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圓周率的小數位已經被算到30多萬億位,再算下去還有什麼意義?

在進行圓形面積的計算時,經常會用到圓周率,為了方便計算一般人都是採用π=3.14來計算,但是在一些精密的計算中少不了要利用π的更多位數,從而使得計算更加精密,如航天探測器的計算,這涉及到探測器能否順利登陸其他的星球,精密的計算是非常重要的。因此,圓周率也越來越受到人們的重視,現在更是被計算到30多萬億位了。

那麼圓周率到底是怎麼計算的呢?圓周率的小數位被計算到30多萬億位到底有什麼意義呢?其實圓周率的計算一開始為了更好計算出一個圓的面積,方便人們對物體進行設計構建以及對為一些實驗的進行提供幫助,首先偉大物理學家阿基米德就圓周率的計算,發現了一種很好的計算方式,那就是利用割圓術進行計算。

換句話說,割圓術是利用圓進行內接正多邊形以及外切正多邊形,把圓外切成為矩形面積,就可以計算出圓周率,據了解,當時阿基米德利用圓內接正96邊形以及外切正96邊形的周長,計算出圓周率的下限為223/71,也就是3.1408;上限是22/7,也就是3.1429。不過在阿基米德計算出圓周率上下限之後,圓周率的發展一直沒有取得突破。

大概在700多年後才有發展,中國的數學家祖沖之利用同樣的方式計算出圓周率小數位的前七位,當時祖沖之利用圓的外切以及內接正多邊形計算到了12288邊形,通過這些多邊形來一一分解為圓的周長,進而計算出圓周率小數位的前七位,這對圓周率的發展有著很大的影響,可以說這個記錄保持了上千年之久,一直沒有被打破。

後來經過發展,科學家陸續計算出圓周率小數位的16位、35位,不過大多數是利用割圓術計算出來的,計算方式比較複雜。近代,在世界科學快速發展的同時,數學家發現了可以利用別的方式來計算出更為精準的圓周率小數位,如無窮級數、無窮乘積公式,計算出圓周率的計算公式進行計算。其中數學家拉馬努金髮現的收斂速度更快的圓周率公式被廣泛利用,特別是利用到計算機上面,通過計算機的計算,圓周率的小數位可以計算到上千上億位。

最後在谷歌女程序員Emma Haruka Iwao的計算之下,得出了圓周率的小數位30多萬億位,已經是很了不起的位數了,可以說圓周率的計算從剛開始的割圓術到計算機收斂公式的計算已經有了很大的發展,然而在如此多的計算位數中,圓周率的小數位到底給人們帶來什麼實際用處呢?計算位數高達30多萬億位到底有什麼意義呢?

其實,計算到這麼多位數更多地是人類對圓周率的挑戰,通過挑戰來激發圓周率計算的發展,加深人們對圓周率的熱情,事實上圓周率的利用並不需要那麼多位數,如在航天工程的計算中一般是需要用到16位小數位就足夠了,這樣的計算已經是很精密了,再多位數的計算結果相差並不多,幾乎可以忽略不計;而在物理學中的運用也是到32位已經夠了,39位已經可以用於探測宇宙的大小了,而且這樣的誤差其實並不大,最多也就是一個原子的尺度大小。

因此,小編認為圓周率的發展過程就已經是數學界的一個進步,通過加深對圓周率的計算來激發數學方面的發展,這對於人類數學的發展是極為有幫助的,同時更可以激起數學家對圓周率計算的挑戰,在計算出小數位之後,其他領域的科學家可以根據實際情況對圓周率的小數位進行利用,加快圓周率計算的發展。


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