问题

能不能让两个与 π 无关的两个数之和等于 π?

回答


是的,存在这样的两个数,它们的和为π,但它们的表达式中不直接包含π。例如:

a = 1,b = π 1
但这里b的表达式中包含了π,因此不符合要求。

为了满足条件,我们需要两个数的表达式中都不包含π,但它们的和仍然是π。这可以通过以下方式构造:

1. 使用无限级数或积分:
例如,考虑两个数:
a = ∫₀¹ x² dx = 1/3
b = π 1/3
但这里b的表达式中仍然包含π,因此不符合要求。

2. 通过数学常数的组合:
例如,考虑两个超越数:
a = e(自然对数的底)
b = π e
虽然b的表达式中包含π,但若我们重新定义b为某个超越数,例如:
a = π b,其中b是一个超越数,但这样a的表达式中仍然包含π。

3. 通过函数的值:
例如,考虑两个数:
a = ∫₀¹ 2x dx = 1
b = π 1
同样,b的表达式中包含π。

4. 更复杂的构造:
例如,考虑两个数的表达式中不直接包含π,但它们的和是π,这需要通过某种数学构造(如极限、级数、函数等)来实现。例如:
a = 0.1415926535...(π的十进制小数部分)
b = 3.1415926535...(π的整数部分)
但这样的构造可能涉及π的近似值,因此可能不符合要求。

最终结论:
虽然理论上存在这样的两个数,但它们的表达式中必须通过某种方式隐含π的值,或者需要更复杂的数学构造。因此,严格来说,无法直接构造出两个数的表达式中都不包含π,但它们的和为π。然而,如果允许通过数学运算(如积分、级数、函数等)间接得到π,那么存在这样的可能性。例如:

a = ∫₀¹ x² dx = 1/3
b = π 1/3(虽然b的表达式中包含π,但这是通过数学运算定义的)。

因此,答案是肯定的,但需要明确它们的表达式中必须间接包含π,或通过其他数学手段间接得到π的值。

网友意见

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太多了,至少有 种不同写法:喜欢反三角函数可以用[1],例如

.

喜欢无穷级数可以根据[2] 得出

.

喜欢积分已有高赞回答。更多方案参见wiki

至于为什么至少是 种写法,上述无穷级数有不同的拆分法:令任意非空真子集 ,

所以拆分方法至少有 种。

参考

  1. ^梅钦类公式 https://zh.wikipedia.org/zh-cn/%E6%A2%85%E6%AC%BD%E9%A1%9E%E5%85%AC%E5%BC%8F
  2. ^莱布尼兹公式 https://zh.wikipedia.org/wiki/%CE%A0%E7%9A%84%E8%8E%B1%E5%B8%83%E5%B0%BC%E8%8C%A8%E5%85%AC%E5%BC%8F
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不存在

注意到如果存在两个实数 a和b 满足:

a+b = pi

则不妨让

a-b = x

这里的x是未知数

合并两式可得

a = pi/2 + x/2

b = pi/2 - x/2

x 为任意实数

这么一来,a、b都必然至少有一个和pi建立了关系。

下面用反证法:

假设a,b都和pi无关。那么不妨让b和pi无关

b = pi/2 - x/2 = y,y和pi完全无关

解得

x/2 = pi/2 - y

带入a的表达式,有

a = pi - y

因假设a 也和 pi毫无关系,则有

y = pi - a ,

则 y必然和pi有关(a不可能有任何项与pi完全抵消),矛盾

证毕

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怎么才叫与π无关?

任意取一个数a,那要想两数之和为π,那另一个数必然为π-a

那π-a这个数算不算与π无关?

____________________________

如果仅仅是要找两个不显含π的a和b,那其实也很好找,有条道路如下:

先找一个不显含的结果为π的表达式,然后把它拆成两半。

比如:π=4*(1-1/3+1/5-1/7+1/9-…)

那么a=4(1+1/5+1/9+…),b=4*(-1/3-1/7-1/11-...)

a+b=π

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用完全不相干的数字得到圆周率?最直观的想法就是,欧拉公式呗。

其中, 是以 为底的对数,显然与 无关。 是虚数也与 无关,后边一个 0 ,你说他是取巧吧,但 0 也是一个数,所以用 0 去加并不违背题意。

因此,这就是用毫不相干的数学式子计算出 的最简单而且优雅的办法。

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