三个数字世间最神秘的

2015-08-08 05:41刘玮
中学科技 2015年6期
关键词:锐角三角钝角鹏飞

刘玮

皓天思考了很长时间,对报小数组三角形来求π真是一筹莫展。

鹏飞提醒道:“要构成一个三角形,其中一个边为1,另两个边可设为x和y,如果x+y<1,不构成三角形;如果 x2+y2=1,那定是个直角三角形;如果x2+y2<1且x+y>1,应该是个钝角三角形。只有满足x2+y2>1且x和y均小于1,才能与1构成锐角三角形。我们画个图看看!”

“我明白了,”皓天在坐标系中画了个单位圆,找出这几个区域,“不能构成锐角三角形的就是钝角三角形区加不能构成三角形区,合在一起正好就是个1/4圆周,它的面积是π/4,而随机写的不超过1的各组小数x、y作为坐标点随机分布在单位正方形里,它的面积为1,所以,我觉得我也能设计让π跳出来的小游戏了。”

皓天回味着:“这美妙的π真是无处不在啊,随便扔火柴杆就能扔出π,随便报些小数也能得出π。在这些杂乱的事情中竟然都蕴含着π,而且次数越多,就会越接近π。”

鹏飞:“那么从宇宙产生至今,在这无数的纷繁事件中,宇宙已经默默地将像π这样的数 ‘运算到了极致!”

“自然的运算!”皓天头脑里灵光一现,脱口而出这样一个很有感觉的概念。

“是啊!大自然一直在进行着无比精巧的计算。我们再做个游戏:假如你把1元钱存我这里,年底我给你2元,年利息是100%。如果你半年时取回就是1.5元,再将这1.5元存我这里作为下半年的本钱,到年底时你就可以取回1.5×(1+50%)=1.5×1.5=2.25元。”

“如果我每个月取一次并且再存回,到年底应该能得到更多的钱。”皓天马上反应过来,拿出计算器,“我来算算:第一个月后可取回1×(1+ )= 元;再存入,第2个月底可取回 ×(1+ )=( )2;第三个月就是( )3……一年下来可取回( )12≈2.613元。看来取存次数越多,就能得到更多的利息——劳动创造价值啊!如果我有一笔不小的钱存入银行,每天就这样存取,就不用上班了。哈哈!”

“如果真是这样,所有人每天都坐在银行做着存取钱的工作,世界上的财富和食品能不耗光吗?你也可以算算,如果你一年内能得到的最多的钱是多少?”

“当然,存取的次数越多,利息就越多啦。假设一年内平均存取n次,1元钱得(1+ )n元,当n取无穷大时,即n→∞,则(1+ )n 是不是也趋近于无穷大呢?”

“用你手边的计算器试试!”

“n=100,(1+ )n≈2.7048;n=1000,(1+ )n≈2.71692;n=10000,(1+ )n≈2.718146;n=10010,(1+ )n=2.718281828…好像随着n的增大,(1+ )n增加得越来越慢了,看来有个极限。”

“没错,是有个极限,而且谁也不知道这个极限的准确值,就像π一样是个无限不循环小数,我们也只好用一个字母来表示了,这个字母是e=2.718281828…数学上是这样记的:lim (1+ )n=e 。”

“我知道为什么没有人一直坐在银行干不停地存取钱的傻事了!”

“可大自然有的是时间,它一直在干着这样的事情。比如细胞的分裂、微生物的繁殖,新生成的细胞和微生物立刻也投入了生产,就好比你取了钱立刻又存了进去。”

皓天有些疑问:“大的生物比如动物、植物也都是由细胞构成的,那就是说,生物体的生长在细胞没有老化前就是按照这种加速方式生长的了,食物的腐烂就是被微生物吃掉的,所以腐烂的进程也是加速的。”

“看,鹦鹉螺的壳记录了它的生长过程,直接就长成了字母‘e的形状,它那美妙的曲线里也有e。”

“那非生物界就不会是这个样子了吗?”

“非生物活动很多也遵循这种规律,比如一杯热水的冷却,放射性物质的衰变,也是按照这样的规律进行的。考古学家用碳-14测定古物的年代,采用的就是这个原理。”

“大自然的运作竟是按照这种方式进行的!”

“自然而然地,就有了e!”

“在大自然的内心深处又隐藏了一个神秘的无理数。我们倒是要好好考查考查,一探究竟。”

“那我们赶紧行动吧!”

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