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圆周长计算方法及3月14日圆周率日纪念

3月14日是圆周率日,通常在下午1:59庆祝,代表3.14159。全球各地的一些大学数学系在这天开派对庆祝。3月14日还是爱因斯坦的生日、马克思和霍金的忌日。

最迷人的数学常数

3月14日,国际圆周率日,介绍一个扔牙签推算Pi的方法

圆周率日庆祝活动

如果有一个数字,里面不光包含你的生日,你的电话号码,你的身份证号码,你的各种卡号,或者说任何你人生里出现过的数字组合,甚至是这个世界上所有人的遇到过的任何数字组合,那这个数字是不是很神奇?

圆周率π就是这样一个数字,因为世界上还设置了一个节日,专门来庆祝圆周率日。

在mypiday网站,你可以输入自己的生日,看看出现在圆周率的多少位。

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mypiday网站,输入生日可查到是圆周率多少位

注意:查找的时候如果把年份放在后面,找到的位数一般会比较靠前。031421能在第270935位找到,而如果输入210314,则在第950341位才出现。比如小胡哥的生日:如果年份在后,出现在第28251位。而如果年份放前面,则到两百万位之后了,第2314195位。有兴趣的朋友可以去mypiday网站,输入自己生日看看,不同日期格式结果会不一样。英语不好的朋友可以告诉我日期,我帮你查。

圆周率,是圆周长与直径之比:3.1415926535……

这是一个无理数,就是会一直循环下去,而且没有重复。这种既确定又随机的特性,让很多人对它非常着迷。因为理论上,它可以包含宇宙中一些的信息。

圆周率的前1万亿个数字在统计上是随机的。下图是从0-9,每个数字出现的次数相差很小。

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从0-9,每个数字出现的次数基本一致

这种统计看起来很枯燥,但如果把它可视化,再加上色彩呢?

通过对数据可视化,马丁·克日文斯基在圆周率的随机性中发现了美和艺术性。

他把圆周率的数字用不同的颜色表示。例如,3是橙色,1是红色,4是黄色,等等。

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可视化的圆周率数字概率图

扔牙签找圆周率

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介绍一个无聊的时候可以玩玩的小活动。

如果要对数学常数 π 进行估算,

你可以像古希腊人那样:将圆的周长除以圆的直径。

但有一个多数人想不到的方法:随机扔牙签

工具和材料:

一张白纸,一把直尺,一支笔,一盒牙签

步骤:

1、在纸上画两条平行线。确保线之间的距离完全等于牙签长度的两倍!

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注意:两条平行线距离要大于两根牙签的长度

2、一根一根地将牙签随机扔到横格纸上。不断扔,直到全部扔完,或者你觉得折腾得够了。

注意尽量让牙签落在白纸内。

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掉到白纸外的不计算在最后结果里

3、先把掉到纸外,包括部分出界的牙签都拿走,这些不计算在内。

数一数仍在纸上牙签的总数,再数一数所有接触或者跟纸上两条平行直线有交叉的牙签数量。

将扔到纸上的牙签总数除以接触线的牙签数目。

你会得到的数字就是pi的近似值,即3.14。

牙签数量越多就越接近,你知道是怎么回事吗?

布丰投针问题

这个结果是否接近,要看你扔的牙签够不够多。如果您有耐心整天地扔牙签,然后取平均结果,您将得到越来越准确的近似值。

意大利数学家拉扎里尼,为做这个实验,扔了将近4000次针,准确地得到了圆周率的前六位。

这种计算圆周率的令人惊讶的方法称为布丰投针,是18世纪末由法国博物学家乔治·路易·勒克莱尔首次发现的。布冯伯爵的灵感来自当时流行的概率游戏,其中涉及将硬币扔到瓷砖地板上,并押注硬币是否会完全落在其中一个瓷砖内。

该方法,只要线条之间的间距大于所扔物体的长度即可。近似值的一般表达式如下:

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两条线之间的距离是牙签长度的两倍,因此我们可以将被扔掉的牙签的总数除以接触线的数目。此几何概率实验是蒙特卡洛方法的一个示例,其中系统的随机抽样会产生一个近似解。

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1988年开始,人们在3月14日庆祝这个神奇的数字。

巧合的是,爱因斯坦出生于1879年3月14日。

爱因斯坦还在圆周率日发表了他的广义相对论。

如果说这个巧合有什么内在的联系,

那大概就是二者都蕴含了宇宙的奥秘。

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