一个圆的周长一定是它直径的314倍(π是一个无理数)

一个圆的周长一定是它直径的314倍(π是一个无理数)(1)

圆周率很早就被严格证明为是一个无理数,这意味着圆周率无法用分数表示,而它的小数点后是无限且不循环的。如果圆周率是拥有无数位不循环小数的无理数,那么,圆的周长可以是有理数(比如整数)吗?圆的周长又怎么会是一个确定值呢?

从数学上能够证明,任意一个圆的周长和直径之比都是相等的常数,这就是圆周率。反过来,圆周率和直径的乘积即为圆的周长:

C=πd

如果圆的直径是有理数,那么,它与无理数的圆周率相乘之后所得的圆周长必然为无理数。

另一方面,如果圆的直径是某些特殊的无理数,那么,圆的周长将会是有理数,甚至整数。只要直径取以π为分母的数,例如,直径取10/π,那么,这个圆的周长为10,所以圆的周长不但可以为有理数,而且还能为整数。

一个圆的周长一定是它直径的314倍(π是一个无理数)(2)

虽然圆周率是算不尽的,但这并不意味着它是不确定的未知数。圆周率就是一个常数,它的数值是完全确定的,它可以在数轴上标注出来,这就像诸如根号2等无理数一样,因为它们都是实数。既然圆周率是一个确定的常数,那么,圆的周长自然也能够依据直径而确定下来。

需要强调的是,无论是在二进制、十六进制或者其他进制下,圆周率的无理数性质是不会改变的。而如果在π或者nπ进制下,圆周率成为了有理数。在这种情况下,圆的直径和周长都只能是无理数。

一个圆的周长一定是它直径的314倍(π是一个无理数)(3)

在我们已知的宇宙中,时空本身的构造决定了圆周率就是这样特殊的无理数。倘若平行宇宙存在,那里的数学家或许会证明出圆周率是一个有理数,而他们所画出的圆也很可能会不同于我们宇宙中的圆。

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