數學不僅僅是數字:以不同的方式慶祝π日

當您品嚐蘋果派或酸橙派時,請思考數學在哪些方面影響著我們的生活

Pecan Pie on pink background

在這個π日,當您享用您的派時,探索更廣闊的數學領域。

大多數3月14日的慶祝活動都痴迷於數字π。如果您認為“痴迷”太強烈,請環顧四周:您會看到以 3.14 美元的價格出售的商品π-K 跑,或許像過去一樣,在白天電視節目中的一段內容

作為一名數學家,我很高興看到對數學的致敬已成為一種普遍現象。但是,與此同時,我感到失望的是,這個數字明星似乎有點偶然。數學遠不止一個孤立的數字,無論您能從記憶中背誦多少位數。


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮訂閱我們的獲獎新聞,以支援我們的工作 訂閱。透過購買訂閱,您將有助於確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。


在所有無窮無盡的無理數中,π 沒有理由受到特殊待遇。您可能還記得高中時,數字要麼是 有理數,要麼是 無理數,以及它們彼此之間的區別。有理數可以用以下一種或多種方式表示:

  • 分數,例如 7/8 或 3/1

  • 重複的小數,即使是永遠重複,例如 1.99999... 或 2.488488488…

  • 終止的小數,例如 .123456789

另一方面,無理數不能用任何這些方式書寫。例如,π 永遠不會終止,因此我們舉手投降,並使用 3.14 的常用近似值。我們大多數人不知道的是,無理數比有理數多得多,多到如果您請一位精靈真正隨機選擇一個數字,那麼它選擇一個無理數的可能性是 100%!

這意味著,如果我們的唯一目標是紀念一個單獨的數字,那麼一年中的任何一天都和 3 月 14 日一樣好。例如,我們可能選擇抓住已知最早的無理數,並於 1 月 4 日慶祝 2 的平方根,大約為 1.4。或者,我們也可以決定在 2 月 7 日紀念大約為 2.7 的數字 e,有些人可能從微積分課程中知道這個數字。可以想象,π 勝出僅僅是因為它的熟悉度,因為 3 月 14 日使我們能夠使用它的三個數字,並且因為它在語音上與美味的甜點同名。和很多人一樣,我很高興有理由放縱一下我最喜歡的派,蘋果碎屑派。

但是,當數學中有如此多的美麗、奇蹟和興奮感時,為什麼只關注數字呢?國際數學聯盟也持有這種觀點。感謝他們,3 月 14 日已成為一年一度的國際數學日(idm314.org),使我們能夠慶祝整個數學,而不僅僅是一個數字。為了讓您食慾大開,這裡有一個小例子,您可能會驚訝於數學對以下事項有所瞭解:切蛋糕、雜耍、表演魔術、鋪設浴室地板或建立編織圖案。

我的意思是:下次您慶祝生日時,您可能需要確保每個人都能得到相同數量的蛋糕和糖霜。數學可以告訴您蛋糕必須是什麼形狀才能實現這一點。

有興趣嗎?幸運的是,有很多方法可以開始探索數學的多樣性。StandupmathsNumberphile3Blue1Brown 的影片提供了您可能以前沒見過的有趣數學主題的有趣快照。或者,如果您想讓您的孩子參與進來,有一個名為 Mathical 的獎項,專門獎勵“激勵所有年齡段的兒童在他們周圍的世界中看到數學”的書籍。您可以選擇其中一本獲獎書籍一起閱讀。

或者,也許您是喜歡實踐的型別,而不僅僅是觀看或閱讀。國家數學博物館為所有年齡段的人提供各種各樣的活動。還有很多地方可以找到有趣的問題,無需任何特殊背景,例如 FiveThirtyEight 上的 Riddler 和《衛報》中 Alex Bellos 的 週一謎題

或者,查閱馬丁·加德納,這位無可爭議的呈現有趣且發人深省的謎題的大師。嘗試一下他發表在《大眾科學》過去期刊上的許多“數學遊戲”之一。

但是,請小心,否則您可能會上癮。如果您發現自己正在尋找理由在兩週後慶祝大約為 3.31 的 11 的平方根,您就會知道。到時候派對見!

Alissa S. Crans is a professor of mathematics at Loyola Marymount University and a fellow of the Association for Women in Mathematics. She has been nationally recognized for her enthusiastic ability to share and communicate mathematics and honored by the Mathematical Association of America with awards for distinguished teaching and expository writing on mathematics.

More by Alissa S. Crans
© .