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π大张旗鼓,但其他数字也值得拥有自己的数学假期

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3月14日被称为圆周率日,因为这个日期写成3/14时,与圆周率3.14159… 的前三位数相同。

基本上,圆周率只是一个数字,一个介于3和4之间的无限小数。 它之所以出名是因为它置身于您看到的每个圆中—周长等于圆周率乘以直径。 更不用说其他与圆不相关的公式,例如:常态分布曲线到广义相对论。

庆祝圆周率日的真正原因是数学作为一门纯粹的抽象学科,竟然可以很好地描述我们的宇宙。 那么,还有哪些数学常数值得庆祝呢?

黄金比例

一月份提名黄金比例phi。 如果将较大的数字除以较小的数字与将两个数字的总和除以较大的数字得到相同的答案,则称两个数字成黄金比例。 phi等于1.618…,因为没有1月61日,可以在1月6日庆祝。

黄金比例首先由欧几里德计算出来,后来被意大利数学家Luca Pacioli推广,他在1509年写了一本书,夸大其美学特性。 据说,为这本书画了60幅画的达芬奇(Leonardo da Vinci)将其纳入了蒙娜丽莎五官的尺寸,声称这种选择是她美丽的原因

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图说:蒙娜丽莎面部的垂直和水平尺寸符合黄金比例。

第一个暗示phi存在于自然界,来自另一个意大利人费波那契(Leonardo Fibonacci),当时他正在研究兔子如何繁殖。 假设每对兔子每个月都会生下另一对兔子。 兔子的数量将遵循1、2、4、8、16、32、64、128、256… 繁殖,也就是说,每月成长率为2。

然而,费波那契观察到兔子成长一月后才开始繁殖,因此兔子数量为 1、1、2、3、5、8、13、21、34……,这是以费波那契命名的著名数列:后一个数是是其前面两个数字的总和。

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图说:费波那契数列

phi如何出现在这些兔子中呢? 您会看到每个数字大约是前一个数字的1.6倍,且比例会越来越接近1.618……。 例如:21除以13大约等于1.615,而 34除以21大约等于1.619。 这意味着兔子不再是以2的生长率进行繁殖,而是越来越接近黄金比例。

野外的兔子不太可能严格遵守这条规则,因为它们有被掠食者吃掉。 但是费波那契数,比如 5、8、13 等等,在自然界中广泛出现,例如:松果顺时钟与逆时钟螺线数,或是叶子围绕茎排列的方式,以达到曝晒阳光的最大限度。

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图说: 松果中的螺旋数通常是费波那契数

欧拉数e

二月份提名欧拉数e,其值为2.718……。 因此,将明年2月7日标记盛大庆祝会。

要理解e,先考虑“翻倍”增长。 若利率为100%,则到年底,每投资1美元就变成2美元。 然而,假设利息每半年复利一次,到年中利率50%,即得到1.5美元。 年底时,您将获得这1.50美元的50%利息,即0.75美元,一年得到2.25美元(1.50美元+ 0.75美元)。 所以你的投资乘以2.25,而不是2。

如果银行在更短的间隔内复利相同的100%利率,会如何? 答案是您可以将增长率从2提高到大约2.718,更准确地说,提高到 e,但不能更高。

17 世纪后期,微积分的发明使人类应对宇宙的能力有了质的跃进。 数学现在可以分析任何发生变化的事物——这将其领域扩展到自然界中的大多数现象。 常数e之所以出名,是因为它在微积分中的标志性作用:事实证明它是追踪变化最自然的增长因子,例如:从人口增长与放射性衰变。

三月份当然是π。 4月份提名是费根鲍姆常数(Feigenbaum’s constant)delta,它等于4.669……,衡量增长过程转变成混沌的速度。

我会等待我的第一批名单获得正式假期,然后再继续下一批名单,欢迎提供您想要提名的任何候选名单。 (编译 / 施欣岚)

参考资料:theconversation

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46 条回复 A文章作者 M管理员
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    学科学是一口气也松不得的;科学的成就就是毅力加耐性。

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    在科学上进步而道义上落后的人;不是前进;而是后退。

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