既然圓周率是一個無限不循環數字,那圓的面積和周長是不是確定的?

MILKLA


其實,能問出這個問題的人,思維習慣應該是比較理性的。

我們在經歷了至少十多年的數學教育後,往往會習慣性地忘記數學的本質……數學的本質是抽象的,並不是與自然界完全對應的。

不知道有多少人在小學時學到把1/3換算成小數時曾懷疑過無限小數的合理性,如果你當時懷疑了,那麼恭喜你,你的懷疑是對的。

自然界中,不僅不存在無理數,而且,連無限循環小數都不存在,換句話說,無限小數就不存在,因為無限小數的含義就是將事物進行無限分割。很遺憾,量子論的誕生告訴我們,自然界不存在無限分割。當分割到最小狀態,即量子,便到達極限了,也就是說,自然界真實存在的一切數值,都是量子的整數倍。

再具體點,以長度為例,最小的長度是普朗克長度,自然界任何實際存在的長度都是普朗克長度的整數倍,假設人類能夠進行精確的測量,那麼以實際數據進行任何計算,所有的計算結果都是整數(根據單位的變化會出現有限小數)。那麼我們反過來說,如果一個運算結果不是整數或有限小數,說明運算所依據的規則是超自然的。

所以,結論很簡單,因為圓有周長,並且圓有半徑和直徑(這兩個要素根據圓的概念來看都是必需的),但二者的長度比卻是一個無限小數(無理數也是無限小數),那就說明,圓這種形狀,在自然界並不存在!注意,是圓並不存在!當人類掌握了足夠精密的技術之後,就會發現,自己真的畫不出一個圓!


無論如何82010413


對於無理數(無線不循環小數),很多人總是有一種慣性思維,認為無理數是“不確定的數”。比如說圓周率π,由於我們無法用小數把π完整地寫出來,就會有“π是不確定的”這種錯覺。

但事實上並非如此。非常明確的一點是:π是非常確定的數,它就是π,正如1就是1一樣。不只是π,任何無理數都是確定的數。不能因為“我們不能用小數把π描述出來”就說“π不是固定的數”,描述一個數的方法有很多,不見得非得用小數描述。

就算是有理數,你也未必能用小數描述出來,比如1/3你能用小數完全描述出來嗎?0.33333....?抱歉,你永遠描述不出來,因為有無窮多個3!明白了這點,自然就會知道圓的周長和麵積當然是確定的,它們分別是2πr和πr平方,非常的確定!

有一個方法能很直觀地證明π是一個非常確定的數,雖然我們不能用小數把π描述出來,但可以非常輕鬆地在數軸上表示出π的長度,比如說你可以很容易在數軸上畫出π釐米的線段,這說明π是確定的!只要π確定,周長和麵積當然是確定的!

任何無理數也都是確定的。同時,有理數和無理數合在一起就是實數,有理數和無理數都是無窮多的,但無理數的無窮比有理數的無窮更大,也就是說,無理數的集合遠比有理數的集合更大,你可以簡單認為無理數比有理數更多,任何兩個有理數之間都有無數個無理數!


宇宙探索


圓周率是一個無限不循環小數,在小數里是無法確定的,但是圓的面積和周長是確定的,這是毫無疑問的,具體分析請看下面。

1.什麼是圓周率

圓周率是圓的周長與直徑的比值,是一個在數學及物理中普遍存在的數學常數。我們知道常數是一個確定的數,不會發生任何改變。只是無法用確定的小數表示而已。



在我們學習計算中常取圓周率的近似值3.14就可以了。在生產生活中,通常用3.14去計算。在一些科研,工程等精密計算中才需取值到小數點後幾百位。雖然都是用了圓周率的近似值但這不能說圓的周長和麵積不確定。只是計算的結果與實際有誤差。

2.圓的周長和麵積計算

我們知道圓的周長、面積計算公式:圓的周長=圓周率成*直徑=2*圓周率*半徑,圓的面積=圓周率*半徑的平方。



又因為半徑是定值,所以算出來的面積和周長是定值。我們在想一想,圓的面積和周長是客觀存在的,不會變大變小。只是為了方便計算和應用,我們取圓周率的近似值,這不代表圓的周長與面積不確定了。

3.正確理解“無限不循環”與“不確定”

無線不循環小數是無理數並不代表這個數不確定,像自然常數e,根號2都是無限不循環小數,卻是一個定值。比如邊長為根號2的正方形,它的面積就是2。那麼這和圓的周長、面積是一個道理。只是我們為了方便計算取近似值。



一個確定的數也可以是無限不循環的小數。我們知道無理數就是無限不循環小數,是一個確定的數。既然圓周率是一個確定的數,計算面積和周長就是確定的值。實際情況也是一樣。

通過上面的介紹分析,我們可以明白:圓周率是一個無限不循環小數,圓的周長和麵積都是確定的。


徽鄉小居


這是一個非常好的問題,表面是數學問題,其實是個哲學問題,而且是一個爭論了幾千年的哲學問題,即唯物唯心的爭論。

問題的人的意思其實是說既然圓周率π是無理數,無限不循環,那麼它小數點後面總會有未知的,哪怕你算到一億位,一萬億位後面也沒用,那又由它算出來的圓的周長面積肯定也就不確定了,對嗎?

這就是唯心主義的觀點,既然永遠不可知,那就是不確定的東西,它強調心的感受是第一位的。

但是,唯物主義的觀點卻相反,無論能不能算出精確的結果,但圓就是圓,只要半徑和圓心確定,它的周長和麵積就是確定的,這和我們算出來算不出來精確結果無關。尊重客觀存在,把物質放在了第一位,根本無需考慮智慧生物也就是人類的想法。

其實無理數只是在十進制下而已,如果我們發明個π進制呢,逢π進一,那圓周率不就是有理數,而且還是整數了嗎?由此可見人類的認知是有侷限性的,不認識不瞭解不代表不存在,要尊重客觀事實。


星空偃


我們往往被圓周率所迷惑,因為圓周率是一個無限不循環小數,人們就認為圓的周長和麵積也是無限不循環小數。其實它們是一個定值。下面我從以下幾個方面來說明這個問題。

1,我們知道,圓周率是圓的周長和直徑的比值,因為周長除以直徑是除不盡的,(就象16÷3,10÷7),所以兀的值就成了無理數,但是我們不能以此來定義周長和直徑就是無理數。你想想,我們劃圓的圓規叉開的長度是不是一定的?那劃出圓怎麼就不是一定的呢?

2,其實有理數和無理數都是實數,實數是真實存在的,世上萬事萬物都可以用數來表示,都可以在數軸上找到它對應的點,我們有什麼理由說它是不確定的呢?

3,再來舉例說明:如果圓的直徑是3,周長就是9.42,面積就是28.26這裡兀取3.14,那我問你:它們的周長和麵積真的就是這兩個數嗎?我的回答是:肯定不是這兩個數,它們的實際數量要比這兩個數大一些,但它們一定是個真實存在的數。因為它們的周長和麵積就在那裡,既不會變大,也不會變小。是一個真實存在的東西。

我一直有疑問,是哪個數學家把無限不循環小數取名為無理數?既然它是真實存在的數,為什麼叫它無理數?叫它無限數不好嗎?

哈哈哈……扯遠了,莫見笑!


時光因子7524773723


物理世界中,圓的周長和麵積的精確度,跟測量的精確度有關,可以不通過公式直接測量。任何不規則圖形在物理世界都可以測量,取值與測量精確度有關。

感覺困惑的是純數學中的圓。

純數學中,點沒有空間的延伸,線有長無寬,兩條相交的線總有一個確定的交點。數學中的圓是想象中的圓,定義的圓,無限精確。

物理世界的線有一定的寬度,兩條相交的線有無窮個點。物理世界的圓是有限精確,普朗克長度是最小的點。

公設:一條確定的座標軸,每一個實數對應座標上的唯一的一點,每一個點對應於唯一的實數。

純數學中,看到的不一定是正確的,只能通過已知條件公理演化的定理進行計算。圓周率可通過微積分計算,極限思想,極限是無限趨於但不等於,也就是說圓周率的取值無限趨於一個固定的數,根據極限規則,這個固定的數就是精確值。既然圓周率是精確值,計算的圓周長和麵積也是精確值。

有理數有明確的表示方式,無理數遠比有理數多,但沒有明確的表示方式,很小一部分可以通過運算法則來表示。

圓周率是比值,圓周率計算脫離了周長直徑,所以數值是確定的。與物理世界無關,取值改變也不會影響物理世界,物理的基本計量單位也脫離了實體,精確度只與測量精度有關。



鄧偉定


假設,使圓周率保留7位小數,精確到10e-7次方,有:π≈3.1415926。

如果半徑保留三位小數R=2.234,圓周率的保留至多4位小數,即π≈3.1416才有意義。

後面的精度哪怕1000位也是毫無意義的。對應的圓周長C=2πR的精度,最多保留4位小數。

實際工作中,我們做一個圓都是根據特定的測量精度來確定的。詳見“有效數字”的概念。

事實上,現實世界裡,不存在數學意義上的絕對精準的數值與尺度,即使1,2, 30米, 20°C,這些數值,都是抽象或近似值。

例如:班級點名有40人,40就是抽象的人數,因為每個人都是不同的。

例如:電荷單位電量e=1.6e-19[C],是一個近似數,我們把1個負電荷寫成-1,把兩個價電子寫成+2,看起來是整數,其實都是近似數。

請琢磨:如果讓你畫一個長10釐米的直線段,要求絕對精準,有沒有可能?

答案當然是:絕對不可能!因為數學上的抽象數量,在自然界與技術界,都是不存在的。

這就是數學思維與物理思維的根本區別——數學玩的是抽象遊戲,物理玩的測量遊戲。

好了,本答stop here。請關注物理新視野,共同切磋物理邏輯與中英雙語的疑難問題。


物理新視野


圓的面積問題,表面上是個數學問題,但實質上是個哲學問題。

按照提問者的邏輯,是不是宇宙中就等於不存在一個面積是無限不循環小數的圓了?只存在面積為有理數的圓嗎?這無論是在情理上還是公理上顯然是不合理的。

眾所周知,π=3.1415926535……是個無限不循環小數,所以有人推出圓的計算公式計算出的圓的面積也是個不確定的值,確實犯了唯心主義和唯物主義混淆的嫌疑。不過,要知道,首先是圓的圓心和半徑確定了一個圓,就等於確定了這個圓的面積周長等等一切參數。其次我們為了方便人工計算圓的面積,才發現了圓的周長和半徑之間有個固定的關係→π,雖然這個π是無限不循環的數字,但它確實是確定的,每個數位,每個數字都是確定的。我們不能因為π的無限不循環性就否定它的正確性。

當圓確定的那一刻,圓的所有參數就都已經確定了,這點無須懷疑。我們現在無法計算出π,不代表其他的維度,其他的文明無法確定π,也可能是我們的表達方法從根本上就是錯誤的。


且拂心塵


人類現在是生活在三維空間,採用的是三維科學。圓的所有原理要用四維科學才能破解開!

所以,圓的周長與面積是不是確定的,現今真難下結論。因為圓周率是個無限不循環的帶小數,即不確定數,那麼,問題來了,其周長與面積是不是確定數呢?絕大多數人認為是確定數,這不一定是正確的!

參考與討論:在一條線段為一米的正中間為點來畫圓,那麼,這個圓的周長就是1米乘以圓周率,由於圓周率是個無限不循環的不確定數,其圓的周長應該也是個不確定數!



用戶創維


圓周率是一個無限不循環小數,在小數里是無法確定的,所以,圓的面積和周長也是不確定的。我首先聲明,數學是一門十分重要的、非常有價值的工具科學!討論數學問題就不可避免地要涉及哲學問題。首先,我們要知道數學的真理性是相對的、不是絕對的。其次,數學是一門極其抽象的學科。任何抽象的東西返回具體事物後,會出現許許多多的狀況。例如,數學裡把點線面體的種種關係研究得很透徹、很精準,可是,客觀世界從微觀到宏觀是多層次的,沒有幾何裡定義的點、線、面,客觀世界存在的都是體,且沒有理想的幾何形體。又例如,數學給了我們太多的無限性(許許多多的方程式中的未知數),而客觀世界並沒有那麼多的無限性。這個題目太大,可以著書立說。


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