Как запомнить число Пи (20 знаков после запятой) за 2,5 минуты?
Мнемонический видеоролик на запоминание 20ти знаков числа Пи
Мнемонический видеоролик на запоминание 20ти знаков числа Пи
Продолжаю исторические посты-коротыши, сегодня – об Архимеде. Но перед этим небольшое вступление о событиях куда более недавних, чтобы было понятно, почему этот пост размещаю именно сегодня.
В 1988 году американский физик Ларри Шоу заметил, что в американской системе записи дат (месяц / число) дата 14 марта — 3/14 совпадает с числом π и предложил учредить к этой дате математический праздник – День числа π.
Праздник быстро стал популярным и в 2006 году Конгресс США включил его в официальный список американских праздников, а спустя несколько лет решением ЮНЕСКО за ним закрепили международный статус. Ну а в этом году у числа π еще и свой юбилей – 314 лет с того времени, как его придумали. В 1706 году британский математик Уильям Джонс впервые предложил греческую букву π для обозначения отношения длины окружности к её диаметру (поскольку эта буква начальная в греческих словах περιφέρεια — окружность, периферия и περίμετρος — периметр).
Важный момент, Джонс придумал наименование, сама эта величина была известна достаточно давно, просто под более длинным наименованием «величина, равная отношению длины окружности к её диаметру» и т.п.
Ее вычислением занимались тысячелетия назад, еще в Древнем Египте, есть также легенда, что эту постоянную использовали при проектировании Вавилонской башни. Внес свой вклад в ее расчеты известный древнегреческий математик, физик и инженер Архимед.
В те времена перед античными математиками встала проблема – как вычислять площадь криволинейных фигур, кругов, овалов и т.п. Частично решить ее удалось с помощью метода исчерпывания (впервые его применил Евклид, а Архимед взял на вооружение и усовершенствовал).
Чтобы его использовать, надо вписать один многоугольник в окружность, а другой описать вокруг нее, тем самым зажав ее между ними. Площадь многоугольников вычислять греки умели, значение площади окружности располагалось где-то в интервале между большим и меньшим многоугольником. Причем, чем больше было сторон у многоугольников, тем меньше был интервал, а следовательно – точнее был результат вычисления площади окружности. И первым эту идею выдвинул как раз Архимед, для начала заменив шестиугольник (который использовали до него) на двенадцатиугольник.
Далее он продолжил увеличивать число сторон и дошел до фигуры с 96 углами. В итоге, была сформулирована т.н. «аксиома Архимеда» о том, что можно найти настолько близкий к площади криволинейной фигуры многоугольник, насколько пожелаешь, но при этом точного результата все равно не достигнешь. Ограничением, по сути, служили цели вычислений, для хозяйственных нужд можно было округлять сильнее, а для научных трактатов – вычислять с максимально возможной точностью. Сам Архимед рассчитал, что соотношение длины окружности и диаметра равно 3( 10)⁄71, он также доказал, что площадь круга равна числу этого соотношения, умноженному на квадрат радиуса круга.
В дальнейшем Архимед еще не раз возвращался к вычислениям методом исчерпывания, стремясь достичь еще большей точности. По легенде, изложенной Плутархом, именно этим ученый занимался и тогда, когда римские войска ворвались в его родной город Сиракузы (хотя немало времени он уделял и вопросам обороны города, но это уже другая история). Он так увлекся, что даже не заметил ворвавшихся солдат. Неожиданно перед ним возник легионер, который потребовал от Архимеда явиться к Марцеллу (командующему римским войском). Погруженный в задачу, Архимед лишь отмахнулся от него – «Не трогай моих кругов», легионер же, офигев от такого отношения, не нашел ничего лучше, как зарубить ученого. Правда, Марцелл за это легионера наказал, поскольку хотел именно пленить Архимеда, которого называл «Бриареем среди геометров».
Свой метод Архимед применял и к объемным фигурам, вычислив соотношение площадей поверхности цилиндра и вписанного в него шара. С этим связана еще одна легенда, что Архимед завещал выбить изображение шара, вписанного в цилиндр на своем надгробии вместо эпитафии. Впрочем, Цицерон утверждал, что своими глазами видел это надгробие, так что, возможно, это не такая уж легенда.
Сегодня мир отмечает День числа Пи. Рекордсмен Денис Бабушкин попал в Книгу Рекордов России, запомнив и назвав по памяти 13202 знака числа Пи после запятой.
Сейчас уральский вундеркинд Денис учится в СУНЦ УрФУ. Он написал музыку, присвоив каждой цифре числа Пи - ноту.
Видео: Интересный Екатеринбург
Если вы отрежете корку от пиццы и положите ее на четыре других. Вы увидите, что корка покрывает чуть более 3 пицц. Это Pi ≈ 3.14. ©
Получаем
Интеграл справа по этой же формуле раскрываем до бесконечности, тогда...
Здесь Vn+1 это интеграл (n+1)го порядка. Эта формула и будет нашим главным объектом исследований. Проверим её работоспособность например так:
Или так:
Этот ряд в конце равен 1, всё сходится. Таким способом можно вообще получать новые ряды.
Любую функцию можно представить как единица умноженная на её саму и применять нашу формулу.
Переобозначим, пусть F(x) это интеграл от f(x), тогда вообще похоже на ряд Тейлора получается:
Это разложение называется асимптотическим. Возможно, это проходят на мехмате, но я это получил до вуза, потом учился на физфаке и сейчас ничего более по этому поводу сказать, к сожалению, не могу.
====================================================================================
А теперь получим ряд для числа Пи:
В википедии среди множества других рядов такого ряда я не нашёл.)
Мою старую писанину с обозначением стрелочки вверх, как интеграл, можно скачать здесь https://project.1sept.ru/works/586753
Одна вакансия, два кандидата. Сможете выбрать лучшего? И так пять раз.
Не только в окружностях и в вычислениях длины оных встречается это загадочное число.
В данной анимашке наглядно показано, что в зависимости от соотношения масс, число столкновений между объектом и двумя препятствиями удивительным образом равно данному числу (с плавающей запятой), при наличии нескольких условий, как то отсутствие воздействия силы трения и силы тяжести.
БМ ничего подобного не встретил