当美与数学相遇时——欣赏我们身边的12个迷人之数( 二 )


就是这样,在复数域中,这个方程以及所有多项式方程都能找到解 。不仅如此,在电路设计中,虚数更是重要,工科学子可要学会使用这个工具 。
10. 古戈尔 Googol1 古戈尔等于 10^100,也就是后面缀着 100 个 0 。这么大的数如果要按位念是这样:“一万亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿亿”,要知道后面跟着12个“亿” 。

当美与数学相遇时——欣赏我们身边的12个迷人之数

文章插图

它几乎等于 70!(阶乘),或者想这个问题:“ 个人排队方法有多少种呢?”答案就近似古戈尔的数量级 。
要知道全宇宙所有原子总数约在 10^72 到 10^87 个之间,这都要比 1 古戈尔要小 。
为了让头脑风暴来得更猛烈,这里还有一个被称作古戈尔普勒克斯(googolplex)的数,就是 10 的古戈尔数次方,它写作:
对于这个古戈尔的指数,不要试图写出或存储起来,至少以人类目前的技术是遥不可及的 。
很有意思的是,谷歌公司名最初来历就是被拼写错误的古戈尔数 。不过这确实是命名搜索引擎的好方法,很形象表示互联网络上无尽的信息内容 。但本身对于数学而言却无特别有用之处,倒被更多被用在叙述上面那样或宇宙大爆炸的天文学研究当中 。
9. 数字 9自然数 9 是我最喜欢的数字,巧合的是这也是本文介绍的第九个有趣的数 。我觉得它看上去特别美丽,富含数学之美 。在几何学中,我们会发现它隐藏在许多地方,例如:
  • 整圆. 每个圆有 360° (3 + 6 + 0 = 9)
  • 二等分圆.每个半圆有 180° (1 + 8 + 0 = 9)
  • 四等分圆. 每个四等分圆有 90°(9 + 0 = 9)
  • 八等分圆. 每个八等分圆有 45°(4 + 5 + 0 = 9)
  • 16 等分圆 。每个 16 等分圆有 22.5° (2 + 2 + 5 = 9)
  • 32 等分圆 。每个圆有 11.25°(1 + 1 + 2 +5 = 9)
  • 圆内接正三角形. 内角和是 60° × 3 (180 = 1 + 8 = 9)
  • 正方形. 内角和是 90° × 4 (360 = 3 + 6 + 0 = 9)
接下来是其他圆内接正多边形:

当美与数学相遇时——欣赏我们身边的12个迷人之数

文章插图

从左至右: 五边形, 八边形, 十边形 。
  • 五边形每个内角= 108° = 1 + 0 + 8 = 9 // 72 = 7 + 2 = 9
  • 八边形单角=135° = 1 + 3 + 5 = 9 // 45 = 4 + 5 = 9
  • 十边形单角= 144° = 1 + 4 + 4 = 9 // 36 = 3 + 6 = 9
而且,如果令数字相加,还会回到数字 9 (1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 = 36) 。就有 3 + 6 = 9
令数字相乘再把每位数上的数字相加也会回到 9,例如:
  • 9 x 1 = 9
  • 9 x 3 = 27 = 2 + 7 = 9
  • 9 x 7 = 63 = 6 + 3 = 9
  • 9 x 9 = 81 = 8 + 1 = 9
让 9 除数字也会给出相同数字的无限循环小数,例如:
  • 1 / 9 = 0.11111……
  • 3 / 9 = 0.33333……
  • 7 / 9 = 0.77777……
8. 数字 73
当美与数学相遇时——欣赏我们身边的12个迷人之数

文章插图

如果你是美剧《生活大爆炸》迷的话,就一定听说过谢耳朵关于为什么 73 是完美数的演说,以下是原话:
“73 是最好的数字 。为什么呢?73 是第 21 个质数,它的对称数字 37 恰是第 12 个质数,而 12 的对称 21 则是由 3×7 产生 。
“73 的二进制 1001001 也恰是个回文数,正过来倒过去都是 1001001 。”
这句话取自第十季第四集的节目,巧合的是这是第 73 集中的台词 。
7. 自然对数函数的底数e自然对数函数的底数 e,又称欧拉数 。这个以瑞士数学家莱昂哈德·欧拉命名的无理数与 π 同样重要 。有趣的是,欧拉常数 e 已经被精确到 31415926535897 位(2020年12月5日记录) 。
e 的诞生来自于下面 17 世纪雅各布·伯努利在研究复利时所发现的公式:

当美与数学相遇时——欣赏我们身边的12个迷人之数

文章插图

对于上面式子考虑的极限值 e 到底是多少呢?伯努利并未成功算出,而是由 50 年后被欧拉攻破 。欧拉不仅算出了 e 的 18 位数,并且还借助连分式的形式证明了 e 是一个无理数 。
e 的连分数展开式如下所示,请观察里面的规律:

当美与数学相遇时——欣赏我们身边的12个迷人之数

文章插图

注意到其中的模式了吗:

当美与数学相遇时——欣赏我们身边的12个迷人之数

文章插图