关于π的故事:π值是如何计算的?中外数学家给出了哪些答案?

在探索π的道路上,不同国家的数学家们采取了不同的方法。中国人对π值的计算当属刘徽和祖冲之两位数学家,他们用割圆术的方法计算出了π值;国外的一些数学家则利用一些数学公式计算出了π值,这些美妙的公式让众多数学爱好者趋之若鹜。

就连当代的数论大师阿特勒·塞尔伯格都表示之所以喜欢数学,是因为德国的莱布尼茨给出的公式深深地打动了他,奇数1、3、5、7……以如此简洁的形式组合在一起竟可算出神秘的π,这就宛如一幅优美的画卷或是一首动听的歌曲,激起了人们对数学研究的热情。

如果说π的精确公式让人感受到数学的简洁和精妙,那么法国科学家蒲丰的投针实验则开启了用统计思维观察和分析世界的大门。

这个实验操作很简单:找一根粗细均匀、长度为d的细针,并在一张白纸上画一组间距为l的平行线,然后反复将针任意投掷在白纸上,记录下针与任意平行线相交的次数,通过分析可以得到针与任意平行线相交的概率为 ,将此公式变形可得到圆周率的估计公式 。

如果n次中有k次与平行线相交,概率p就可以用近似,当投掷的次数越多,近似程度就越高。

蒲丰实验是人类首次使用随机方法处理确定性问题,开辟了π值估计的一条全新的道路。在此基础上,人类依托计算机技术的进步,孕育出一种全新的数学方法——随机模拟法(又称蒙特卡洛法),这种方法已成为现代社会解决复杂实际问题的一种强大工具之一。
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