先设想一个酒徒在山寺狂饮,醉死山沟的情景:

“山巅一寺一壶酒(3.14159),儿乐(26),我三壶不够吃(535897),酒杀尔(932)!杀不死(384),乐而乐(626)。死了算罢了(43383),儿弃沟(279)。”[前30位]

接着,设想“死者”的父亲得知儿“死”后的心情:

“吾疼儿(502),白白死已够凄矣(8841971),留给山沟沟(69399)。”[15位]

再设想“死者”父亲到山沟里寻找儿子的情景:

“山拐我腰痛(37510),我怕你冻久(58209),凄事久思思(74944)。”[15位]

然后,是父亲在山沟里把儿子找到,并把他救活,儿子迷途知返的情景:

“吾救儿(592),山洞拐(307),不宜留(816)。四邻乐(406),儿不乐(286),儿疼爸久久(20899)。爸乐儿不懂(86280)。‘三思吧(348)!’儿悟(25)。三思而依依(34211),妻等乐其久(70679)。”[最后40位]

没错,上面就是π的前100位了!

今天,在这个特殊的日子,让我们从π出发,考虑实数的分类 !

整数集有零吗_整数集有没有0_整数集有没有包括0

有理数与无理数

有理数为整数(正整数、0、负整数)和分数的统称。正整数和正分数合称为正有理数,负整数和负分数合称为负有理数。因而有理数集的数可分为正有理数、负有理数和零。

由于任何一个整数或分数都可以化为十进制循环小数,反之,每一个十进制循环小数也能化为整数或分数,因此,有理数也可以定义为十进制循环小数。

有理数集是整数集的扩张。在有理数集内,加法、减法、乘法、除法(除数不为零)4种运算通行无阻。

无理数是所有不是有理数字的实数。当两个线段的长度比是无理数时,线段也被描述为不可比较的,这意味着它们不能“测量”,即没有长度(“度量”)。

常见的无理数有:圆周长与其直径的比值,欧拉数e,黄金比例φ等等。

可以看出,无理数在位置数字系统中表示(例如,以十进制数字或任何其他自然基础表示)不会终止,也不会重复,即不包含数字的子序列。例如,数字π的十进制表示从3.141592653589793开始,但没有有限数字的数字可以精确地表示π,也不重复。

代数数与超越数

形如

,n为正整数)的整系数

为整数,

)代数方程的根x叫做“代数数”。

代数数可以定义为“有理系数多项式的复根”或“整系数多项式的复根”。

第一个定义可以具体描述为:

设z为复数。如果存在正整数n,以及n+ 1个有理数

,并且

,使得:

则称z是一个代数数。

这个定义中,由于

可以推出

,其中整数

分别等于

,M是n+ 1个有理数

分母的最小公倍数。所以“存在有理系数多项式使得z是其复根”可以推出“存在整系数多项式使得z是其复根”。

另一方面,由于整数集合是有理数集合的子集,所以“存在整系数多项式使得z是其复根”也可以推出“存在有理系数多项式使得z是其复根”。

这说明两个定义是等价的。

代数数在有理数下的“+”、“-”、“x”、“÷”运算中是封闭的,因此构成一个域,称为代数数域。

不能作为有理代数方程的根的无理数,即不是代数数的数称为超越数。因为欧拉说过:“它们超越代数方法所及的范围之外。”而得名。

实数与代数数

代数数集包含了有理数集。然而,代数数集并不包含全部实数。

代数数集是一个可数集,即所有代数数能与全体自然数建立一一对应,而实数集是不可数的无穷集,因此,一定存在不是代数数的实数。

现已证明π和e这些无理数不是代数数,但不是所有的无理数都不是代数数。

整数集有没有0_整数集有没有包括0_整数集有零吗

由此可见,就实数集而言,实数既可按有理数和无理数分为两类,又可按实代数数和实超越数分为两类。实代数数集是有理数集的自然扩充。

回到π

瑞士科学家约翰·海因里希·兰伯特于1761年证明π是个无理数,即不可表达成两个整数之比。1882年,林德曼(Ferdinand von Lindemann)更证明了π是超越数,即π不可能是任何整系数多项式的根。

圆周率的超越性否定了化圆为方这古老尺规作图问题的可能性,因所有尺规作图只能得出代数数,而超越数不是代数数。

整数集有零吗_整数集有没有包括0_整数集有没有0

化圆为方问题是指已知单位长度1,要作出

的长度。这等价于从1开始作出

。然而,能够用尺规作出的数z都有对应的最小多项式。也就是说,存在有理系数的多项式m,使得

然而,1882年,林德曼等人证明了对于圆周率

来说,这样的多项式不存在。所有规矩数都是代数数,而

不是,这说明用尺规作图是无法化圆为方的。

林德曼证明

的超越性用到了称为林德曼-魏尔斯特拉斯定理的结论。林德曼-魏尔斯特拉斯定理说明,如果若干个代数数

在有理数域

上线性独立,那么

也在

上线性独立。

反设

是代数数,那么

也是代数数。考虑代数数0和

,由于

是无理数,所以它们在

上线性独立。然而

分别是1和-1,并非在

上线性独立,矛盾。

这说明

不是代数数,而是超越数。

国际圆周率日

2011年,国际数学协会正式宣布,将每年的3月14日设为国际数学节,来源则是中国古代数学家祖冲之的圆周率。

国际圆周率日可以追溯至1988年3月14日,旧金山科学博物馆的物理学家Larry Shaw,他组织博物馆的员工和参与者围绕博物馆纪念碑做3又1/7圈(22/7,π的近似值之一)的圆周运动,并一起吃水果派。之后,旧金山科学博物馆继承了这个传统,在每年的这一天都举办庆祝活动。

2009年,美国众议院正式通过一项无约束力决议,将每年的3月14日设定为“圆周率日”。决议认为,“鉴于数学和自然科学是教育当中有趣而不可或缺的一部分,而学习有关π的知识是一教孩子几何、吸引他们学习自然科学和数学的迷人方式……π约等于3.14,因此3月14日是纪念圆周率日最合适的日子。”

趣闻事件

在谷歌公司2005年的一次公开募股中,共集资四十多亿美元,A股发行数量是14,159,265股,这当然是由π小数点后的位数得来。(顺便一提,谷歌公司2004年的首次公开募股,集资额为$2,718,281,828,与数学常数e有关)

排版软件TeX从第三版之后的版本号为逐次增加一位小数,使之越来越接近π的值:3.1,3.14,……当前的最新版本号是3.1415926。

每年3月14日为圆周率日。“终极圆周率日”则是1592年3月14日6时54分(因为其英式记法为“3/14/15926.54”,恰好是圆周率的十位近似值)和3141年5月9日2时6分5秒(从前往后,3.14159265)。

7月22日为圆周率近似日(英国式日期记作22/7,看成圆周率的近似分数)。

有数学家认为应把“真正的圆周率”定义为2π,并将其记为τ(发音:tau)。

以上就是小编给各位带来的圆周率日的分享。最后,请欣赏一段将数学与音乐完美结合的《圆周率之歌》小视频~

编辑∑Gemini

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