探究π之路

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数学有着久远的历史,与人类文明一样古老。

π 被人类研究了近4000年。早在公元前 1700 年,当世界上最后一头猛犸象倒下之际,人们就已估算至前两位 登场。在他 28 岁(1735年)的时候为解决当时难倒欧洲所有数学家的一个困难,为圆周率找到了下面这个更妙不可言的数学表示等式,并且由他开始使用希腊字母“π”表示圆周率。以后这个符号被欧洲数学家所接受,并应用开来。

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上面其实就是巴塞尔问题的准确结果,这样其实计算得也是无穷级数和。不过,真正奇妙的是所有平方数倒数之和竟然与 π 搭上了关系。

除此以外,欧拉还在另外一个漂亮的方程中用到 π,即欧拉恒等式。

计算 π 的方法再改进,感谢印度数学家斯里尼瓦瑟·拉马努金给出了下面新的计算 π 级数方程,其收敛速度更快。话说他在印度独立工作时就提出了许多新颖的计算 π 的数列,而当他远渡重洋去往剑桥所携带的一个笔记本里就有整整 400 页都是关于 π 的内容。

科技的进步,随着机械计算机诞生以后,数学家们就迫不及待利用这样新式工具应用莱布尼兹公式、欧拉公式和拉马努金的无穷级数来计算出 π 的千百万位小数。要知道之前手算 π 是非常困难,并且容易出错。比如,数学家威廉·向克斯宣扬计算出 π 的 前 707 位,但遗憾的是,从 527 位以后他就犯了一个毛病,再往后的枯燥的计算显得毫无意义。

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