改變世界的5大常數,學過數學的人,這一輩子都不會忘記!

簡單點

說話的方式簡單點

何謂數學?

數學家Eduardo曾這樣回答

“數學是永恆,是真理,是一切的答案。

回首往昔

數學始終伴隨我們左右

縱橫交錯的幾何、繁瑣複雜的運算

難以求解的方程、無從下手的猜想

……

儘管在數學道路上

有多麼的坎坷、崎嶇、變化莫測

但不變的是

數學之美

改變世界的5大常數,學過數學的人,這一輩子都不會忘記!

規則的六角蜂窩

完美的黃金分割

浪漫的心形函式

橢圓軌跡的哈雷彗星

……

數學和自然萬物休慼與共

是浩瀚宇宙的最終本源

而這一切的發現,都離不開漫長數學史中的那一群人。

他們是科學文明的先驅者,

引領數學浪潮,勇攀科技之巔;

用字元譜寫最動聽的數學之歌,

傳唱於人類的歷史長河上。

今天,超模君就來講

幾個數學界大咖級別的常數。

改變世界的5大常數,學過數學的人,這一輩子都不會忘記!

畢達哥拉斯常數

沒錯,就是那個引發第一次數學危機的數字——

√2 ≈ 1。4142135623730950488

改變世界的5大常數,學過數學的人,這一輩子都不會忘記!

公元前500年,有一位牛人,叫畢達哥拉斯。如果你對這位牛人有點兒陌生,那畢達哥拉斯定理應該知道吧,那就是:

直角三角形中,兩直角邊的平方和等於斜邊的平方

在中國,這被稱為“

勾股定理

”。

他創辦了一個數學學派

,叫做

畢達哥拉斯學派

,該學派認為:整數就像原子一樣,構成了宇宙中的一切,並可以描述宇宙中的一切。宇宙間各種關係都可以

用整數或整數之比

來表達,除此之外,就什麼都沒有了。。。

改變世界的5大常數,學過數學的人,這一輩子都不會忘記!

而畢達哥拉斯的弟子——希勃索斯,在研究老師的定理時,發現了一個神奇的現象:邊長為1的正方形,其對角線的長竟然無法用整數或整數之比表示出來!

於是,他把這個驚人的發現告訴了老師畢達哥拉斯。。。

改變世界的5大常數,學過數學的人,這一輩子都不會忘記!

希勃索斯本來以為老師會將這一發現公佈於眾,改變人們錯誤的認識。

沒想到,老師卻認為這樣會動搖到畢達哥拉斯學派在學術界的統治地位,便新規定了一條紀律:

誰都不準洩露存在根號2

(即無理數)

的秘密。

後來,天真的

希勃索斯

有一次無意中向別人談到了他的發現,結果

他被認為是學派的“逆賊”,被囚禁,受盡百般折磨,最後被投入愛琴海淹死。。。

√2就是第一個被發現的無理數,它的應用非常廣泛,比如我們平常用的A4紙長寬之比就等於√2。

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畢達哥拉斯樹

辛欽常數

對於任意實數x,都可以寫成下面的形式:

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其中,a0,a1,a2……都是整數,而

[a0; a1, a2, a3, …] 就稱為實數x的

連分數展開

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蘇聯數學家辛欽

Khinchin

(除了有理數、實係數二次方程的解,以及自然對數的底e等特殊情況之外)

,其連分數表示式的係數ai的幾何平均數會收斂到一個相同的數,且與實數x的數值無關。

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這個數就是辛欽常數,用

表示。

改變世界的5大常數,學過數學的人,這一輩子都不會忘記!

不過,對於這個神秘的常數,人們瞭解的還是很少,除了它的精確值不容易求出之外,關於辛欽常數是否為無理數,到目前也還沒有人能證明。

圓周率π

圓周率 π ≈ 3。14159是圓的周長與直徑的比值,是精確計算圓周長、圓面積、球體積等幾何形狀的關鍵值,人類很早就認識到了圓周率的存在。

公元前3世紀初,歐幾里得在其著作《幾何原本》中就提到過圓周率是常數;

公元前2世紀左右,中國古算書《周髀算經》中有“徑一而週三”的記載,也認為圓周率是常數。

而如今用來表示圓周率的希臘字母π,本來與圓周率毫無關係,只是從1736年開始,尤拉在書信和論文中都用π來表示圓周率,久而久之,人們就普遍認同π就是圓周率了。

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π

應該是數學中最基本、最重要、最神奇的常數了,人類對它的探索就從來沒停止過,不過,從它的

出現到確定它是無理數,人類就花了3000年的時間。。。

直到1761年,德國數學家朗伯(Lambert)才證明了 π 是一個無理數。

1882 年,德國數學家

林德曼

(Ferdinand von Lindemann)

證明了圓周率 π 是一個超越數。

(不滿足任一個整係數代數方程的數)

自然底數e

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17世紀末,伯努利

Bernoulli

發現了一個有趣的現象,

會隨著x的增大而越來越接近某個固定的數。

半個世紀後,尤拉才仔細研究了這個問題,並用字母 e 來表示這個常數:

改變世界的5大常數,學過數學的人,這一輩子都不會忘記!

他不僅求出了

e ≈ 2。718,還

證明了 e 是一個無理數。

跟π一樣,

e

也是一個超越數,於1873 年被法國數學家夏爾·埃爾米特

(Charles Hermite)

證明。

復常數

數學中,還有一個很特別的常數,就是虛數單位

i

,它是指

-1

的開平方,它的出現,瞬間將整個數域又擴充了一半。

“尤拉恆等式”

就將世界上最基本的兩個數字 0,1,以及數學中最重要最基本的三大常數π、e、i 都聯絡到了一起,乾淨利落,簡直漂亮到了神聖的地步!

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