3月14日是“國際數(shù)學日”,這一天對于數(shù)學愛好者來說無疑是個特殊的日子。因“3.14”是最接近圓周率的兩位小數(shù),3月14日又名“π Day”。
3月14日是“國際數(shù)學日”,這一天對于數(shù)學愛好者來說無疑是個特殊的日子。因“3.14”是最接近圓周率的兩位小數(shù),3月14日又名“π Day”。
有網(wǎng)友驚奇地發(fā)現(xiàn),圓周率遠比想象得要神奇,每個人的生日竟然都能在圓周率中找到。這一發(fā)現(xiàn)得到了南京信息工程大學數(shù)學與統(tǒng)計學院副院長姚衛(wèi)的證實。姚衛(wèi)表示,計算機科學家曾通過窮舉法證實,圓周率中包含所有的8位數(shù),這意味著我們的生日等一切日期都會在圓周率中出現(xiàn)。
經(jīng)受住窮舉法檢驗的“π”,小數(shù)點后多達62.8萬億位。這是科學家在2021年,耗時108天零9小時計算出來的,還得到了吉尼斯世界紀錄認證。“科研人員通過窮舉法,把每一個生日的排列組合都在圓周率中檢查過了。這才有了現(xiàn)在的結論。”姚衛(wèi)說。
數(shù)學里隱藏的奧秘,可遠不止圓周率這一項。姚衛(wèi)舉了個例子,這也是概率論里的一個經(jīng)典案例:假設一個班級里有50個人,一定有兩個人生日相同的概率高達97%。簡言之,一個大于等于50人的班級,基本都能找到至少兩個同月同日生的娃。數(shù)學家們得出這一結論,用的是反推法。先計算班里所有人生日都不重復的概率,然后再拿1來減掉這一部分。好像還是很深奧,但計算過程寫出來,這稿子也許就讀不下去了……
還有這樣一個數(shù)學案例:在任何6個人之間,或者有三個人互相認識,或者有三個人互不認識。這個結論的得出,用到了數(shù)學中“圖論”的相關知識。姚衛(wèi)介紹,這道題曾經(jīng)出現(xiàn)在國際奧林匹克數(shù)學競賽中,1958年美國著名的數(shù)學雜志《美國數(shù)學月刊》也刊登了這道問題,廣泛征求解答。
或許你要問,研究這些數(shù)學問題有啥用?數(shù)學遠不止是停留在紙面的解題,在生活中,數(shù)學無處不在。姚衛(wèi)用 “莫比烏斯環(huán)”舉了個例子。一個扭轉(zhuǎn)180度后再兩頭粘接起來的紙條,具有魔術般的性質(zhì)。與普通紙帶具有兩個面(雙側曲面)不同,這樣的紙帶只有一個面(單側曲面),一只小蟲可以爬遍整個曲面而不必跨越它的邊緣。這是在1858年,由兩名德國數(shù)學家莫比烏斯和約翰·李斯汀分別發(fā)現(xiàn)的。
這個扭轉(zhuǎn)到擰巴的“莫比烏斯環(huán)”,是工業(yè)機械上的“好幫手”。“平時我們見到的傳送帶,長期接觸轉(zhuǎn)軸的一面會出現(xiàn)快速磨損,因此每隔一段時間,都需要工作人員將它翻個面。但如果有使用上了莫比烏斯環(huán)結構的傳送帶,磨損等問題就會減小很多,人力、物力都可以得到節(jié)省。”
“世界數(shù)學日這一天,國內(nèi)多所高校都會展開‘數(shù)學文化月’活動。”姚衛(wèi)表示,希望通過有趣的數(shù)學案例,讓更多人了解數(shù)學,愛上數(shù)學簡潔大方的美。
揚子晚報/紫牛新聞記者 楊甜子
校對 王菲
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