数字几的说法?小学数学中的“几”代表1个数字,即1、2、3、4、5、6、7、8、9中的一个除了π,e,0.618,还有没有其他一些有特殊意义的数?一直觉得,数学和物理中的各种常数是最令人敬畏的东西,它们似乎是宇宙诞生之初上帝就已经精心选择好了的
数字几的说法?
小学数学中的“几”代表1个数字,即1、2、3、4、5、6、7、8、9中的一个(繁:個)
除了π,e,0.618,还有没有其他一些有特殊意义的数?
一直觉得,数学和物理中的各种常数是最令人敬畏的东西,它们似乎是宇宙诞生之初上帝就已经精心选择好了的。那一串无限不循环的数字往往会让人陷入一种无底洞般的沉思——为什么这串数字就不是别的,偏偏就是这个样呢。笔者下面举例说明一些,期待你有所收获。特殊形式的素数《繁体:數》
费马数(shù)(Fermat Number)
费马数是以数学家费马命名一组自然数,具有形式【拼音:shì】:
其中n为非负整数《繁体:數》。
若2^n 1是素数,可以得到n必须是2的幂。所有具有澳门银河形式2^n 1的素数必然是费马数,这些素数称为费马素数。已知(pinyin:zhī)的费马素数只有F0至F4五个。
1640年,费马提出chū 了一个猜想,认为所有的《读:de》费马数都是素数。这一猜想对最小的5个费马数成立,于是费马宣称他找《zhǎo》到了表示素数的公式。然而,欧拉在1732年否定了这一猜想,他给出了分解式:
F5 = 2^32 1 = 4294967297
= 641 × 6700417
费马之后的欧拉,尽管推翻了“费马数”的结论(“费马数”即为素数的普遍公式),证明了费马小定理的正确性,并在《代数指南》中使用“无限下降法”,使之成为数论研究中很重要的方法技巧之一,却世界杯依旧未能将众多理论统一起来,使初等数论成为一个完备的理论体系(繁:係)。
欧洲17世纪(繁:紀)数学网络集线器,马兰·梅森,梅森数
形如2^p-1的澳门新葡京一类数,其中指数p是素数,常记为Mp 。如果梅森数是素数,就称为梅森素数早在公元前300多年,古希腊数学家欧几里得就开创了研究2^p-1的先河。他在名著《几(繁体:幾)何原本》第九章中论述完全数时指出:如果2^p-1是素数,则 2^p-1(2p-1)是完全数。
前几个《繁:個》较小的梅森数大都是素数{pinyin:shù},然而梅[méi]森数越大,梅森素数也就越难出现。
2019年据外媒报道,根据互联网梅森素数大搜索Mersenne Prime Search(GIMPS)项目官方消息,来自美国佛罗里达州的一位35岁的IT专业[繁体:業]人士发现了人类已知的最大梅森素数。该素数[繁:數]被称为M82589933,是已知的第51个梅森素数2^82589933-1#28即2的82589933次方减1#29。
素数是指在大于1的整数中只能被1和其自身整除《练:chú》的数。素数有无穷多个,但目前却只发现有极少量的素数能表示成 2^p-1(p为[繁体:爲]素数)的形式,这就是梅森素数(如3、7、31、127等等)。它《繁:牠》是以17世纪法国数学家马林·梅森的名字命名。
梅森素数在当代具有十分丰富的理论意义和实用价值。它是发现已知最大[dà]素数的最有效途径;它的探究推动了数学皇后——数论的研究,促进了计算技术、程序设计技术[繁:術]、密码技术《繁:術》的发展以及快速傅立叶变换的应用。
探寻梅森素数最新的意义是:它促进了网格技术的发展。而网格技术将是一项应用非常广阔、前景十分诱人的{pinyin:de}技术。另外,探寻梅森素数的方法还可用来测试(繁:試)计算机硬件运算是否正确。
由于探寻梅森素数需要多种学(繁:學)科和技术的支持,所以许多科学家认为:梅森素数的研《读:yán》究成果,在一定程度上反映了一个国家的科技水平。英国顶尖科学家索托伊#28M.Sautoy#29甚至认为它是标志科学发展的里程碑。可以相信,梅森素数这颗数学海洋中的璀璨明珠正以其独特魅力,吸引着更多的有志者去探寻和研究。
数学中特殊意义的常数
Khinchin 常数 K ≈ 2.685452每一个实数都能写成 a0 1/#28a1 1/#28a2 …#29#29 的形式,其中 a0, a1, a2, … 都是整数。我们就直播吧把 [a0 a1, a2, a3, …] 叫(拼音:jiào)做该数的连分数展开。和小数展开比起来,连分数展开具有更加优雅漂亮的性质,这使得连分数成为了数学研究中的必修课。
在 1964 年出版的一本连分数数学课本中,数学家 Khinchin 证明了这样一个惊人的结论:除了有理数、二次整系数方程的根等部分特殊情况以外(wài),几乎所有实数的连分数展开序列的几何平均数都收敛到一个【gè】相同的数,它约为 2.685452 。例如,圆周率 π 的连分数展开序列中,前 20 个数的几何平均数约为 2.62819 ,前 100 个数的几何平均数则为 2.69405 ,而前 1 000 000 个数的几何平均数则为 2.68447 。
目前,人们对这个神秘常数的了解并不太多。虽然 Khinchin 常数很[读:hěn]可能是无理数,但这一点至今仍未被证明。而 Khinchin 的精确值也并不容易求出。 1997 年, David Bailey 等人对一个收敛极快的数列进行了优化,但也只求出了 Khinchin 小数点后(繁:後) 7350 位。
Conway 常数《繁:數》 λ ≈ 1.303577269
你能找出下面这个(繁体:個)数列的规律吗?
1, 11, 21, 1211, 111221, 312211, 13112221, 1113213211, …
这个数列的规律简单而又有趣。数列中的第一个数是 1 。从第二个数开始,每个数都是对前一个数的描述:第二个数 11 就表示它的前一个(繁体:個)数是“ 1 个 1 ”,第三个数 21 就表示它的前一个数是“ 2 个 1 ”,第四个数 1211 就表示它的前一个数是“ 1 个 2 , 1 个 1 ”……这个有趣的数列就叫做“外观数[繁体:數]列”。
外观数列有很多有趣的性质。例如,数列中的数虽然会越来越长,但数字 4 永远不会出现。 1987 年,英国数学家 John Conway 发现,在这个数列中,相邻两数的长度之比越来越接近一个固定的数。最终,数列的长度增长率将稳定在某个约为 1.303577 的常数(繁体:數)上。 John Conway 把这个常数命名为 Conway 常数,并用希(读:xī)腊字母 λ 表示
John Conway 证明了 λ 是一个无理数,它是某个 71 次方程的唯一[yī]实数解。
Champernowne 常数《繁:數》 C10 ≈ 0.1234567
把全体正整数从小到大依次【练:cì】写成一排,并在最前面加上一个小数点,便得到了一个无限小数 0.1234567891011121314… 。这个数是由英国统计学家 Champernowne 于 1933 年构造出来的,他把它命名为 Champernowne 常数,用符号 C10 表示。与其它的数学常数相比,Champernowne 常数有一个很大的区别:这个数(shù)仅仅是为了论证一些数学问题而人为定义出来的,它并未描述任何一个数学对象。
Champernowne 常数有很多难能可贵的性质。首先,容易看出它是一个无限不循环小数,因此它也就是一个无理数。其[拼音:qí]次,它还是一个“超越数”,意即它不是任何一个整{zhěng}系数多项式方程的(读:de)解。它还是一个“正规数”,意即每一种数字或者数字组合出现的机会都是均等的。在众多数学领域中, Champernowne 常数都表现出了其非凡的意义
物理学中的一些特殊《shū》数字,这几个数字zì 不理解基本意义,基本可以告别物理考试了!
在《pinyin:zài》物理学《繁体:學》中有一些特殊的数字,有些为常数(恒量),有些则为定量一些基本(读:běn)单位。
0 摄氏度(℃)或 0 开尔文(K)0 摄氏度(℃)是摄(繁:攝)氏温标的(de)零度,0 开尔文(K)是热力学温标的零度,即【jí】绝对零度。
这[繁体:這]两者之间的关系是:
0℃=273.15K;
0K=-273.15℃。
绝对零度(0K)是低温(繁体:溫)的极限,从理论上说是无法达到的。
1 个标准大气压1atm = 760 mm汞柱 = 76 cm汞柱 = 1.013×10^5 Pa = 10.336 m水柱{zhù}。
标准大气压值的规定,随着科学技术的发展发生过[繁体:過]几次变化。最初规定在摄氏温度 0℃、纬度 45°、晴天时海平面上的大气压强为标准大气压,其值大约相当于 76 厘米汞柱高。后来发现,在这个条件下的大气压强值并不稳定,它受风力、温度等条件的影响而变化。于是[拼音:shì]就规定 76 cm汞柱高为标准大气压值。但是后来又yòu 发现 76 cm汞柱高的压强值也是不稳定的,汞的密度大小受温度的影响而发生变化;g 值也随纬度而变化
为了确保标准大气压是一个定值,1954 年第十届国际计量大会决议(繁:議)声(繁:聲)明,规定标准大气压值为:
1 标准大气压{pinyin:yā}=101325 N/m^2。
1 原子质量单位1u = 1.660566×10^-27kg。质子的质量为 1.007277u,中子的质量为 1.008665u,氦核(α粒子)的质量为 4.001509u。根据爱因斯坦质能方程 E = c^2m(ΔE = c^2Δm),在发生核反应(繁体:應)时,反应(繁:應)前后质量若亏损 1 原子质量单位,那么释放出的能量为。
E=(3×108)2×1.660566×10‾27
=1.4945094×10‾10焦耳
=931.5兆电子伏(fú)特
澳门巴黎人光年在天文学研究中,宇宙的尺寸、一般星系之间的距离都十分遥远[繁体:遠],取光年作为丈量的单位就比较合适。
1T表示相《pinyin:xiāng》当于地球同一种(繁体:種)量的倍数,这样可以方便、形象地拿地球与其他星球作比较。电子伏特1eV = 1.6×10^-19 J,也就是一个电子在电场中受到 1 V加速电压加速所增加的动能。电子伏特数值常表示带电粒子在《读:zài》电场中能量的大小。
光速c = 3 × 10^8m/s,常说光速为30万km/s,而实际上光在 1 s中通过的距离为 299792458 m,即 29.9792458 万km/s。光速是目前已知的最大速度,物体达到光速《读:sù》时动能无穷大,所以按目前人类的认知来说,达到光速是不《bù》可能的。
圆周率π = 3.14。π这应是数学的“专属【pinyin:shǔ】”数字,但是在物理学的研究中也《pinyin:yě》经常用到它,特别是在zài 研究曲线运动时。
热功当量J = 4.18 J=1 卡。由于计量热量的单位卡(千卡)已经废止使用,热功当量是出(繁体:齣)现在旧教材上。热功当量是反映热量与能量之间的相当关系,即 1 卡的热量相当于 4.18 J 的能量。十九世纪四十年代英国[繁体:國]物理学家焦耳设计了测量的实验装置,用了不同材料反复进行实验,并不断改进实验设计,最终测得较为精确的当量值。
万(繁:萬)有引力恒量G = 6.67×10^-11N·m^2/kg^2。这个恒量与万有引力定律有关。万有引力定律是牛顿提出的,其表达式为:F = GMm/r^2。万有引力恒量是由英国物理学(繁:學)家卡文迪许自行设计的扭称测量出来《繁体:來》的,他测出的数值为 6.754×10^-11N·m^2/kg^2,与之后的公认值只相差 1.26%。这个数值的测定,具有十分重大的意义
普朗克常量h = 6.6260693×10^-34 J·s。1900 年《拼音:nián》,德国物理学家普朗克在研究电磁辐射的能量分布时发现,只有认为电磁波的发射和接收不是连续的,而是一份一份地进行的,每一份的能量等于hν,理论计算的结果才能跟实验事实完全符合,其中ν为光的频率,h 为一个普适常量,叫做普朗克常量。普朗克建立起了量子力学的新学说。在这个学说的启发下,为了解释光电效应的规律,爱因斯坦于 1905 年提出,在空间传播的光也不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量跟它的频率成正比,即 E = hν,式中的 h 就是普朗克提出普【练:pǔ】朗克常量。这个学说后来就称为光子说
单位制中有7个基[练:jī]本běn 单位单位制中表征长度的米(m);表(繁:錶)征质量的千克(kg);表征时间的秒(s);表征温度的开尔文(K);表征物质的量的摩尔(mol);表征电流强度的安培(A);表征光强度的坎德拉(kd)。
76厘米汞柱zhù 76 cm汞(读:gǒng)柱为一【pinyin:yī】个标准大气压值,也就是说 76 cm高汞柱所产生的压强就是 1 个标准大气压
静电力恒量9.0×10^-9 N·m^2/C^2。库仑通过扭秤装置得出[拼音:chū]了著名的库仑定dìng 律 F = kQ
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