数学不仅仅是数字:以不同的方式庆祝π日

当您品尝苹果派或酸橙派时,请思考数学在哪些方面影响着我们的生活

Pecan Pie on pink background

在这个π日,当您享用您的派时,探索更广阔的数学领域。

大多数3月14日的庆祝活动都痴迷于数字π。如果您认为“痴迷”太强烈,请环顾四周:您会看到以 3.14 美元的价格出售的商品π-K 跑,或许像过去一样,在白天电视节目中的一段内容

作为一名数学家,我很高兴看到对数学的致敬已成为一种普遍现象。但是,与此同时,我感到失望的是,这个数字明星似乎有点偶然。数学远不止一个孤立的数字,无论您能从记忆中背诵多少位数。


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在所有无穷无尽的无理数中,π 没有理由受到特殊待遇。您可能还记得高中时,数字要么是 有理数,要么是 无理数,以及它们彼此之间的区别。有理数可以用以下一种或多种方式表示:

  • 分数,例如 7/8 或 3/1

  • 重复的小数,即使是永远重复,例如 1.99999... 或 2.488488488…

  • 终止的小数,例如 .123456789

另一方面,无理数不能用任何这些方式书写。例如,π 永远不会终止,因此我们举手投降,并使用 3.14 的常用近似值。我们大多数人不知道的是,无理数比有理数多得多,多到如果您请一位精灵真正随机选择一个数字,那么它选择一个无理数的可能性是 100%!

这意味着,如果我们的唯一目标是纪念一个单独的数字,那么一年中的任何一天都和 3 月 14 日一样好。例如,我们可能选择抓住已知最早的无理数,并于 1 月 4 日庆祝 2 的平方根,大约为 1.4。或者,我们也可以决定在 2 月 7 日纪念大约为 2.7 的数字 e,有些人可能从微积分课程中知道这个数字。可以想象,π 胜出仅仅是因为它的熟悉度,因为 3 月 14 日使我们能够使用它的三个数字,并且因为它在语音上与美味的甜点同名。和很多人一样,我很高兴有理由放纵一下我最喜欢的派,苹果碎屑派。

但是,当数学中有如此多的美丽、奇迹和兴奋感时,为什么只关注数字呢?国际数学联盟也持有这种观点。感谢他们,3 月 14 日已成为一年一度的国际数学日(idm314.org),使我们能够庆祝整个数学,而不仅仅是一个数字。为了让您食欲大开,这里有一个小例子,您可能会惊讶于数学对以下事项有所了解:切蛋糕、杂耍、表演魔术、铺设浴室地板或创建编织图案。

我的意思是:下次您庆祝生日时,您可能需要确保每个人都能得到相同数量的蛋糕和糖霜。数学可以告诉您蛋糕必须是什么形状才能实现这一点。

有兴趣吗?幸运的是,有很多方法可以开始探索数学的多样性。StandupmathsNumberphile3Blue1Brown 的视频提供了您可能以前没见过的有趣数学主题的有趣快照。或者,如果您想让您的孩子参与进来,有一个名为 Mathical 的奖项,专门奖励“激励所有年龄段的儿童在他们周围的世界中看到数学”的书籍。您可以选择其中一本获奖书籍一起阅读。

或者,也许您是喜欢实践的类型,而不仅仅是观看或阅读。国家数学博物馆为所有年龄段的人提供各种各样的活动。还有很多地方可以找到有趣的问题,无需任何特殊背景,例如 FiveThirtyEight 上的 Riddler 和《卫报》中 Alex Bellos 的 周一谜题

或者,查阅马丁·加德纳,这位无可争议的呈现有趣且发人深省的谜题的大师。尝试一下他发表在《大众科学》过去期刊上的许多“数学游戏”之一。

但是,请小心,否则您可能会上瘾。如果您发现自己正在寻找理由在两周后庆祝大约为 3.31 的 11 的平方根,您就会知道。到时候派对见!

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.

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