创建或修改目录:/www/wwwroot/104.219.215.234/data 失败!
男同 動漫 比物理学不存在更恐怖的,是圆周率 - 我本初中第一季
我本初中第一季

男同 動漫 比物理学不存在更恐怖的,是圆周率

发布日期:2024-10-25 19:54    点击次数:93

《三体》中,杨冬在自裁前男同 動漫,怯生生地自问:

“大天然,真实天然的吗?”

你,认为呢?

再念念考一遍

这个问题

伦理片在线观看影院麒麟

怯生生了吗

...

1、举派求婚日

这是我见过,最独有的求婚。

今天,3 月 14 日。

数学系某男生,短暂单膝跪地,深情款款地望向女友,从背后掏出了...

... 苹果派?

我仔细看了看,发现这份苹果派,是一个很完好的三角形切片,而它的俯瞰图,和底下这个式子的详细完好重合:

我幡然醒觉,蓝本,他的求婚是这个含义。

若是你对这个式子有些目生,那咱们不妨把这份切片复位:

当今,它的外形是不是很像一个圆?

假定烘焙的是迷你派,直径只消 1 厘米,那它的周长,就会成为本日的最大主角:

π。

还紧记小时候,数学忠实条件你背诵的圆周率口诀吗?

3.141592653..

就在今天。

3.14,海外圆周率日。

你行将意志到:

这串数字背后,

囊括了,

通盘天地。

2、专治多样抵御

驰念中,高考邻近的五月,环球王人变得躁动。

某天,数学忠确切黑板上写下这个式子:

“强调过几许次了,大题要有完整的计较经过,着力呢?可爱只写谜底是吧?行,谁能告诉我,这个式子的谜底是几许?”

教室,鸦默鹊静。

忠实用讲尺敲了敲黑板,“连 π 王人认不出来,你们有什么好嘚瑟的?”

自后,在大学微积分课上,我才知谈,这个是约翰・沃利斯在 1655 年发现的沃利斯乘积,是欧洲第二个发现的无尽项圆周率公式:

沃利斯乘积浅陋诠释注解经过

难怪以前咱们王人答不上来了!

降维打击,赤裸裸的降维打击啊。

不外,我认为,数学忠实的这一招,值得学习!

下次,你想试探对方浅深的时候,还不错问问底下这个式子的值是几许:

若是对方千里默了,你就意味深长地说:“连 π 王人不结实,你照旧多读点书吧。”

毕竟,这是 π 的莱布尼茨公式,只消项次敷裕多,总数一定会徐徐接近 π。

天然,这个数列的敛迹速率很慢,要到 500,000 项之后,才气精准到 π 的第五少许...

但无论何如说,π,专治多样抵御!

3、无限不轮回

让咱们来重温沿途小学数学题:

请转移一根洋火棒,使得下方等式,造成另一个访佛等式。

题干中,之是以要强调“访佛等式”,是因为 π 是乖张数,并不成表露成两个整数之比的形式,天然咱们常用形如 22/7 的分数去访佛表露 π,但骨子上 π 是无限不轮回少许。

不外,每一个乖张数王人不错用一语气分数的形式来表露,π 也不例外,比如:

在职意一丝截断,王人能得到一个 π 的访佛值,若是我在第二行截断,那就能得到 22/7;若是我在第四行截断,就能得到 355/113。

之是以指出这两个值,是因为它们四肢圆周率的访佛值,在历史上曾大放异彩。

公元前 250 年,阿基米德在他的论文《圆的度量》中建议:

他使用的,是割圆法:

割圆法示意图,开端 [1]

圆的周长,介于它的外切多边形和内接多边形之间,当咱们不休增增多边形的边数时,不错不休松开之间的周长差,于是通过计较多边形的周长,就能得到具有一定精度的 π 值高下限。

而在古代中国,咱们对圆周率的探索,也源来已久。

在我国最陈旧的天文体和数学著述《周髀算经》 中,有这么一句话:“数之法出于圆方”,三国本事的数学家赵爽对其注释为:“圆径一而周三”,兴致是直径为 1 的圆,周长大致是 3。

可见,在其时,咱们使用的圆周率粗估值是 3。

公元 462 年,祖冲之在《缀术》中记载了他计较得出的圆周率访佛值 355/113,其伸开成少许的值是 3.1415929203...

祖冲之

在之后近 800 年的时候内,这王人是准确度最高的 π 估算值。

其实,圆周率的估算,在古代有着很径直的实际兴致。

例如,其时无论是等闲子民,照旧皇室贵族,王人十分情愫着一件事:什么时候会降雨、降雨量怎样。

为此,朝廷官员需要窜改历法,内部就触及了圆周计较,若是 π 的访佛值差错较大,就不成准确先见一年四季,终末径直影响通盘国度的民生大计。

而 355/113 的精准进程,不错例如来具体感受一下:

假定一个圆的直径是 10000 米,那用它计较出的圆周长与真值比拟,只是多了不到 3 毫米!

因此,祖冲之的这一建树,无论是对其时的匹夫匹妇匹夫子民,照旧对后世的讨论发挥,王人可谓是兴致紧要。

4、立时抛针得 π

既然今天是海外 π 日,咱们不妨一边吃派,一边玩个小游戏。

在纸上画满相距 4 厘米的平行线,找来 n 根 2 厘米长的牙签,立时地抛在纸上,终末统计牙签与平行线相交的次数 k,计较 n / k 的值。

立时抛掷

统计后发现,n / k 的值与圆周率 π 十分接近!

这,其实即是着名的蒲丰实验。

假定有一组距离为 a 的平行线,投掷的牙签长为 l,牙签与直线相交的概率,不错这么毛糙计较:

浅陋示意图

假定牙签 AD 与直线 MN 相交,B 是牙签的中点,牙签与直线的夹角为 θ,B 点到直线 MN 的垂直距离为 s,则需要满足 s≤lsinθ/2,牙签才会和直线相交。

牙签与直线 MN 相交的角度 θ 变化范围是 0~π,s 的变化范围是 0~a / 2,毛糙画出示意图如下:

示意图中的弧线是 s= lsinθ/2,则暗影部分代表着牙签与直线相交的情况,这个矩形面积代表着投掷总次数,是以相交概率不错这么计较:

在上述小游戏中,咱们聘请了参数 a=2l,因此,正好得到 n / k=π。

表面上而言,跟着投掷的次数增加,就不错得到越来越准确的 π 值,历史上也有不少东谈主也曾进行过这个实验:

部分历史实验数据表格,开端 [2]

若是仔细不雅察,就不错发现,π 值的精准度似乎并不和投掷次数成正比。

鲁谈夫投掷了 5000 次,拉兹里尼只投掷了 3408 次,但得到的 π 值,却比鲁谈夫精准好多。

对此,有不少学者也曾怀疑拉兹里尼的数据作秀。

但骨子上,这个投掷实验还触及到最优住手问题:究竟投到几许次住手,才气获取较优解。

撇开这些无论,蒲丰实验是第一个用几何形式抒发概率问题的例子,初度使用了立时实验处置深信性的数常识题,这不仅是蒙特卡洛要领的雏形,也促进了积分几何学的降生。

可别忘了,这一切的滥觞,王人源于咱们想条件出 π 值。

冥冥之中,似乎有什么在牵引着咱们,在不休探索圆周率的经过中,咱们触遭受了,更龙盘虎踞的宇宙。

5、超算热身操

咱们对圆周率的探索,跳动了几千年,从未住手。当咱们拨动时针,快进到这个期间,圆周率的故事,有了新的参与者:

超等计较机。

2021 年 8 月,瑞士的科学家刷新宇宙记录,使用超等计较机,将圆周率计较到了少许点后的 62.8 万亿位,耗时 108 天零 9 小时。

没意想,只是过了半年多的时候,记录又被冲突了!

2022 年 3 月,Google Cloud 将少许点后的 100 万亿位数王人给计较了出来,预计用了不到 158 天的时候,而第 100 万亿位,恰好是 0。

圆周率少许点后 100 万亿位的终末 100 位数,开端 [3]

事实上,若是从骨子测量的角度而言,圆周率 π 值精准到 39 位时,就不错将可不雅测天地的圆周计较,精准到一个原子大小,这还是能够满足现时绝大多半天地学的计较需求了。

既然如斯,计较上万亿的少许点位数,究竟有什么兴致?

你有莫得想过,超算发展如斯快速,但咱们要用什么要领,去试验超算的可靠性、精准度和运算速率等一系列主义?

这时候,就轮到 π 登场了!

用超等计较机去计较多位 π 值,是现时用于试验计较机性能和改善计较要领的常用要领。

就像咱们不休刷新登顶珠穆朗玛峰的记录不异,四肢一台超等计较机,π 值,则是它们需要攀缘的岑岭。

毛糙说来,泉源要将 π 值计较要领用于一台能平方使命的超算上,进行屡次实验,阐发要领莫得问题;

接着将这要领用于测试机,若是测试机在计较圆周率的时候出错了,就诠释这台超算的硬件是有问题的,需要进一步查抄退换。

这么看来,源源不休的圆周率,省略是超等计较机的热身操。

当某台超等计较机刷新 π 值的宇宙记录后,热身截止,接下来,即是在其他各个讨论边界,一展青春。

6、天地密码

《三体》中,杨冬在自裁前问:“大天然真实天然的吗?”

而卡尔・萨根,则在演义《战役异日》中默示,天地的创造者,在 π 的数字中,潜伏了一则信息。

是以,关于好多 π 迷而言,大天然可能并不天然,而终极密码,也许就藏在 π 中。

例如,质子和电子的质地比大致是 1836,恰好等于 6π5 的取整值。

等等,这真的只是正巧吗?

基本粒子的内禀特点,会不会与天地中的某种几何特征,息息相关?

关于这个说法,于今莫得什么表面依据,况且省略率很有可能,就只是正巧...

比拟之下,愈加特别念念的一丝是,π2  的值和重力加快度 g 的数值十分接近。

这可不是正巧!这王人和长度单元 m 的界说关联。

1660 年,伦敦皇家学会建议,在地球名义摆长约一米的单摆,一次舞动的时候大致是一秒。

也即是说,关于长度 m 的率先界说是:一次舞动时候为 1s 的单摆的长度 。

咱们来不雅察一下单摆的周期公式:

由于 T 描绘的是完成一次走动舞动的时候,是以咱们代入 T=2s,忽略单元,毛糙变形不错得到:

由于咱们界说了这时候的单摆长度 L 是 1m,就不错得到,π2 和 g 的数值异常!

也即是说,在最开动的时候,π2=g。

自后,咱们对单元长度 m 的界说不休退换,导致数值有了变化,但差距并不大,是以当今的 π2 也就和重力加快度 g 的数值十分接近,但并作假足异常了。

除此以外,π 还出当今各色种种的物理宇宙中:

细致结构常数

海森堡不深信性旨趣

麦克斯韦速率散播函数

事实上,不单是是多样物理公式中有 π,咱们的日常生计,也和圆周率息息相关。

《疑犯跟踪》中,就有一段很耐东谈主寻味的片断,值得咱们细细感悟。

当今,吃着 3.14 元的派。

再来仔细试吃一下,π 的魅力。

它是乖张数,无限不轮回;

它照旧超过数,不是任何一个有理数所有多项式的根。

它包含着,天地中统统无限的可能。

是以,举派求婚的含义是..

《以 π 为名》

可爱你,

不知从何而起,

超过一切,

源源不休,

奔向你。

蓝本如斯!

愣着干嘛,何如还在吃派!

说你呢!

还不攥紧时候,举派去表白!

哦,对啦!

紧记暗暗扣问一下:

大天然,真实天然的吗?

参考文件:

[1] 维基百科:圆周率

[2]《π 的密码》

[3]Google Cloud Blog

本文来自微信公众号:中科院物理所 (ID:cas-iop),作家:穆勒家保姆

告白声明:文内含有的对外跳转连系(包括不限于超连系、二维码、口令等形式)男同 動漫,用于传递更多信息,省俭甄选时候,着力仅供参考,IT之家统统文章均包含本声明。





Powered by 我本初中第一季 @2013-2022 RSS地图 HTML地图

Copyright Powered by站群系统 © 2013-2024

创建或修改目录:/www/wwwroot/104.219.215.234/data 失败!
JzEngine Create File False