03.03 如果圓周率π被計算出準確數值,那是不是意味著圓周上面就會一個平面,而非絕對圓弧?

段落一一


你居然有資格當“初中教師”?看來考教師資格證不需要測智商。

我們定義圓周率為π,不討論π是多少。我們只看圓的定義。

在一個平面上,到一定點距離相同的點的集合,就是圓。注意,距離相同。如果有任意不為零的線段是“直線”,請問如何滿足“距離相同”這個要求?這可是初中生就能理解的問題。

這又和π有關係嗎?沒關係。


cyler


很多人對圓周率π有誤解,或者說表達不夠準確。π是無理數,也就是無限不循環小數,這點大家都知道。但無理數與有理數一樣都是準確的說,不能說無限不循環就不是準確的數!

比如π,還有根號2等,我們永遠無法用小數寫出來這樣的數,但這並不妨礙π就是一個準確的說,沒有哪條規則要求必須要用小數寫出來的數才是準確的數!

反過來說,如果π不是準確的數,那就是不準確的數或者不是一個定數,也就是說π的數值不固定,可以來回變動,這顯然是不對的!π就是隻一個準確固定的數,這個數就是π!

而且我們可以在數軸上準確地畫出π到底有多長,這個很簡單就能做到,每個人都能做到,見下圖:

我想多數人應該明白π是一個準確固定的數,只是表達上不太嚴謹,因為π給人們的印象是小數點後永遠沒有盡頭,而且還不循環,感覺上就是不確定的,實際上我們只需要轉變思維方式就行了!

很多時候我們習慣於把整數或者分數看做準確和固定的數,這是固定思維,但實際上π與自然數1,2,3等數字一樣,就是一個數,根號2也是如此。你非要問π究竟是多少,這本身就是定式思維的表現,π就是π,就像你問“1究竟是多少?”一樣,1就是1。

當然,π是無限不循環的數,這點事沒有任何疑問的,人類早就證明了這一點,至於為什麼是無限不循環的,原因也並不複雜,就是因為數學概念裡,沒有絕對的圓形!

純理論上分析,圓形就是正N邊形,前提是N無限大,但無限大本來就不是一個固定的數,你永遠找不出無限大這個數的存在,所以完美的圓形是不存在的!

而人類古代數學家正是利用這點來計算圓周率的,比如我們著名科學家祖沖之,利用割圓術在1500年前就計算出π的小數點後七位數,在3.1415926到3.1415927之間,這個準確度即使放到今天也相當了不得了!


宇宙探索


題主的意思是:如果 圓周率 π 是一個 有理數,那麼 圓就不是弧,而是由 多邊形的邊組成的 折線。

要考察,題主的猜想是否成立!我們需要找到 一個 和 圓相似的 多邊形。並檢查 多邊形周長 和 "半徑"×2 的比值 是否是一個有理數。

基於,圓的中心對稱性,我們只能選擇 正多邊形 作為和 圓相似的 多邊形。也只有它隨著邊數的增多,會越來越和圓接近。

對於 正 n(n ≥3) 邊形,中心 到各個頂點 的距離均相同,這可以看成 半徑,其長度記為 r,如下圖所示:

於是變長 a = 2r sin(180°/n),進而 周長 C = an = 2rn sin(180°/n),這樣就有 周長 和 半徑×2 之比 Kn 為:

Kn = C : 2r = n sin(180°/n)

這裡 Kn 首先是一個 和 半徑 r 無關的常數,這一點和 圓周率是常數的性質 一致,這說明我們選擇 正 n 邊形的正確性。另外,隨著 n 增加 Kn 接近真實的 圓周率,見下圖:

接著,我們需要確保 Kn 是有理數,才有可能 被 π 是有理數時選擇。但實際上:

K₃ = 3sin(60°) = 3√3/2

K₄ = 4sin(45°) = 2√2

K₅ = 5sin(36°) = √(10-2√5)/4

K₆ = 6sin(30°) = 3

...

可見, Kn 有的時候是有理數,有的時候是無理數。這說明,只有當 π 恰巧是 某些 有理數 Kᵢ 對應有理數數時 才會使得 圓弧變為 Kᵢ 對應的 i 邊形的 邊。

例如:若 π = K₆ = 3 時,則 圓弧就變成 正 6 邊形的 邊。

更進一步:如果 π 不幸被計算出是 不屬於 Kn 中的任何一個 有理數 的有理數,那麼意味著 圓弧不可能是 正 n 邊形的 邊。於是 只能是 某個 非中心對稱的多邊形的邊,這時 圓 將不再是 圓的,另外很可能 π 還會失去 是 常數的性質。


思考思考的動物


你說的對,如果圓周率被準備計算,那就是不是一個圓弧,而是一個一個線段。


東方劍士啊


說實話如果π不是無理數的話,我們的很多定義都會被改寫!而且最重要的是園在π不是無理數的時候還是園嗎?


蝸牛精神衰


π是圓的周長和直徑的比。在歐幾里得空間中,π是無理數,在非歐幾何中不一定。


己所甚欲勿施於人


圓周率如果計算出來,應該是太陽系繞銀河系一圈,然後人又輪迴一次。


於逸陽


圓周率本身就是一個準確數值,是一個無理數,只是無限不循環而已。它和根2,根3一樣,都是準確數值


重型拖鞋66


如果圓周率算盡,宇宙會崩塌。


大師兄回來辣


問題問的非常好,和我的差不多,根本就是沒圓,有的只是密度。在密度差影響下。派就成了無理數。


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