π是一个无理数,那么圆的周长也应该是无理数,但圆的周长是固定的啊,怎么解释?
1
在代数上,π=3.1415926... 是一个无限不循环小数,直觉告诉我们它一直在变动的数。在几何上,直径等于1的圆周长度是π,生活常识告诉我们圆周是长度固定不变的曲线。但是,不管是代数还是几何都是同一个π,于是截然相反的直觉和常识中只有一个是对的,那就是常识,即:π是固定不变的。
那么,为什么我们在代数上的直觉错误呢?这和称作极限的数学概念有关。
极限最早是和一些悖论联系在一起的,其中最有名的莫属古希腊时期芝诺提出的追龟问题:
古希腊跑的最快的英雄阿基里斯追赶一只爬在前方的乌龟。阿基里斯对准乌龟的当前位置跑过去,当他跑到该位置时,乌龟已经向前爬了一段,于是阿基里斯又对准乌龟的新当前位置跑过去,当他跑到该位置时,乌龟又向前爬了一段,于是...。
这个循环会进行下去,我们的直觉告诉我们 阿基里斯 永远 追不上 乌龟。可是这又违反我们的生活常识:跑的快的人总可以追上跑的慢的人。同一个事物只能有一种可能,这里,常识是对的,直觉又是错的。
2
圆周率当然是无理数,所谓无理数指的是那些无限不循环的小数,也就是无法写成整数之比的数。人类认识到π是无理数的时间并不是特别久,应该要比认识到根号2还要晚,毕竟π不是那么容易能说清楚具体的构造方式的。
既然π是无理数,那么也就是我们不管计算到它的小数点后多少万亿位,始终都是不准确的了?可是现实中,你规定好一个圆的半径和圆心,这个圆的所有特征就完全被确定下来了啊,周长,面积等等。
首先,我们要明确一个概念,某个具体半径的圆周长是一个固定值,但并不代表我们就可以把这个固定的值准确求出来。
3
直接上图(不好意思关于这方面可能也就是大众水平,简要谈一下自己看法)
无理数,无限不循环小数,但不等于他不是固定的,恰恰相反,它是固定的。
初中数学知识:任何一个实数都能够在数轴上找到位置!而且,数轴上任意一点,它是无理数的概率比有理数要大得多。(比买张彩票中头奖概率还要低,如果是任意的,基本上你是不可能碰到有理数的)那么根据数轴上原点到该点距离就是其本身,至少来说,这个可视的距离是固定!
就像上图中根号2,根号10一样,长度是固定的!
你拿米尺测量,可能根号2大概1.4,拿20cm直尺去测,可能1.41多一点,用软件去测,取决于你所选取的小数位数,可能是1.414之类不等!
4
数学在现实里就是个笑话。3个苹果,3是整数,对吧!但是如果精确一些,3个苹果无论形状,口感,重量,色泽,都有不同差异,'这么大的差异,凭什么出现3这个整数呢?还不是方便我们统计。也许你很不服气,但是你要知道,一英寸的由来有多可笑,一英寸是三粒小麦的长度,至于为什么,因为下定义的那哥们是国王,就这么简单粗暴。同理,有一天哪个大神高兴,把3.14这个无限不循环小数定义为1,这个整数,那也没有任何影响,只不过对应的现在所谓的整数全都成了无限不循环小数,但是会对应的诞生另外一批整数。话说,无限不循环小数对应的整数后位数上写上.000000000,在你想停的'位置上写0001,那么这个带无限0的整数,在现实对你来说,有什么不同。我只不过拿了一个不一样的苹果,我才不会在乎它和另一个苹果里的分子数量有什么不同。(我感觉我写的太乱了,自己都看不懂)
5
这位朋友,我想你可能是搞错了很多数学概念吧。
Pi这个数字确实是无理数,但是圆的周长不一定无理数,比如说直径是10/Pi的圆,这个圆的周长就是10,不是一个无理数。
也许有人要问了:10/Pi是什么数?这个数存在吗?为什么一个圆的直径可以是这么一个数?
10/Pi这个数当然存在了,这个数就是10/Pi,这个数的性质就是与Pi相乘等于10,圆的直径也可以是任何数,可以是1,可以是2,可以是根号2,可以是Pi,当然也可以是10/Pi。所以确实有这么一个圆,它的周长为10,这是没有任何问题的。
而任何一个确定的无理数,比如说根号2,比如说Pi,比如说e,都是固定的数字,这个数字是唯一的、不变的。
那么有人就要问了:这个数字的小数位数不是无限的吗?小数位数无限的数还能是固定的吗?我倒要反过来问了:为什么小数位数是无限位的数就不能是固定的?
6
大家好,我是江右老王,专注教育领域有一段时间了。偶尔也会调皮跨行业说几句牢骚话!
Л是一个无理数,那么圆的周长也应该是无理数,但圆的周长是固定的啊,怎么解释?
在谈之前,先普及一下π的知识点。
π是圆周率,我们国家在12世纪之前就已经有过研究。比较粗糙,认为它是为3.
圆周率(Pai)是圆的周长与直径的比值,一般用希腊字母π表示,是一个在数学及物理学中普遍存在的数学常数。π也等于圆形之面积与半径平方之比。是精确计算圆周长、圆面积、球体积等几何形状的关键值。 在分析学里,π可以严格地定义为满足sin x = 0的最小正实数x。
圆周率用字母 π(读作pài)表示,是一个常数(约等于3.141592654),是代表圆周长和直径的比值。它是一个无理数,即无限不循环小数。
无理数的认识
我们通俗的认识就是无限不循环小数。
无理数,即非有理数之实数,不能写作两整数之比。若将它写成小数形式,小数点之后的数字有无限多个,并且不会循环。 常见的无理数有大部分的平方根、π和e(其中后两者同时为超越数)等。无理数的另一特征是无限的连分数表达式。传说中,无理数最早由毕达哥拉斯学派弟子希伯斯发现,而毕达哥拉斯深信任意数均可用整数及分数表示,不相信无理数的存在。后来希伯斯将无理数透露给外人因而被处死,其罪名等同于“渎神”。
7
这是对有理数无理数的误解或者不理解,不管是有理数还是无理数,都是一个数,而且都是固定的数,有理和无理只是人为定义的概念,都是实数,是真实存在的固定的数!
说白了,不管是有理数还是无理数,与固定不固定没有任何关系,这种思维是标准的偷换概念。
举个例子,√2也是一个无理数,在线段上我们很容易画出√2厘米的线段,这说明√2厘米长的线段肯定是固定的,同样我们也能画出π厘米长的线段,你说π(或者π厘米)不是固定的吗?
√2厘米的线段是固定的,不能因为√2是无理数就说它是不固定的,不固定是完全另外一个概念,比如说√2约等于1.4142,如果√2约等于1.4152那才叫不固定的!
有人可能会说,我们永远无法准确表达√2到底是多少,这还是一种思维的局限性,因为我们已经准确表达了,√2就是√2,这很准确了,你非要用所谓的小数去表达√2,那是你自己的问题,自讨苦吃,数学路仅仅包含有理数,无理数和有理数是平等的,都是对数学的表达,干嘛非要用有理数表达出来的才是准确的?
8
其实这个问题的,不用那么专业的数学知识。其实有点偷换概念。某一个圆的周长应该是“确定的” ,它的精确值就是一个无理数,用测量工具去测,由于精确度所限,所以测不出来。用了“固定”,就有点偷换概念了。两者没有矛盾。
举个例子,一条线段,它到底多长?
用普通的尺测量,5厘米。然后换一把精度高的,测量,5.01里面,换一把更高的,可能5.00097厘米……。我想说的是,不要拿生活上的直觉去想这个问题。
再换个角度来像这个问题:其实就是数的进制转换。我们用十进制,那圆周长似乎就是无线不循环的一个值。但是如果把以“派”为单位1,那线段的长就是“整的”了吧。其实还是“思维定式”。
我来问个问题,点是没有长度的,但是由无数个点构成的线段,为什么有长度??。这个才是题目背后的问题。这个与测度有关。
9
我来解答这个问题吧!
解答这个问题之前,我们先弄清楚圆周率的概念,也就是题主说的π是个什么东西。
因为圆的弧形形状,我们是不好测量它的周长的,不像矩形那样,只要把几个边测量出来,求和就可以了。尤其当出现了一个很大很大的圆的时候,我们想要知道它的周长,就得用一把软尺围绕这圆周转一圈去测量。或者用一根绳子绕圆一圈,再测绳子的长度,来得出圆的周长,因为测量的时候,很难保证尺子与圆的边缘完全重合,所以,误差也是很大的。
这样会费时费力,而且我们在实际运用中,往往需要知道很大的圆的周长是多少,比如说地球的周长,你总不能调动千军万马去拉上绳子测量吧,那是不切实际的。
所以,老祖先就在找直径和圆周之间的关系。因为测直径和测圆周相比,直径的长度在测量的时候是比较容易的,经过老祖先反复测量,发现圆周和直径之间是有一种等量关系的,这个等量关系就是直径乘以一个比3大一点的数,就是圆周的长度。这个比3大一点的数就是圆周率,用字母表示就是π。
10
山巅一寺一壶酒,尔乐苦煞吾,把酒吃,酒杀尔,杀不死,乐尔乐。
这首耳熟能详的圆周率顺口溜,从小到大我们还能背诵。
圆周率丌是无理数,也就是无限不循环小数,我们说干口水也不可能说完的。
最初发现无理数时引起了人们的恐慌,因为它是不可公度量,那时的人们无法表达它。
题主认为无理数不是固定的,也许是误入了早期发现无理数时人们的固定思维中。