邮说圆周率π

π.Science 2021-12-01 69 次浏览 次点赞

π是希腊字母Π的小写字体,国际音标为[pai],在数学中用以表示圆周率,是个无理数。圆周率π等于圆周长c与直径d的比,即 π = c/d。3.14是π常用的近似值,作为日期可看作3月14日,因此,这一天常被看成是数学的日子。有些数学活动选定这一天开始,甚至更准确到3月14日下午1点59分开幕,隐含π的近似值3.14159。

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葡萄牙2012年邮资明信片

国际数学联合会在2011年决定每年的3月14日为π日(或称圆周率日),也称为国际数学节。葡萄牙在2012年3月14日发行一枚π日纪念邮资明信片,并在葡萄牙塞图巴尔邮局加盖专门邮戳来纪念这个特殊的日子。

π的历史发展

许多文明古国早就有关于圆周率π的应用与研究。

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在甘肃出土的马家窑彩陶——四系罐, 它是五千年前(新石器时代晚期)制作的器皿, 罐体是旋转体, 罐上的纹饰有圆, 而且是同心圆; 四周绘制具有周期的波浪线,说明了我国劳动人民对圆早就有了深刻的认识, 并能应用于生活和装饰。

中国在《周髀算经》(公元前2世纪)就提到“径一而周三”。东汉科学家张衡(78-139)曾在天文测量中得出圆周率的近似值为3.1466。

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中国1955年发行的古代科学家张衡邮票

魏晋时期数学家刘徽(约225-295)在《九章算术》中,用圆内接正六边形开始计算面积,每次边数成倍增加,计算到正192边形面积得到π的近似值为3.14;又计算到正3072边形面积得到π的近似值为3.1416,称为徽率。

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中国2002年发行的古代科学家刘徽邮票

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山东邮政刻制的首日纪念邮戳

南北朝数学家祖冲之(429-500)则计算出π的近似值22/7(约率)和355/113(密率),其中密率3.14159292是历史上首次得到7位准确有效数的近似值,而西方直到1573年才得到此值。

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中国1956年发行的古代科学家祖冲之小型张

中国在2000年发行了一套中国古代科技的邮资明信片,其中一枚介绍数学和天文学,就提到祖冲之的工作与成果(下图中红线所指)。

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中国2000年邮资明信片

大洋洲岛国密克罗尼西亚联邦也曾发行邮票,赞扬中国在圆周率研究方面的成就。

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密克罗尼西亚联邦邮票

中国在圆周率应用方面也是早就有了。如在晋朝文物“记里鼓车”,就是应用车轮的圆周长来计算里程,每走一里路敲鼓一下,从而得名。

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中国1953年发行古代发明邮票之一

其他文明古国也都有涉及圆周率的研究和应用。如古埃及的胡夫金字塔(建于公元前2600年)的基座周长与高度之比等于圆周率的两倍,即(230.264)/(146.592)的值近似于3.14。

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埃及1888年邮资信封,邮资图为金字塔,1905年实寄

又如,古希腊数学家阿基米德(公元前287-212)从正六边形求圆周率在3与4之间,最后增加至正96边形求得圆周率在223/71和22/7之间,近似值平均为3.141851。

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1983年欧罗巴邮票希腊以阿基米德为主图

在电子计算机时代,π的计算有了突飞猛进的发展。1947年美国在第一台计算机上,计算出π的2037位小数,花了70小时;1955年IBM的计算机仅用13分钟,就算出π的3089位小数;2010年日本人用家用计算机与云计算相结合,计算出π的5万亿位小数。

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世界上第一台数字电子计算机 马绍尔群岛 1998年邮票

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制造电子计算机的IBM(国际商业机器公司)德国1971年邮资机戳

下面一枚邮票是1998年在德国柏林召开第23届国际数学家大会的纪念邮票。它以π的小数作为邮票的背景图案,在边纸上也同样以π的小数形式出现。这里是印刷全张的左上角一枚邮票,它展现π的开头部分。

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1998年德国邮票

以圆周率π作为标记

圆周率π作为数学的标志性符号经常出现在各种场合。

国际数学联合会向联合国教科文组织建议2000年为“世界数学年”。为此许多国家发行纪念邮票。

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摩纳哥所设计邮票含有圆周率π(红箭头所指)

位于哥伦比亚首都波哥大的哥伦比亚国立大学,学校徽记就有π的元素,以示该校有数学、物理等学科。同样,哥伦比亚工程师协会会徽上以π作为标记。说明圆周率不仅在数学、物理学邻域有应用,在工程技术方面也有广泛应用。

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哥伦比亚大学校徽

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哥伦比亚工程师协会会徽

俄罗斯为宣传过去的科学家成就,发行一枚小全张,其中有一枚介绍数学家鲁津(1883-1950)。在邮票设计图和边纸上都含有圆周率π,以示所介绍的人物是数学家。

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俄罗斯2000年邮票

特殊的日子

3月14日对于大多数人来说是一个平常的日子,但是如果它与某个著名人物有关联,就会引起人们的关注。如马克思主义创始人马克思于1883年3月14日去世,马克思生前留有“数学手稿”。

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德国1968年为马克思诞生150周年发行的邮票

物理学家爱因斯坦诞生于1879年3月14日,他自学几何学,并在1925年发表“非欧几里得几何和物理学”的论文;著名物理学家霍金于2018年3月14日去世。

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德国1992年在普片上加印以纪念爱因斯坦创立相对论的明信片

2018年3月14日华东师范大学数学科学学院揭牌成立;2020年3月14日下午1点59分(隐含π的近似值3.14159)举办为期一周的线上“数学文化节”。这些日期和时间的选择都体现其特殊的专业特色。

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via 华东师范大学数学科学学院郑英元:邮说圆周率π圆与圆周率




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