好奇用二进制表达圆周率是不是就是11.11111……那岂不是无限循环小数了么?

非常我


题主想当然了,圆周率π用二进制表示根本就不是11.11111……。圆周率不是一个有理数,所以它不可能是一个无限循环小数。

在十进制下,圆周率的大小约为3.141592653589793……。数学家早已经在数学上严格地证明出圆周率是一个无理数,这意味着它是无限不循环小数。不管在二进制,还是八进制,或者十六进制,圆周率始终都不可能是有理数,它是无理数这个性质不会随着进制的转换而发生变化。因为进制只是数的表示方式,并不会影响到数本身的性质。

按照题主给出的数值11.11111……,通过计算可知,这个二进制的数转换为十进制之后为4,与圆周率的3.14……差远了,所以11.11111……根本就不是二进制下的圆周率。那么,圆周率用二进制表示为多少呢?

所谓的十进制是指逢十进一,而二进制则是指逢二进一。在十进制的情况下,一个小数的第k个小数位表示10^-k。同样的道理,在二进制的情况下,一个小数的第k个小数位表示2^-k。那么,圆周率的二进制形式(小数点前50位)为11.00100100001111110110101010001000100001011010001100……,这与题主所说的11.11111……差远了。在二进制下,圆周率同样是一个无限不循环小数。

另外,通过如下的贝利-波尔温-普劳夫公式(BBP公式),还能计算出圆周率第n位二进制数,而无需计算前面的所有位数:

另外,在π进制下,圆周率确实是一个有理数。因为逢π进1,所以圆周率在π进制中就是10,这是一个整数,而非无理数。然而,这么做似乎没有意义,这纯粹是为了让圆周率变成有理数的做法。这么做,与直接定义圆周率是有理数并没有什么区别。


火星一号


任何一个数,都能在对应坐标系上找到相应的点。对数进行不同的定义、命名、进制转换等,数所在的集合确实可能会有所改变。但无论人为如何操作,都不会改变这个数的存在。

无理数的概念和集合

我们把实数集合范围内所有含无限不循环小数的数统称为无理数,反之为有理数。相对于有理数,无理数无法表示成分数a/b(a、b均为整数)的形式。√2、√3、π、e等都是常见的无理数。

无理数是人为定义的十进制下一个数的集合。这个集合存在与否,不会增加或减少集合内元素的数量。同样的,如果改变进位计数制度,也不会影响原集合内元素的数量。

但是,在改变了进位计数制度之后,该数是否还具有原集合的特性,以及该进位计数制度下元集合的定义是否仍继续适用,这将可能有很大变化。

举例:如π,在十进制下π为无理数。假设人为定义π进制,且在π进制下“无理数”和“有理数”概念仍然适用,那么π还是那个π,但从集合看它已属于“有理数”。问题在于:π进制下,当前十进制的“无理数”和“有理数”概念是否适用呢?答案不得而知,还要看人为如何定义。

二进制的基础普及

二进制大家并不陌生,我们使用的手机、电脑、电视机都一切科技产品,都与二进制息息相关。不过日常生活中我们更习惯十进制,为了更好的相互理解和沟通,二进制与十进制的相互转换显得有必要基础普及。

在十进制中,当数到达9之后我们不在创造新的字符,而是通过进位的方式重复使用0~9的十个字符。

二进制也是一样,只使用0和1两个字符。当数达到1之后,我们通过进位的方式重复使用这两个字符。

那么我们有如下等式:

十进制与二进行相互转换 通用公式:

[十进制]abcd.efg=(d*2^0+c*2^1+b*2^2+a*2^3)+(e*2^-1+f*2^-2+g*2^-3)[二进制]

二进制下的π转换

在十进制下,无理数是无限不循环小数,我们在计算的时候为了取得一个简洁的结果,往往会取一个有限位的小数代替这个无理数的大小。而所取的有限位的位数,也影响了我们计算结果的精度。

如无理数π,根据最近报道已计算到小数点后31万亿位了。通常对结果精度要求不高的初步估算情况下,会取3.14代替π进行运算;希望结果稍微准确一点的话,会取3.1415926/7代替π;而在火箭发射、宇宙计算都方面,通常要取小数点后35位甚至更多位数来计算。

而由上进制转换可见,无论是十进制还是二进制,原始的数据大小(位数)也决定了转换后的数据大小(位数)。所以对于十进制的π转换乘二进制,关键还要看小数点后的取位。

那么我们有如下结果:

(D)3=11(B)

(D)3.1=11.000110011001100110011001100110011001100110011001101(B)

(D)3.14=11.001000111101011100001010001111010111000010100011111(B)

(D)3.14159=11.00100100001111110011111000000011011100001100110111(B)

(D)3.14159265358979=11.001001000011111101101010100010001000010110100010001(B)

......

特别说明:以上π的有限取位中,对应的二进制小数也是有限位,没有做近似省略处理。假设有/无理数的概念在二进制中仍然适用,事实上十进制与二进制的转换中,不会改变原始数据的有/无理数特性。

综上,圆周率π的二进制表达,并没有将π变成无限循环小数,即π仍然是个无理数。


一周刊


并不是,看起来题主知道大概的二进制和十进制的转换,但十进制的小数部分转二进制理解的不是很透彻。

所谓的二进制,就是基数为2,只用0和1就表示所有数字的一种数制。类比我们平常见得最多的十进制数,十进制是基数为10,用0-9十个自然数表示的数制。

总之,当圆周率π取十进制3.1415,则相应的二进制为11.001001000011100101011000000100000110001001001101111,这和题主的答案有差距的。


圆周率是一个无理数,无理数也称无限不循环小数,所以圆周率无论转成什么进制的数,都不可能是无限循环小数。总之一个数无论什么数制,都不会改变它是无理数(无限不循环)还是有理数(无限循环和有限数)的属性的。

当然,圆周率确实神奇,它不只是和数学里的圆有关系,自然世界甚至宇宙的演化都和这个常数有关系,比如爱因斯坦描述时空的场方程(等号右边有个π):

是不是很神奇呢?


挡不住的熵增


并不是,在二进制下圆周率仍旧是无限不循环小数(也就是无理数),数值是11.001001000011111101101010100010001......

圆周率的这个性质是固定的,也就是说不论是二进制还是十进制,甚至十六进制,得出的数值永远都是无限不循坏。如果说十进制的圆周率,因为这个特性(此外圆周率还极有可能是正规数),那么你总会在圆周率的N位之后找到你的信息(比如生日、手机号、房间号等等,一切以纯数字组合的形式)

那么对于二进制下的圆周率,就更加无敌了

要知道我们的计算机里存储的信息,都是以二进制为基础的,那么根据这个特性,你总能在圆周率里面找到一段任意有限长的01串,而这就有可能就是你计算机里的某部电影、某部文档等等一切存在里面的信息

圆周率确实是一个神奇的数字

期待您的点评和关注哦!


赛先生科普


无限不循环小数是与进制无关的,除非你以它自己作为进制的基,如π进制的话那π就是“10”。注意:这里的“1”虽说还是自然数1,但意义已经改变了,π就变得像个物理里的“量纲”似的了,π进制的等分刻度也将有无穷(如二进制为0和1、十进制为012345678和9等)。

进制是个很好玩的领域,这也就是为啥“多项式”的神秘而有无限魅力的原因,”多项式”就是最最“抽象”的进制形式,如何用它来表示”零”就是自古以来数学家们魂牵梦绕的多次“方程”问题,五次方程其实就是以未知数x为基的x进制的一个“6位数”而已,“强制”这个“6位数”等于零就是个五次方程。

。。。。。。

😂☕️


Nick8354


嗯,你大概是把小数部分的进制转换做错了了吧。π的二进制可不是11.111111....哦



用户59412577416


这就是自媒体 说就行了 不需要文化水平 3.14转化为二进制竟然以为是11.11111


就这样到老i1


那么如果有个π进制……


李投窕


各位答主,你们没看懂题主的逻辑,如果按照答主们的二进制,本质上还是按照十进制的位数来翻译二进制。而题主的本意是,假设π是无限小数,那这个数字不按照位数安排的二进制就是:11.111111111。。。。



人类永续生存和发展


二进制为啥就一种数字,有没有想过😎😎😎


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