分數高斯演算法
❶ 現代計算機是如何計算圓周率的
pi = 0.0
N = 100
for i in range(N):
pi += (1/pow(16,i) * ( 4/(8*i +1) -2/(8*i+4)-1/(8*i+5) -1/(8*i +6) ) )
print('圓周率為{:.10f}'.format(pi))
請把以上代碼拷進python語言開發環境里運行,結果如下(下圖是使用python開發環境Spyder運行上述代碼的結果):圓周率為3.1415926536.
(1)分數高斯演算法擴展閱讀
圓周率的研究過程:
1989年美國哥倫比亞大學研究人員用克雷-2型(Cray-2)和IBM-3090/VF型巨型電子計算機計算出π值小數點後4.8億位數,後又繼續算到小數點後10.1億位數。2010年1月7日——法國工程師法布里斯·貝拉將圓周率算到小數點後27000億位。
2010年8月30日——日本計算機奇才近藤茂利用家用計算機和雲計算相結合,計算出圓周率到小數點後5萬億位。
2011年10月16日,日本長野縣飯田市公司職員近藤茂利用家中電腦將圓周率計算到小數點後10萬億位,刷新了2010年8月由他自己創下的5萬億位吉尼斯世界紀錄。56歲的近藤茂使用的是自己組裝的計算機,從10月起開始計算,花費約一年時間刷新了紀錄。
❷ 復數是什麼啊,為什麼C=a+bi
很簡單,就像是否人身體由幾個部分組成一樣,復數C也是由幾個部分組成.不要把它想得太玄.
復數是由兩個部分組成,即實部和虛部.如你列出來的一個式子,C代表一個復數的話,那麼a就是指它的實部,即實數部分,bi指它的虛部,也就是虛數部分.舉個例子.復數z=3+8i.它就是一個虛數.
這個東西很實在,別把它想得復雜了.它是一種數!也有混合運算的.實部就是實部虛部就是虛部.別把它們擰到一塊了,那樣會很讓你傷腦筋.
重要是在自己體會,順便說一下,隨著你學習的深入,你就覺得它是一個很自然的東西了,這是一個過程.不用超之過急去弄透它.
希望我的回答給你一些啟示.
❸ 高斯演算法求分數
高斯混合模型GMM
首先介紹高斯分布的概率密度函數。一維高斯分布的概率密度函數如下:
多維變數X=(x1,x2,…xn)的聯合概率密度函數為:
這里引用李航《統計學習方法》書中的定義
簡而言之,GMM是多個高斯分布的加權和,並且權重α之和等於1 。
Sklearn
sklearn.mixture 是一個應用高斯混合模型進行非監督學習的包(支持 diagonal,spherical,tied,full 四種協方差矩陣)。GaussianMixture 對象實現了用來擬合高斯混合模型的期望最大 (EM) 演算法。它還可以為多變數模型繪制置信橢圓體,同時計算 BIC(Bayesian Information Criterion,貝葉斯信息准則)來評估數據中聚類的數量。詳情見Sklearn中文官網2.1. 高斯混合模型。
期望最大演算法EM
這里引用周志華《機器學習》書中的定義
上面是基本概念。關於數學公式推導,真心建議直接看吳恩達老師的課件。這里給出自己推導的結果
示例演示
演示GMM的使用。
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.colors import LogNorm
from sklearn import mixture
n_samples = 300
# generate random sample, two components
np.random.seed(0)
# generate spherical data centered on (20, 20)
shifted_gaussian = np.random.randn(n_samples, 2) + np.array([20, 20])
# generate zero centered stretched Gaussian data
C = np.array([[0., -0.7], [3.5, .7]])
stretched_gaussian = np.dot(np.random.randn(n_samples, 2), C)
# concatenate the two datasets into the final training set
X_train = np.vstack([shifted_gaussian, stretched_gaussian])
# fit a Gaussian Mixture Model with two components
clf = mixture.GaussianMixture(n_components=2, covariance_type='full')
clf.fit(X_train)
# display predicted scores by the model as a contour plot
x = np.linspace(-20., 30.)
y = np.linspace(-20., 40.)
X, Y = np.meshgrid(x, y)
XX = np.array([X.ravel(), Y.ravel()]).T
Z = -clf.score_samples(XX)
Z = Z.reshape(X.shape)
CS = plt.contour(X, Y, Z, norm=LogNorm(vmin=1.0, vmax=1000.0),
levels=np.logspace(0, 3, 10))
CB = plt.colorbar(CS, shrink=0.8, extend='both')
plt.scatter(X_train[:, 0], X_train[:, 1], .8)
plt.title('Negative log-likelihood predicted by a GMM')
plt.axis('tight')
plt.show()
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運行結果
❹ 小學數學簡便運算有沒有訣竅,我一看到分數就頭暈,還有那個什麼高斯是什麼東西
1.加法交換律
2.加法結合律
3.乘法交換律
4.乘法結合律
5.分配律
6.高斯演算法:
首項加末項乘以項數除以2 項數的計算方法是末項減去首項除以項差(每兩項之間的差)加1.
❺ 園周率怎麼計算出來的
阿基米德從單位圓出發,先用內接正六邊形求出圓周率的下界為3,再用外接正六邊形並藉助勾股定理求出圓周率的上界小於4。接著,他對內接正六邊形和外接正六邊形的邊數分別加倍,將它們分別變成內接正12邊形和外接正12邊形,再藉助勾股定理改進圓周率的下界和上界。他逐步對內接正多邊形和外接正多邊形的邊數加倍,直到內接正96邊形和外接正96邊形為止。最後,他求出圓周率的下界和上界分別為223/71和22/7,並取它們的平均值3.141851為圓周率的近似值。阿基米德用到了迭代演算法和兩側數值逼近的概念,稱得上是「計算數學」的鼻祖。
中國古算書《周髀算經》(約公元前2世紀)的中有「徑一而周三」的記載,意即取 。[6] 漢朝時,張衡得出 ,即 (約為3.162)。這個值不太准確,但它簡單易理解。[7]公元263年,中國數學家劉徽用「割圓術」計算圓周率,他先從圓內接正六邊形,逐次分割一直算到圓內接正192邊形。他說:「割之彌細,所失彌少,割之又割,以至於不可割,則與圓周合體而無所失矣。」這包含了求極限的思想。劉徽給出π=3.14的圓周率近似值,劉徽在得圓周率=3.14之後,將這個數值和晉武庫中漢王莽時代製造的銅制體積度量衡標准嘉量斛的直徑和容積檢驗,發現3.14這個數值還是偏小。於是繼續割圓到1536邊形,求出3072邊形的面積,得到令自己滿意的圓周率 。公元480年左右,南北朝時期的數學家祖沖之進一步得出精確到小數點後7位的結果,給出不足近似值3.1415926和過剩近似值3.1415927,還得到兩個近似分數值,密率 和約率 。密率是個很好的分數近似值,要取到 才能得出比 略准確的近似。
其中的密率在西方直到1573年才由德國人奧托(Valentinus Otho)得到,1625年發表於荷蘭工程師安托尼斯(Metius)的著作中,歐洲稱之為Metius' number。
約在公元530年,印度數學大師阿耶波多算出圓周率約為 。婆羅摩笈多採用另一套方法,推論出圓周率等於10的算術平方根。阿拉伯數學家卡西在15世紀初求得圓周率17位精確小數值,打破祖沖之保持近千年的紀錄。
德國數學家魯道夫·范·科伊倫(Ludolph van Ceulen)於1596年將π值算到20位小數值,後投入畢生精力,於1610年算到小數後35位數,該數值被用他的名字稱為魯道夫數。分析法時期這一時期人們開始利用無窮級數或無窮連乘積求π,擺脫可割圓術的繁復計算。無窮乘積式、無窮連分數、無窮級數等各種π值表達式紛紛出現,使得π值計算精度迅速增加。
第一個快速演算法由英國數學家梅欽(John Machin)提出,1706年梅欽計算π值突破100位小數大關,他利用了如下公式:其中arctanx可由泰勒級數算出。類似方法稱為「梅欽類公式」。斯洛維尼亞數學家Jurij Vega於1789年得出π的小數點後首140位,其中只有137位是正確的。這個世界紀錄維持了50年。他利用了梅欽於1706年提出的數式。
到1948年英國的弗格森(D. F. Ferguson)和美國的倫奇共同發表了π的808位小數值,成為人工計算圓周率值的最高紀錄。計算機時代電子計算機的出現使π值計算有了突飛猛進的發展。1949年,美國製造的世上首部電腦——ENIAC(ElectronicNumerical Integrator And Computer)在阿伯丁試驗場啟用了。
次年,里特韋斯納、馮紐曼和梅卓普利斯利用這部電腦,計算出π的2037個小數位。這部電腦只用了70小時就完成了這項工作,扣除插入打孔卡所花的時間,等於平均兩分鍾算出一位數。
五年後,IBM NORC(海軍兵器研究計算機)只用了13分鍾,就算出π的3089個小數位。
科技不斷進步,電腦的運算速度也越來越快,在20世紀60年代至70年代,隨著美、英、法的電腦科學家不斷地進行電腦上的競爭,π的值也越來越精確。在1973年,Jean Guilloud和Martin Bouyer以電腦CDC 7600發現了π的第一百萬個小數位。圓周率在1976年,新的突破出現了。薩拉明(Eugene Salamin)發表了一條新的公式,那是一條二次收斂算則,也就是說每經過一次計算,有效數字就會倍增。高斯以前也發現了一條類似的公式,但十分復雜,在那沒有電腦的時代是不可行的。這演算法被稱為布倫特-薩拉明(或薩拉明-布倫特)演演算法,亦稱高斯-勒讓德演演算法。1989年美國哥倫比亞大學研究人員用克雷-2型(Cray-2)和IBM-3090/VF型巨型電子計算機計算出π值小數點後4.8億位數,後又繼續算到小數點後10.1億位數。
2010年1月7日——法國工程師法布里斯·貝拉將圓周率算到小數點後27000億位。2010年8月30日——日本計算機奇才近藤茂利用家用計算機和雲計算相結合,計算出圓周率到小數點後5萬億位。2011年10月16日,日本長野縣飯田市公司職員近藤茂利用家中電腦將圓周率計算到小數點後10萬億位,刷新了2010年8月由他自己創下的5萬億位吉尼斯世界紀錄。56歲的近藤茂使用的是自己組裝的計算機,從10月起開始計算,花費約一年時間刷新了紀錄。
❻ 分數是有理數嗎,如果是那 圓周率分之3 怎麼解釋
編輯詞條圓周率
π目錄
【圓周率簡介】
【圓周率的歷史】
【圓周率的計算】
【圓周率的計算方法】
【圓周率的計算歷史】
【圓周率的最新計算紀錄】
【PC機上的計算】
【圓周率小數點後21500位】
【C++編譯器中的運算程序】
【背圓周率的口訣】
【背圓周率小數點後位數多的人】
【與∏有關的等式】
【C++編譯器中的運算程序】
【背圓周率的口訣】
【背圓周率小數點後位數多的人】
【與∏有關的等式】
編輯本段【圓周率簡介】
圓周率是指平面上圓的周長與直徑之比。用希臘字母 π (讀"Pài")表示。中國古代有圓率、周率、周等名稱。(在一般計算時π人們都把π這無限不循環小數化成3.14)
編輯本段【圓周率的歷史】
古希臘歐幾里得《幾何原本》(約公元前3世紀初)中提到圓周率是常數,中國古算書《周髀算經》( 約公元前2世紀)中有「徑一而周三」的記載,也認為圓周率是常數。歷史上曾採用過圓周率的多種近似值,早期大都是通過實驗而得到的結果,如古埃及紙草書(約公元前1700)中取π=(4/3)^4≈3.1604 。第一個用科學方法尋求圓周率數值的人是阿基米德,他在《圓的度量》(公元前3世紀)中用圓內接和外切正多邊形的周長確定圓周長的上下界,從正六邊形開始,逐次加倍計算到正96邊形,得到(3+(10/71))<π<(3+(1/7)) ,開創了圓周率計算的幾何方法(亦稱古典方法,或阿基米德方法),得出精確到小數點後兩位的π值。
中國數學家劉徽在注釋《九章算術》(263年)時只用圓內接正多邊形就求得π的近似值,也得出精確到兩位小數的π值,他的方法被後人稱為割圓術。他用割圓術一直算到圓內接正192邊形。
南北朝時代數學家祖沖之進一步得出精確到小數點後7位的π值(約5世紀下半葉),給出不足近似值3.1415926和過剩近似值3.1415927,還得到兩個近似分數值,密率355/113和約率22/7。其中的密率在西方直到1573才由德國人奧托得到,1625年發表於荷蘭工程師安托尼斯的著作中,歐洲稱之為安托尼斯率。
阿拉伯數學家卡西在15世紀初求得圓周率17位精確小數值,打破祖沖之保持近千年的紀錄。
德國數學家柯倫於1596年將π值算到20位小數值,後投入畢生精力,於1610年算到小數後35位數,該數值被用他的名字稱為魯道夫數。
無窮乘積式、無窮連分數、無窮級數等各種π值表達式紛紛出現,π值計算精度也迅速增加。1706年英國數學家梅欽計算π值突破100位小數大關。1873 年另一位英國數學家尚可斯將π值計算到小數點後707位,可惜他的結果從528位起是錯的。到1948年英國的弗格森和美國的倫奇共同發表了π的808位小數值,成為人工計算圓周率值的最高紀錄。
電子計算機的出現使π值計算有了突飛猛進的發展。1949年美國馬里蘭州阿伯丁的軍隊彈道研究實驗室首次用計算機(ENIAC)計算π值,一下子就算到2037位小數,突破了千位數。1989年美國哥倫比亞大學研究人員用克雷-2型和IBM-VF型巨型電子計算機計算出π值小數點後4.8億位數,後又繼續算到小數點後10.1億位數,創下新的紀錄。至今,最新紀錄是小數點後12411億位。
編輯本段【圓周率的計算】
古今中外,許多人致力於圓周率的研究與計算。為了計算出圓周率的越來越好的近似值,一代代的數學家為這個神秘的數貢獻了無數的時間與心血。
十九世紀前,圓周率的計算進展相當緩慢,十九世紀後,計算圓周率的世界紀錄頻頻創新。整個十九世紀,可以說是圓周率的手工計算量最大的世紀。
進入二十世紀,隨著計算機的發明,圓周率的計算有了突飛猛進。藉助於超級計算機,人們已經得到了圓周率的2061億位精度。
歷史上最馬拉松式的計算,其一是德國的Ludolph Van Ceulen,他幾乎耗盡了一生的時間,計算到圓的內接正262邊形,於1609年得到了圓周率的35位精度值,以至於圓周率在德國被稱為Ludolph數;其二是英國的威廉·山克斯,他耗費了15年的光陰,在1874年算出了圓周率的小數點後707位。可惜,後人發現,他從第528位開始就算錯了。
把圓周率的數值算得這么精確,實際意義並不大。現代科技領域使用的圓周率值,有十幾位已經足夠了。如果用魯道夫算出的35位精度的圓周率值,來計算一個能把太陽系包起來的一個圓的周長,誤差還不到質子直徑的百萬分之一。以前的人計算圓周率,是要探究圓周率是否循環小數。自從1761年蘭伯特證明了圓周率是無理數,1882年林德曼證明了圓周率是超越數後,圓周率的神秘面紗就被揭開了。
現在的人計算圓周率, 多數是為了驗證計算機的計算能力,還有,就是為了興趣。
編輯本段【圓周率的計算方法】
古人計算圓周率,一般是用割圓法。即用圓的內接或外切正多邊形來逼近圓的周長。阿基米德用正96邊形得到圓周率小數點後3位的精度;劉徽用正3072邊形得到5位精度;魯道夫用正262邊形得到了35位精度。這種基於幾何的演算法計算量大,速度慢,吃力不討好。隨著數學的發展,數學家們在進行數學研究時有意無意地發現了許多計算圓周率的公式。下面挑選一些經典的常用公式加以介紹。除了這些經典公式外,還有很多其它公式和由這些經典公式衍生出來的公式,就不一一列舉了。
1、馬青公式
π=16arctan1/5-4arctan1/239
這個公式由英國天文學教授約翰·馬青於1706年發現。他利用這個公式計算到了100位的圓周率。馬青公式每計算一項可以得到1.4位的十進制精度。因為它的計算過程中被乘數和被除數都不大於長整數,所以可以很容易地在計算機上編程實現。
還有很多類似於馬青公式的反正切公式。在所有這些公式中,馬青公式似乎是最快的了。雖然如此,如果要計算更多的位數,比如幾千萬位,馬青公式就力不從心了。
2、拉馬努金公式
1914年,印度天才數學家拉馬努金在他的論文里發表了一系列共14條圓周率的計算公式。這個公式每計算一項可以得到8位的十進制精度。1985年Gosper用這個公式計算到了圓周率的17,500,000位。
1989年,大衛·丘德諾夫斯基和格雷高里·丘德諾夫斯基兄弟將拉馬努金公式改良,這個公式被稱為丘德諾夫斯基公式,每計算一項可以得到15位的十進制精度。1994年丘德諾夫斯基兄弟利用這個公式計算到了4,044,000,000位。丘德諾夫斯基公式的另一個更方便於計算機編程的形式是:
3、AGM(Arithmetic-Geometric Mean)演算法
高斯-勒讓德公式:
這個公式每迭代一次將得到雙倍的十進制精度,比如要計算100萬位,迭代20次就夠了。1999年9月,日本的高橋大介和金田康正用這個演算法計算到了圓周率的206,158,430,000位,創出新的世界紀錄。
4、波爾文四次迭代式:
這個公式由喬納森·波爾文和彼得·波爾文於1985年發表,它四次收斂於圓周率。
5、ley-borwein-plouffe演算法
這個公式簡稱BBP公式,由David Bailey, Peter Borwein和Simon Plouffe於1995年共同發表。它打破了傳統的圓周率的演算法,可以計算圓周率的任意第n位,而不用計算前面的n-1位。這為圓周率的分布式計算提供了可行性。
6、丘德諾夫斯基公式
這是由丘德諾夫斯基兄弟發現的,十分適合計算機編程,是目前計算機使用較快的一個公式。以下是這個公式的一個簡化版本:
丘德諾夫斯基公式
❼ 什麼是分數的交換律
分數的簡便運算其實是和證書一樣的概念。
1.加法交換律【a+b=b+a】
2.加法結合律【(a+b)+c=a+(b+c)】
3.乘法交換律【ab=ba】
4.乘法結合律【(ab)*c=a*(bc)】
5.分配律【(a+b)*c=ac+bc】
6.高斯演算法:
首項加末項乘以項數除以2
項數的計算方法是末項減去首項除以項差(每兩項之間的差)加1.
看看
加起來
或者是
乘起來
有沒有
正十
(10,,20,30……)或整百(100,200,300……)
盡量讓它們變成是簡便計算,必要時還可以拆數
必要時,帶分數也可以轉換成假分數,但有時也不需要的。
不需要的,比如:1又1/3+8又2/3(這道題目就可以直接數加數
1+8=9
分數加分數
1/3+2/3=1
答案就是9+1=10)
分數的話,也可以的。變成整數(1,2,3,10,20,30,100,200,300,1000,2000,3000………………)
❽ 誰能給我一篇小學數學論文啊
數學發展史
此書記錄了世界初等數學的發展與變遷。可大體分為「數的出現」、「數字與符號的起源與發展」、「分數」、「代數與方程」、「幾何」、「數論」與「名著錄」七大項,跨度千萬年。可讓讀者了解數學的光輝歷史與發展。是將歷史與數學結合出的趣味網路讀物。
數的出現
一、數的概念出現
人對於「數」的概念是與身俱來的。從原始人開始,人就能分出一與二與三的區別,從而,就有了對數的認識。而為了表示數,原始人就創造並使用了一種古老卻笨拙且不太實用的方法——結繩計數。通過在繩子上打結來表示所指物體的數量,而為了辨認數量,也就出現了數數這一重要的方法。這一方法如今看來十分笨拙,但卻是人對數學的認識由零到一的關鍵一步。從這笨拙的一步人們也意識到:對數學的闡述必須要盡量得簡潔清楚。這是一個從那時開始便影響至今的人類第一個數學方面的認識,這也是人類為了解數學而邁出的關鍵性一步。
數字與符號的起源與發展
一、數的出現
很快,人類就又邁出了一大步。隨著文字的出現,最原始的數字就出現了。且更令人高興的是,人們將自己的認識代入了設計之中,他們想到了「以一個大的代替多個小的」這種方法來設計,而在字元表示之中,就是「進位制」。在眾多的數碼之中,有古巴比侖的二十進制數碼、古羅馬字元,但一直流傳至今的,世界通用的阿拉伯數字。它們告訴了我們:簡潔的,就是最好的。
而現在,又出現了「二進制數」、「三進制數」等低位進制數,有時人們會認為它們有些過度的「簡潔」,使數據會過多得長,而不便書寫,且熟悉了十進制的阿拉伯數字後,改變進制的換算也十分麻煩。其實,人是高等動物 ,理解能力強,從古至今都以十為整,所以習慣了十進制。可是,不是所有的東西都有智商,而且不可能智商高到能明顯區分1-10,卻能通過明顯相反的方式表達兩個數碼。於是,人類創造了「二進制數」,不過它們不便書寫,只適用於計算機和某些智能機器。但不可否認的是,它又創造了一種新的數碼表示方法。
二、符號的出現
加減乘除〈+、-、×(·)、÷(∶)〉等數學符號是我們每一個人最熟悉的符號,因為不光在數學學習中離不開它們,幾乎每天的日常的生活也離不開它們。別看它們這么簡
單,直到17世紀中葉才全部形成。
法國數學家許凱在1484年寫成的《算術三篇》中,使用了一些編寫符號,如用D表示加法,用M表示減法。這兩個符號最早出現在德國數學家維德曼寫的《商業速演算法》中,他用「+」表示超過,用「-」表示不足。
1、加號(+)和減號(-)
加減號「+」,「-」,1489年德國數學家魏德曼在他的著作中首先使用了這兩個符號,但正式為大家公認是從1514年荷蘭數學家荷伊克開始。到1514年,荷蘭的赫克首次用「+」表示加法,用「-」表示減法。1544年,德國數學家施蒂費爾在《整數算術》中正式用「+」和「-」表示加減,這兩個符號逐漸被公認為真正的算術符號,廣泛採用。
2、乘號(×、·)
乘號「×」,英國數學家奧屈特於1631年提出用「×」表示相乘。英國數學家奧特雷德於1631年出版的《數學之鑰》中引入這種記法。據說是由加法符號+變動而來,因為乘法運算是從相同數的連加運算發展而來的。另一乘號「·」是數學家赫銳奧特首創的。後來,萊布尼茲認為「×」容易與「X」相混淆,建議用「·」表示乘號,這樣,「·」也得到了承認。
3、除號(÷)
除法除號「÷」,最初這個符號是作為減號在歐洲大陸流行,奧屈特用「:」表示除或比.也有人用分數線表示比,後來有人把二者結合起來就變成了「÷」。瑞士的數學家拉哈的著作中正式把「÷」作為除號。符號「÷」是英國的瓦里斯最初使用的,後來在英國得到了推廣。除的本意是分,符號「÷」的中間的橫線把上、下兩部分分開,形象地表示了「分」。
至此,四則運算符號齊備了,當時還遠未達到被各國普遍採用的程度。
4、等號(=)
等號「=」,最初是1540年由英國牛津大學教授瑞柯德開始使用。1591年法國數學家韋達在其著作中大量使用後,才逐漸為人們所接受。
分數
一、分數的產生與定義
人類歷史上最早產生的數是自然數(正整數),以後在度量和均分時往往不能正好得到整數的結果,這樣就產生了分數。
一個物體,一個圖形,一個計量單位,都可看作單位「1」。把單位「1」平均分成幾份,表示這樣一份或幾份的數叫做分數。在分數里,表示把單位「1」平均分成多少份的叫做分母,表示有這樣多少份的叫做分子;其中的一份叫做分數單位。
分子,分母同時乘或除以一個相同的數〔0除外〕,分數的大小不變.這就是分數的基本性質.
分數一般包括:真分數,假分數,帶分數.
真分數小於1.
假分數大於1,或者等於1.
帶分數大於1而又是最簡分數.帶分數是由一個整數和一個真分數組成的。
注意 :
①分母和分子中不能有0,否則無意義。
②分數中的分子或分母不能出現無理數(如2的平方根),否則就不是分數。
③一個最簡分數的分母中只有2和5兩個質因數就能化成有限小數;如果最簡分數的分母中只含有2和5以外的質因數那麼就能化成純循環小數;如果最簡分數的分母中既含有2或5兩個質因數也含有2和5以外的質因數那麼就能化成混循環小數。(註:如果不是一個最簡分數就要先化成最簡分數再判斷;分母是2或5的最簡分數一定能化成有限小數,分母是其他質數的最簡分數一定能化成純循環小數)
二、分數的歷史與演變
分數在我們中國很早就有了,最初分數的表現形式跟現在不一樣。後來,印度出現了和我國相似的分數表示法。再往後,阿拉伯人發明了分數線,分數的表示法就成為現在這樣了。
在歷史上,分數幾乎與自然數一樣古老。早在人類文化發明的初期,由於進行測量和均分的需要,引入並使用了分數。
在許多民族的古代文獻中都有關於分數的記載和各種不同的分數制度。早在公元前2100多年,古代巴比倫人(現處伊拉克一帶)就使用了分母是60的分數。
公元前1850年左右的埃及算學文獻中,也開始使用分數。
200多年前,瑞士數學家歐拉,在《通用算術》一書中說,要想把7米長的一根繩子分成三等份是不可能的,因為找不到一個合適的數來表示它.如果我們把它分成三等份,每份是3/7 米.像3/7 就是一種新的數,我們把它叫做分數.
為什麼叫它分數呢?分數這個名稱直觀而生動地表示這種數的特徵.例如,一隻西瓜四個人平均分,不把它分成相等的四塊行嗎?從這個例子就可以看出,分數是度量和數學本身的需要——除法運算的需要而產生的.
最早使用分數的國家是中國.我國春秋時代(公元前770年~前476年)的《左傳》中,規定了諸侯的都城大小:最大不可超過周文王國都的三分之一,中等的不可超過五分之一,小的不可超過九分之一。秦始皇時代的歷法規定:一年的天數為三百六十五又四分之一。這說明:分數在我國很早就出現了,並且用於社會生產和生活。
《九章算術》是我國1800多年前的一本數學專著,其中第一章《方田》里就講了分數四則演算法.
在古代,中國使用分數比其他國家要早出一千多年.所以說中國有著悠久的歷史,燦爛的文化 。
幾何
一、公式
1、平面圖形
正方形: S=a² C=4a
三角形: S=ah/2 a=2S/h h=2S/a
平行四邊形:S=ah a=S/h h=S/a
梯形: S=(a+b)h/2 h=2S/(a+b) a=2S/h-b b=2S/h-a
圓形: S=∏r² C=2r∏=∏d r=d/2=C/∏/2r²=S/∏ d=C/∏
半圓: S=∏r²/2 C=∏r+d=5.14r
頂點數+面數-塊數=1
2、立體圖形
正方體: V=a³=S底·a S表=6a² S底=a² S側=4a² 棱長和=12a
長方體: V=abh=S底·h S表=2(ab+ac+bc) S側=2(a+b)h 棱長和=4(a+b+h)
圓柱: V=∏r²h S表=2∏r²+∏r²h=S底(h+2) S側=∏r²h S底=∏r²
其它柱體:V=S底h
錐體: V=V柱體/3
球: V=4/3∏r³ S表=4∏r²
頂點數+面數-棱數=2
數論
一、數論概述
人類從學會計數開始就一直和自然數打交道了,後來由於實踐的需要,數的概念進一步擴充,自然數被叫做正整數,而把它們的相反數叫做負整數,介於正整數和負整數中間的中性數叫做0。它們合起來叫做整數。(現在,自然數的概念有了改變,包括正整數和0)
對於整數可以施行加、減、乘、除四種運算,叫做四則運算。其中加法、減法和乘法這三種運算,在整數范圍內可以毫無阻礙地進行。也就是說,任意兩個或兩個以上的整數相加、相減、相乘的時候,它們的和、差、積仍然是一個整數。但整數之間的除法在整數范圍內並不一定能夠無阻礙地進行。
人們在對整數進行運算的應用和研究中,逐步熟悉了整數的特性。比如,整數可分為兩大類—奇數和偶數(通常被稱為單數、雙數)等。利用整數的一些基本性質,可以進一步探索許多有趣和復雜的數學規律,正是這些特性的魅力,吸引了古往今來許多的數學家不斷地研究和探索。
數論這門學科最初是從研究整數開始的,所以叫做整數論。後來整數論又進一步發展,就叫做數論了。確切的說,數論就是一門研究整數性質的學科。
二、數論的發展簡況
自古以來,數學家對於整數性質的研究一直十分重視,但是直到十九世紀,這些研究成果還只是孤立地記載在各個時期的算術著作中,也就是說還沒有形成完整統一的學科。
自我國古代,許多著名的數學著作中都關於數論內容的論述,比如求最大公約數、勾股數組、某些不定方程整數解的問題等等。在國外,古希臘時代的數學家對於數論中一個最基本的問題——整除性問題就有系統的研究,關於質數、和數、約數、倍數等一系列概念也已經被提出來應用了。後來的各個時代的數學家也都對整數性質的研究做出過重大的貢獻,使數論的基本理論逐步得到完善。
在整數性質的研究中,人們發現質數是構成正整數的基本「材料」,要深入研究整數的性質就必須研究質數的性質。因此關於質數性質的有關問題,一直受到數學家的關注。
到了十八世紀末,歷代數學家積累的關於整數性質零散的知識已經十分豐富了,把它們整理加工成為一門系統的學科的條件已經完全成熟了。德國數學家高斯集中前人的大成,寫了一本書叫做《算術探討》,1800年寄給了法國科學院,但是法國科學院拒絕了高斯的這部傑作,高斯只好在1801年自己發表了這部著作。這部書開始了現代數論的新紀元。
在《算術探討》中,高斯把過去研究整數性質所用的符號標准化了,把當時現存的定理系統化並進行了推廣,把要研究的問題和意志的方法進行了分類,還引進了新的方法。
由於近代計算機科學和應用數學的發展,數論得到了廣泛的應用。比如在計算方法、代數編碼、組合論等方面都廣泛使用了初等數論范圍內的許多研究成果;又文獻報道,現在有些國家應用「孫子定理」來進行測距,用原根和指數來計算離散傅立葉變換等。此外,數論的許多比較深刻的研究成果也在近似分析、差集合、快速變換等方面得到了應用。特別是現在由於計算機的發展,用離散量的計算去逼近連續量而達到所要求的精度已成為可能。
三、數論的分類
初等數論
意指使用不超過高中程度的初等代數處理的數論問題,最主要的工具包括整數的整除性與同餘。重要的結論包括中國剩餘定理、費馬小定理、二次互逆律等等。
解析數論
藉助微積分及復分析的技術來研究關於整數的問題,主要又可以分為積性數論與加性數論兩類。積性數論藉由研究積性生成函數的性質來探討質數分布的問題,其中質數定理與狄利克雷定理為這個領域中最著名的古典成果。加性數論則是研究整數的加法分解之可能性與表示的問題,華林問題是該領域最著名的課題。此外例如篩法、圓法等等都是屬於這個范疇的重要議題。我國數學家陳景潤在解決「哥德巴赫猜想」問題中使用的是解析數論中的篩法。
代數數論
是把整數的概念推廣到代數整數的一個分支。關於代數整數的研究,主要的研究目標是為了更一般地解決不定方程的問題,而為了達到此目的,這個領域與代數幾何之間的關聯尤其緊密。建立了素整數、可除性等概念。
幾何數論
是由德國數學家、物理學家閔可夫斯基等人開創和奠基的。主要在於透過幾何觀點研究整數(在此即格子點)的分布情形。幾何數論研究的基本對象是「空間格網」。在給定的直角坐標繫上,坐標全是整數的點,叫做整點;全部整點構成的組就叫做空間格網。空間格網對幾何學和結晶學有著重大的意義。最著名的定理為Minkowski 定理。由於幾何數論涉及的問題比較復雜,必須具有相當的數學基礎才能深入研究。
計算數論
藉助電腦的演算法幫助數論的問題,例如素數測試和因數分解等和密碼學息息相關的話題。
超越數論
研究數的超越性,其中對於歐拉常數與特定的 Zeta 函數值之研究尤其令人感到興趣。
組合數論
利用組合和機率的技巧,非構造性地證明某些無法用初等方式處理的復雜結論。這是由艾狄胥開創的思路。
四、皇冠上的明珠
數論在數學中的地位是獨特的,高斯曾經說過「數學是科學的皇後,數論是數學中的皇冠」。因此,數學家都喜歡把數論中一些懸而未決的疑難問題,叫做「皇冠上的明珠」,以鼓勵人們去「摘取」。
簡要列出幾顆「明珠」:費爾馬大定理、孿生素數問題、歌德巴赫猜想、角谷猜想、圓內整點問題、完全數問題……
五、中國人的成績
在我國近代,數論也是發展最早的數學分支之一。從二十世紀三十年代開始,在解析數論、刁藩都方程、一致分布等方面都有過重要的貢獻,出現了華羅庚、閔嗣鶴、柯召等第一流的數論專家。其中華羅庚教授在三角和估值、堆砌素數論方面的研究是享有盛名的。1949年以後,數論的研究的得到了更大的發展。特別是在「篩法」和「歌德巴赫猜想」方面的研究,已取得世界領先的優秀成績。 特別是陳景潤在1966年證明「歌德巴赫猜想」的「一個大偶數可以表示為一個素數和一個不超過兩個素數的乘積之和」以後,在國際數學引起了強烈的反響,盛贊陳景潤的論文是解析數學的名作,是篩法的光輝頂點。至今,這仍是「歌德巴赫猜想」的最好結果。
名著錄
《幾何原本》 歐幾里得 約公元前300年
《周髀算經》 作者不詳 時間早於公元前一世紀
《九章算術》 作者不詳 約公元一世紀
《孫子算經》 作者不詳 南北朝時期
《幾何學》 笛卡兒 1637年
《自然哲學之數學原理》 牛頓 1687年
《無窮分析引論》 歐拉 1748年
《微分學》 歐拉 1755年
《積分學》(共三卷) 歐拉 1768-1770年
《算術探究》 高斯 1801年
《堆壘素數論》 華羅庚 1940年左右
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❾ π(pai)的值是怎麼算出來的``
在不同的歷史時期,受制於生產力發展水平和科技發展水平,π 的計算方法、計算效率、准確度各不相同。圓周率(π)的計算方法的探索主要有實驗時期、幾何法時期、分析法時期、計算機時代。
1、實驗時期——對圓周率的估算:
一塊古巴比倫石匾(約產於公元前1900年至1600年)清楚地記載了圓周率 = 25/8 = 3.125。同一時期的古埃及文物,萊因德數學紙草書(Rhind Mathematical Papyrus)也表明圓周率等於分數16/9的平方,約等於3.1605。埃及人似乎在更早的時候就知道圓周率了。
英國作家 John Taylor (1781–1864) 在其名著《金字塔》(《The Great Pyramid: Why was it built, and who built it?》)中指出,造於公元前2500年左右的胡夫金字塔和圓周率有關。例如,金字塔的周長和高度之比等於圓周率的兩倍,正好等於圓的周長和半徑之比。公元前800至600年成文的古印度宗教巨著《百道梵書》(Satapatha Brahmana)顯示了圓周率等於分數339/108,約等於3.139。