Pe 14 martie se sărbătorește Ziua Internațională a Numărului Pi (π). Fondată în 1988 de fizicianul Larry Shaw, ideea acestei sărbători a venit inițial ca o glumă, de vreme ce data de 14 martie scrisă în format american („3/14”) era identică cu primele trei cifre ale numărului, 3,14. Ea fost însă adoptată ulterior în școlile americane ca un mecanism menit să îi îndrepte pe copii spre proiecte dedicate matematicii şi științei.
Și pentru că marele Albert Einstein s-a născut pe 14 martie, coincidența perfectă, începând din 2019, la aceeași dată este sărbătorită în fiecare an Ziua Internațională a Matematicii, care a fost recunoscută de UNESCO.
Prima sărbătoare a Zilei Pi a avut loc la Exploratorium (locul de muncă al lui Shaw), un muzeu de știință interactiv din San Francisco, unde a avut loc o paradă circulară și s-au degustat plăcinte de fructe. De ce plăcinte? Pentru că în engleză cuvântul „plăcintă” („pie”) se pronunță Pi.
Festivitățile s-au amplificat de atunci de la an și includ acum transmisii web și o petrecere virtuală în Second Life (o lume virtuală online). Cu toate acestea, abia în 2009 Ziua Pi a devenit o sărbătoare națională oficială, când Camera Reprezentanților din SUA a adoptat-o prin lege.
- În anul 2015, Ziua Pi a căpătat o importanță deosebită pe 3/14/15 la 9:26:53 (a.m. și p.m.), data și ora reprezentând primele 10 cifre ale lui π. Aceeași secundă a conținut de asemenea un anumit moment, numit Pi Instant, corespunzător tuturor cifrelor lui π.
Ce este numărul Pi
Pi este o constantă matematică care are o valoare egală aproximativ cu 3,14159, în notația zecimală obișnuită. În matematică, aceasta este scrisă cu numărul π și reprezintă raportul dintre circumferința și diametrul oricărui cerc într-un spațiu euclidian sau raportul dintre aria unui cerc și pătratul razei sale.
În anul 1706, matematicianul galez William Jones a fost cel care a propus, pentru prima dată, simbolul π. Această constantă matematică nu are o valoare exactă și, drept urmare, este un număr irațional. Valoarea lui π, în reprezentarea zecimală, nu are sfârșit și nu conține secvențe ce se repetă.
Litera grecească π, scrisă pi în alfabetul latin, a fost adoptată de la cuvântul grecesc „περίμετρος”, perimetros (în română: perimetru), și a fost făcută celebră, în anul 1737, de matematicianul și fizicianul elvețian Leonhard Euler.
Pi, un număr foarte vechi
Pi a fost descoperit pentru prima dată cu cel puțin 4.000 de ani în urmă. Nu se știe exact cine a notat prima dată acest număr special, dar istoricii spun că atât culturile babiloniene, cât și cele egiptene au folosit conceptul (chiar dacă nu au stabilit corect primele câteva zecimale).
Apoi, în jurul anului 250 î.Hr., matematicianul grec Arhimede din Siracuza a dezvoltat o metodă pentru a obține o aproximare mult mai apropiată a lui Pi. El a înscris un poligon în interiorul unui cerc, apoi a plasat cercul în interiorul altui poligon. El a folosit teorema lui Pitagora pentru a găsi ariile celor două poligoane. Acest lucru i-a dat limita superioară și inferioară pentru zona cercului. A început cu un hexagon, apoi a crescut în mod repetat numărul de laturi ale poligoanelor. Cu fiecare iterație, poligoanele s-au apropiat puțin de dimensiunea cercului pe care l-au introdus, o tehnică numită metoda epuizării sau, după cum spune matematicianul Steven Strogatz, o „tehnică de stoarcere”. Folosind această metodă, Arhimede a putut arăta că Pi este între 3 1/7 și 3 10/71, sau în notație zecimală, 3.1429 și 3.1408.
La descoperirea numărului Pi, Arhimede a prezis ca numărul continuă cu multe zecimale.
- De-a lungul secolelor, matematicienii chinezi, indieni și arabi au continuat să calculeze valoarea lui Pi cu tot mai multe zecimale. Primele cifre, 3.14, sunt bine cunoscute, dar numărul este infinit de lung.
- În 1706, matematicianul galez William Jones a venit cu ideea de a folosi litera greacă π, sau Pi, pentru a reprezenta această constantă specială.
- Isaac Newton a descoperit cum să calculeze Pi la 16 cifre.
Astăzi, valoarea lui Pi este calculată de computer
La începutul secolului al XX-lea, matematicianul indian Srinivasa Ramanujan a venit cu modalități și mai eficiente de a calcula Pi. Și acum, în secolul 21, computerele se ocupă de acest calcul (folosind, parțial, algoritmi dezvoltați de Ramanujan).
În ianuarie 2020, analistul de securitate cibernetică Timothy Mullican a calculat Pi la 50 de miliarde de cifre, doborând recordul din 2019 de 31 de miliarde de cifre deținut de informaticiana Emma Haruka Iwao.
- Deoarece Pi este un număr iraţional, care are un număr infinit de zecimale, calcularea acestora depinde de puterea mijloacelor de calcul, ceea ce înseamnă că avansul în tehnologie va aduce posibilitatea stabilirii unor noi recorduri.
Un nou record de calcul, înregistrat anul acesta
Cercetătorii elvețieni au petrecut 108 zile calculând Pi, până la o nouă precizie record de 62,8 de trilioane de cifre, înregistrată în 2021. Folosind un computer, aproximarea lor a depășit recordul mondial anterior de 50 de trilioane de zecimale și a fost calculat de 3,5 ori mai repede, potrivit The Guardian.
La ce folosește Pi în viața reală?
În matematica de bază, Pi este folosit pentru a calcula aria și circumferința unui cerc. Chiar dacă probabil nu îl utilizați în acest scop în fiecare zi, Pi este folosit în majoritatea calculelor pentru construcții, fizică cuantică, comunicații, teoria muzicii, proceduri medicale, călătorii aeriene și zboruri spațiale etc.
Trigonometrie
De asemenea, este folosit pentru a obține valoarea funcției de trigonometrie cum ar fi sinus, cosinus, tangentă… etc. Poate măsura viteza circulară a unor lucruri precum roata camionului, arborii motorului, piesele motorului, angrenajele și, de asemenea, măsoară tensiunea AC pe o bobină și un condensator.
Natură
Folosind Pi, puteți măsura lucruri precum valurile oceanului, undele luminoase, undele sonore, curbele râurilor, distribuția particulelor radioactive și probabilitatea.
Alte exemple ale utilizări zilnice ale lui Pi:
- Inginerii electricieni au folosit Pi pentru a rezolva problemele pentru aplicațiile electrice
- Statisticienii folosesc Pi pentru a urmări dinamica populației
- Medicina beneficiază de Pi atunci când se studiază structura ochiului
- Biochimiștii folosesc Pi atunci când încearcă să înțeleagă structura/funcția ADN-ului
- Fizicienii care analizează comportamentul undelor fluide folosesc Pi în calculele lor
- Designerii de ceasuri folosesc Pi atunci când proiectează pendulele pentru ceasuri
- Proiectanții de aeronave îl folosesc pentru a calcula zonele suprafeței aeronavei
- În navigație, cum ar fi poziționarea globală (GPS)
- Calcularea numărului de decese la nivelul unei populații
