca 2019 r.) Https://www.exploratorium.edu/pi/pi-day-history
  • Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA. „Ile miejsc po przecinku liczby Pi jest nam naprawdę potrzebne?” 16 marca 2016 r. (8 marca 2019 r.) Https://www.jpl.nasa.gov/edu/news/2016/3/16/how-many-decimals-of-pi-do-we-really-need /
  • Światowa lista rankingowa Pi. „Pi World Ranking List” (8 marca 2019 r.) Http://www.pi-world-ranking-list.com/index.php?page=lists&category=pi
  • Roberts, Gareth Ffowc. „Dzień Liczby Pi 2015: Poznaj człowieka, który wynalazł Pi”. Opiekun. 14 marca 2015 (8 marca 2019) https://www.theguardian.com/science/alexs-adventures-in-numberland/2015/mar/14/pi-day-2015-william-jones-the-welshman- kto wynalazł pi