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三個數字世間最神秘的

2015-08-08 05:41劉瑋
中學科技 2015年6期
關鍵詞:銳角三角鈍角鵬飛

劉瑋

皓天思考了很長時間,對報小數組三角形來求π真是一籌莫展。

鵬飛提醒道:“要構成一個三角形,其中一個邊為1,另兩個邊可設為x和y,如果x+y<1,不構成三角形;如果 x2+y2=1,那定是個直角三角形;如果x2+y2<1且x+y>1,應該是個鈍角三角形。只有滿足x2+y2>1且x和y均小于1,才能與1構成銳角三角形。我們畫個圖看看!”

“我明白了,”皓天在坐標系中畫了個單位圓,找出這幾個區域,“不能構成銳角三角形的就是鈍角三角形區加不能構成三角形區,合在一起正好就是個1/4圓周,它的面積是π/4,而隨機寫的不超過1的各組小數x、y作為坐標點隨機分布在單位正方形里,它的面積為1,所以,我覺得我也能設計讓π跳出來的小游戲了?!?/p>

皓天回味著:“這美妙的π真是無處不在啊,隨便扔火柴桿就能扔出π,隨便報些小數也能得出π。在這些雜亂的事情中竟然都蘊含著π,而且次數越多,就會越接近π?!?/p>

鵬飛:“那么從宇宙產生至今,在這無數的紛繁事件中,宇宙已經默默地將像π這樣的數 ‘運算到了極致!”

“自然的運算!”皓天頭腦里靈光一現,脫口而出這樣一個很有感覺的概念。

“是??!大自然一直在進行著無比精巧的計算。我們再做個游戲:假如你把1元錢存我這里,年底我給你2元,年利息是100%。如果你半年時取回就是1.5元,再將這1.5元存我這里作為下半年的本錢,到年底時你就可以取回1.5×(1+50%)=1.5×1.5=2.25元?!?/p>

“如果我每個月取一次并且再存回,到年底應該能得到更多的錢?!别┨祚R上反應過來,拿出計算器,“我來算算:第一個月后可取回1×(1+ )= 元;再存入,第2個月底可取回 ×(1+ )=( )2;第三個月就是( )3……一年下來可取回( )12≈2.613元??磥砣〈娲螖翟蕉?,就能得到更多的利息——勞動創造價值??!如果我有一筆不小的錢存入銀行,每天就這樣存取,就不用上班了。哈哈!”

“如果真是這樣,所有人每天都坐在銀行做著存取錢的工作,世界上的財富和食品能不耗光嗎?你也可以算算,如果你一年內能得到的最多的錢是多少?”

“當然,存取的次數越多,利息就越多啦。假設一年內平均存取n次,1元錢得(1+ )n元,當n取無窮大時,即n→∞,則(1+ )n 是不是也趨近于無窮大呢?”

“用你手邊的計算器試試!”

“n=100,(1+ )n≈2.7048;n=1000,(1+ )n≈2.71692;n=10000,(1+ )n≈2.718146;n=10010,(1+ )n=2.718281828…好像隨著n的增大,(1+ )n增加得越來越慢了,看來有個極限?!?/p>

“沒錯,是有個極限,而且誰也不知道這個極限的準確值,就像π一樣是個無限不循環小數,我們也只好用一個字母來表示了,這個字母是e=2.718281828…數學上是這樣記的:lim (1+ )n=e ?!?/p>

“我知道為什么沒有人一直坐在銀行干不停地存取錢的傻事了!”

“可大自然有的是時間,它一直在干著這樣的事情。比如細胞的分裂、微生物的繁殖,新生成的細胞和微生物立刻也投入了生產,就好比你取了錢立刻又存了進去?!?/p>

皓天有些疑問:“大的生物比如動物、植物也都是由細胞構成的,那就是說,生物體的生長在細胞沒有老化前就是按照這種加速方式生長的了,食物的腐爛就是被微生物吃掉的,所以腐爛的進程也是加速的?!?/p>

“看,鸚鵡螺的殼記錄了它的生長過程,直接就長成了字母‘e的形狀,它那美妙的曲線里也有e?!?/p>

“那非生物界就不會是這個樣子了嗎?”

“非生物活動很多也遵循這種規律,比如一杯熱水的冷卻,放射性物質的衰變,也是按照這樣的規律進行的??脊艑W家用碳-14測定古物的年代,采用的就是這個原理?!?/p>

“大自然的運作竟是按照這種方式進行的!”

“自然而然地,就有了e!”

“在大自然的內心深處又隱藏了一個神秘的無理數。我們倒是要好好考查考查,一探究竟?!?/p>

“那我們趕緊行動吧!”

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