一個挑戰發現你不能用數字 Pi

在“數學讓我們團結起來”這個非常準確的座右銘下,今天全世界都在慶祝國際數學日,正如 40 年聯合國教科文組織第 2019 屆大會所宣布的那樣。在 14 月 03 日 (14/XNUMX) 這個特定的日子裡,一些國家紀念了圓周率日 (請注意,該部分的輸入和該數字的前兩位小數與表示日期的縮寫方式一致,從月份開始),這肯定是與數學相關的公民更容易識別的常數之一,因此決定這正是舉辦此類活動的最合適日期。

這句座右銘的發起人、加拿大代數幾何碩士生尤利婭·涅斯特洛娃表示,她想通過這句話表明,數學是我們所有人都擁有的共同語言,也是我們需要面對的話題。

數學將我們作為社會生物團結起來,作為技術和教育的工具,它幫助我們建立彼此的聯繫,無論地理、財富、性別、宗教、種族等。 不幸的是,當前的國際形勢嚴重阻礙了人類對全球統一的渴望,並造成了一些國家的孤立,這已經開始在科學研究領域產生不幸的影響(這方面見下一篇文章)。 最直接的是國際數學家大會(ICM;最大的國際數學活動)的地點變更,原定於明年 XNUMX 月在聖彼得堡舉行。 數百名俄羅斯數學家率先強烈譴責俄羅斯對烏克蘭的無理入侵,他們哀嘆這將損害俄羅斯作為數學中心領導者的全球聲譽,而他們一直佔據著最引人注目的地位。

儘管如此,文明與和平世界的其他國家仍將嘗試通過不同的事件使局勢正常化。 在西班牙,自上週以來,全國各地舉辦了各種活動,為其做準備。 其中,CEMat(西班牙數學委員會)提議舉辦會議和研討會(其中一些是虛擬的),以鼓勵教師與學生建立聯繫,即使他們的學習中心沒有機會組織面對面的活動。 這些談話已被記錄下來,任何人都可以隨時查看。 隨後,我們會指出一些已經討論過的具體問題以及您可以從中享受這些問題的鏈接。 還呼籲學生和學校舉辦競賽,頒獎典禮將於今天在唐貝尼托鎮(巴達霍斯)舉行。 同樣,西班牙皇家數學會(RSME)和蒂森-博內米薩國家博物館也將參與MaThyssen競賽獲獎項目的頒獎,該競賽的目的是探索藝術與數學之間的聯繫。

一些大學和學習中心多年來一直在慶祝這一天,因此今年有很多提案,其中大多數恢復了面對面的形式。 我們在這裡僅引用可從我們使用的任何設備訪問的一小部分內容樣本,以便讀者可以了解這一天將如何進行。 例如,馬德里康普頓斯大學在下午 16:30 組織了一場包含兩項挑戰(一項是理論性的,另一項是應用性的)的競賽和一場演講,標題頗具挑釁性:“而你,你是如何系鞋帶的?” ?”,由塞維利亞大學的 Marithania Silvero Casanova 提供(鏈接中顯示了與下午三點演講的聯繫)。 8 月 18 日至 8 日上午 00:20 至晚上 00:XNUMX 在 UPV/EHU(畢爾巴鄂)的 Bizkaia Aretoa 舉辦的自然幾何等展覽也不會缺少。 。 該展覽收錄了皮拉爾·莫雷諾、盧西亞·莫拉萊斯、因馬庫拉達·古鐵雷斯和萊奧波爾多·馬丁內斯的照片,並附有簡短的說明文字。

我們不會忘記 Pi

在他之前向您介紹的一次演講中,我們來自格拉納達大學的同事拉斐爾·拉米雷斯·尤克萊斯 (Rafael Ramírez Uclés) 談到了“驚人的數學”(在鏈接中您可以訪問完整的演講,與給出的其他演講一樣,很有趣並且推薦),提出以下問題:我們看到的圓圈內有多少個像陰影一樣的正方形? 當然,我們可以將正方形“切成”更小的部分。 顯然,少於四個,因為,例如,將它們按象限放置(我們看到的放置在第一象限,假設坐標系的原點位於圓的中心),正方形會在每個像限中脫穎而出。

正如我們在第二張圖片中看到的那樣,還可以直觀地驗證其中一個(甚至兩個)是否可以輕鬆註冊。 現在,在圓圈尚未覆蓋的區域中,可以容納第三個區域嗎? 這些棋子必須比第二個正方形的四個矩形條還要小,但是只要有一點想像力和耐心,就像拉斐爾的學生所做的那樣,對他們來說,這個問題肯定就像用布和剪刀拼圖一樣,這是可以實現的如下圖所示(很容易看出綠色和粉色三角形形成了完整的正方形)。

所以我們裡面有三個完整的正方形。 但仍然有足夠的空間,雖然很小,但還是有的。 多少? 是下一個問題。 通過製作更小的塊,可以看出我們可以包含新正方形的十分之一,並且仍然有空間。 我們可以在其中刻畫百分之四的正方形的空間(也就是說,如果我們將另外十分之一的正方形分成十塊,我們可以放置其中的四個部分)。 待填的空間越來越少,但我們還有空間。

當然,有些讀者在記住這些數字時肯定已經註意到,似乎正在形成數字 3.14,目前是 pi 的小數點後第一位。 現在,pi 有多少位小數? 確實,它有無限多個小數位,因此我們可以不斷製作越來越小的碎片,但我們永遠無法完全填滿圓的面積,因為圓周率有無限多個非循環小數位。

這種做法對學生來說非常具有說明性,可以通過分析分析(數學家在我們進行正式演示時所做的事情)快速解決:如果圓的半徑為 r,則初始圖像中的哪一個也將是每個圖像的邊正方形),正如我們在數學課上被告知或展示的那樣,圓所包圍的面積將恰好是

也就是說,恰好是 pi 乘以每個正方形的面積(r 平方)。 換句話說,正方形的面積在圓的表面內相當於 pi 倍。 如果這讓您感到驚訝,因為小數點無限,我們永遠無法完成圓圈的填充,我再次推薦 Rafael 的視頻,因為這只是他以非常有趣的方式為我們詳細介紹的驚喜之一。 我忍不住要給你留下另一個未知的東西:這是一艘典型的由三個網球組成的船,就像圖中的那個一樣。 船是否比插頭的長度(插頭的邊緣,其周長)高,或者反之亦然? 毫無疑問,該解決方案會讓您感到驚訝,因為它根本不直觀。

來自薩拉戈薩大學的維克托·馬內羅(Víctor Manero)是本部門的同事,他今年也為我在開頭提到的會談做出了貢獻。 “老師,這對我來說是什麼?”這個問題肯定不止一次地閃過我們的腦海。

其餘演講每次持續約 50 分鐘,涵蓋數學涉及的不同主題和方面,具體如下:

尋找數學偵探以方便在公共場所使用。 洛倫佐·J·布蘭科·涅托。 埃斯特雷馬杜拉大學。

在情況...圖形。 路易斯·瑪雅和安娜·卡瓦列羅。 埃斯特雷馬杜拉大學

給我一個問題......我將改變世界! 胡里奧·穆萊羅·岡薩雷斯。 阿利坎特大學與 Geogebra 的鑲嵌:美麗無國界。 亞歷山大·加拉多. 馬德里拉斐拉伊巴拉學校。

幻覺和娛樂數學。 亞歷山大·加西亞·岡薩雷斯。 哈恩的 IES Az-Zait

MathCityMap:一款移動數學應用程序。 Beatriz Blanco Otano,IES Eugenio Frutos(瓜雷尼亞、巴達霍斯)和 Claudia Lázaro del Pozo,坎塔布里亞教育和職業培訓部。

剪刀舉起,這就是建築! 瑪麗亞·加西亞·莫內拉。 瓦倫西亞大學。

我們社會的榜樣。 數學如何幫助我們嘗試和管理世界。 丹尼爾·拉莫斯. 想像/數學研究中心。

在國際上,我們還可以“幫助”其他談判。 全球在線節目可以通過此鏈接查閱,並顯示五種不同語言的會議(四場演講,每場十五分鐘),每場演講在不同的時間段進行:阿拉伯語(中午 12 點到下午 13 點)、葡萄牙語(下午 13 點到下午 14 點)。至下午 15 點)、英語(下午 00:16 至 00:15)、法語(下午 30:16 至 30:18)和西班牙語(下午 00:19 至 00:XNUMX)。 每種語言的情況都不同,所以如果你掌握了所有這些語言,你就可以享受二十種不同的演講。

所有這些只是所有編程內容的一小部分,構成了廣泛而多樣化的產品。 因此,如果您願意,沒有理由不慶祝這一天。 我們只希望每個人,

2022 年數學日快樂!!!

Alfonso Jesús Población Sáez 是巴利亞多利德大學教授,也是西班牙皇家數學會 (RSME) 傳播委員會成員。

ABCdario de las Matemáticas 是與 RSME 傳播委員會合作產生的一個部分。