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Buon pi-day a tutti!

Ci siamoooo! Era da tantissimo tempo che volevo scrivere questo (breve) articoletto e finalmente ci siamo! Il motivo mi sembra abbastanza chiaro di questa esaltazione dato che per un giorno anche i matematici possono avere il loro breve periodo di gloria e tutti ci possiamo sentire un po’ più nerd e compiacerci di esserlo! 😉 Qui su Mathone ci siamo già più di una volta dedicati a questa famigerata costante, ma credo non vi dispiacerà sentire qualche curiosità in più 😉

Di cose da dire sul pi greco ce ne sarebbero tantissime, tuttavia dirle tutte sarebbe lungo e noioso. Mi soffermerò solo su quelle che trovo più interessanti 😉 Pronti, ai posti, via!

Dove e quando

è oramai l’emblema di come la matematica ci pervada nella vita di tutti i giorni. È stato elevato nei secoli quasi come simbolo stesso della matematica (provate per esempio a pensare a quante volte lo si vede nei film ogni volta che si comincia a parlare di matematica!) tanto che perfino i Simpsons ne sono stati testimonial!

Scherzi a parte, sebbene il pi greco, con la sua irrazionalità, trascendenza, aperiodicità, infinità e vattelappesca sia noto e studiato da tantissimo tempo (già i greci avevano cominciato a darci dentro ai loro tempi, Archimede stimando una circonferenza con poligoni regolari inscritti e circoscritti era riuscito a trovare un’approssimazione fino a diverse cifre decimali…), è solo dal 1988 che si è cominciato a celebrare il pi-day.

L’iniziativa parte, tanto per cambiare, dagli Stati Uniti, a San Francisco per l’esattezza, con l’intento nobile di portare al centro dell’attenzione la matematica: una scienza (per alcuni LA Scienza) che non trova spesso motivi per festeggiare. La data designata non poteva non essere il giorno 14 del mese 3; 3,14 appunto!

Dove lo si trova

Per tutti quelli che non sono matematici o fisici purosangue, il pi-greco è solamente il rapporto tra Area e raggio di un cerchio, oppure tra sfera e raggio e così via… ma questo è vero solo in parte… è dappertutto. No veramente, DAPPERTUTTO! Lo si ritrova nella matematica pura (teoria dei numeri e teoria dei gruppi), nell’analisi complessa, nell’analisi, nella probabilità, nella statistica, nella fisica, e mi si seccherebbe la lingua a elencarli tutti!

Tanto per citarvi qualche esempio:

  • nella formula di Eulero definita da Richard Feynman «la più notevole formula della matematica».
  • formule di Green
  • nell’analisi complessa a tout court
  • in statistica
  • In mecanica quantistica! Solo per citarvi il caso più famoso, il principio di indeterminazione di Heisenberg dice che . Vabbeh. Non fa una piega.
  • In algebra! In algebra! che (sembra) abbia solo a che fare con moduli, anelli, gruppi e ideali! È per esempio connesso strettamente alla funzione di Riemann… per esempio la seguente equazione è storicamente famosa come Problema di Basilea e fu risolto da Eulero:

  • nel celebre integrale di Gauss

… No seriamente, ceh vi pare una cosa naturale?

Perchè è così importante?

Il pi greco, al dilà di tutta la divulgazione più o meno scientifica di cui se ne è fatta a proposito, rimane tuttora uno dei veri punti interrogativi moderni della matematica e, sopratutto, della fisica.

C’è chi dice che dato che il nostro è un modello approssimato della realtà e che noi abbiamo inventato numeri e operazioni per poter dare senso a quello che ci circonda, allora è ovvio che il pi greco ritorni in maniera sistematica, perchè avendolo “inventato” noi, ritorna ogni volta che abbiamo a che fare con una sfera o un cerchio.

Onestamente però non sono di questa opinione: dove sono le sfere e i cerchi nella formula di Gauss? O nella teoria quantistica dei campi? O per esempio in algebra e nella funzione di Riemann?

Queste sono domande ancora aperte… ma del resto, citando Eulero, pi greco non è altro che

dove i è l’unità immaginaria e il logaritmo è definito classicamente solo per numeri maggiori di zero. Tutto normale dunque.

La matematica romantica

Per secoli il pi greco con i suoi misteri e l’impossibilità di determinarlo esattamente ha alimentato un sentimento quasi romantico nei confronti della matematica. Solo per oggi desidererei che ci dimenticassimo di quanto possa essere bastarda e ostile questa materia e lasciarci coccolare dalla bellezza e dall’eleganza di questa disciplina: il pi greco è infinito e aperiodico, quindi vuol dire che al suo interno c’è codificato tutto il nostro patrimonio genetico, tutto quello che pensiamo, che abbiamo pensato e che mai potremo pensare; c’è codificato tutta l’informazione che internet possa mai raccogliere e tutte le informazioni racchiuse nel nostro universo. E tutto questo è

.

Buon -day a tutti!

Pi Greco: un numero e infinite storie

Proseguiamo con gli articoli dedicati ai più importanti numeri e costanti numeriche. Se te lo sei perso, ho già pubblicato un articolo dedicato al numero di Nepero, lo trovi qui: Il numero di Nepero

Rompiamo il ghiaccio con questo meraviglioso e breve video, così da far salire l’entusiasmo nei confronti delle sorprese che il Pi Greco nasconde. Poi andremo un po’ più nei dettagli.

Stupendo, vero?! Questo articolo è nato per evolvere, infatti non è fisicamente possibile scrivere tutto su un numero della caratura del Pi Greco. Inizieremo con qualche nozione base, qualche utilizzo di tale costante e alcune sue proprietà.

Per applicazioni e curiosità più avanzate, ci sarà senz’altro tempo in futuro. Si potrebbe fare anche un PDF di 5-6 pagine per parlare di questo numero, non è da escludere che lo faccia in futuro 😉

Partiamo!

Il Pi greco è una costante utilizzata in matematica e fisica, indicata con la lettera greca .

Nella geometria piana viene definito come il rapporto tra la misura della lunghezza della circonferenza e la misura della lunghezza del diametro di un cerchio, o anche come l’area di un cerchio di raggio 1.

Esso è un numero irrazionale (non scrivibile come quoziente di numeri interi) trascendente. Per numero trascendente si intende non algebrico, ossia non è radice di alcun polinomio a coefficienti razionali.

Questo risultato stabilisce l’impossibilità della quadratura del cerchio, cioè la costruzione con riga e compasso di un quadrato della stessa area di un dato cerchio. Alla base di tale conclusione, vi è qualche approfondimento relativo alla teoria di Galois, che non ritengo il momento esatto di tirare in ballo 😉

Se ti piace analizzare i “pattern” numerici presenti all’interno dei numeri irrazionali, ecco qui le prime 100 cifre di Pi Greco:

3,14159 26535 89793 23846 26433 83279 50288 41971 69399 37510 58209 74944 59230 78164 06286 20899 86280 34825 34211 70679

Esso viene coinvolto in tantissime equazioni, relazioni, identità matematiche e in moltissime altre occasioni. E’ inoltre raggiungibile, più o meno velocemente, mediante svariate serie numeriche.

Vi cito solamente un risultato parecchio interessante, a mio parere, che coinvolge le serie numeriche e il Pi Greco. Eccolo qui:

Ora potresti aver reagito in svariati modi. Innanzitutto potresti non essere stato in grado di leggere la serie, nessun problema, si può sempre imparare 😉 Se fossi invece riuscito a leggerla, magari potresti non aver capito il senso dietro tale serie.

Bene, essa non è altro che la somma (a segni alterni) dei reciproci dei numeri dispari. Se te la cavi bene con le serie di Taylor, ti sarai anche reso conto che tale serie, permette di determinare i coefficienti dello sviluppo in serie di potenze dell’arcotangente.

Se pensi stia parlando arabo, nessun problema, prosegui la lettura come se non avessi sentito nominare Taylor e i suoi sviluppi 😉

Beh, detto ciò, questa somma infinita converge a un quarto di Pi Greco, sembra impossibile ma è dimostrato.

Stacchiamo un po’ con qualche filastrocca, ovviamente sempre legata al Pi Greco!

Come ricordare pi?
Esistono molte frasi o filastrocche in diverse lingue che permettono di ricordare a memoria un certo numero di cifre di pi.
Ecco tre esempi in italiano.

Ave o Roma o Madre gagliarda di latine virtù che tanto luminoso splendore prodiga spargesti con la tua saggezza.

Che n’ebbe d’utile Archimede da ustori vetri sua somma scoperta?

Pigreco
(di Pasquale)

Noi e loro, a volte,
bisognamo di notare
cifre fra molte,
affinché calcolare

possiam lunghezze.
Con il mio versetto
quel numero si arreca.
Dici che son prodezze?
Fai un risetto,
letterina greca!

Qual è il segreto?
Ogni parola rappresenta una cifra di pi. Per sapere quale, basta contare le lettere.

Ave o Roma o madre gagliarda di latine virtù
3, 1 4 1 5 9 2 6 5

(Fonte http://utenti.quipo.it/base5/numeri/pigreco.htm )

Inoltre devi sapere che il 14 marzo di ogni anno (3-14) si celebra il Pi Day in cui si riapre la sfida a chi trova nuove cifre di questo fantastico numero 🙂

Come già annunciato, di nozioni sul Pi Greco ce ne sono un’infinità, alcune più curiose, altre più a carattere didattico. Anche la sua storia non è male, insomma ci sarà da sbizzarrirsi sull’argomento.

Ti chiedo solo una cosa, inviami un messaggio qui sotto dicendomi se preferisci che aggiorni costantemente questo articolo oppure che scriva un articolo nuovo per approfondimento. Ogni altra idea o suggerimento è ben accetto ovviamente 😉

Pi Greco Day

Come penso tu sappia già, il 14 marzo di ogni anno si festeggia il Pi Greco Day. Questo giorno è dedicato alla meravigliosa costante matematica, proprio perchè una sua approssimazione abbastanza banale è 3.14, per questo Marzo (3° mese) 14.

Ho pensato quindi di dedicare uno spazio su questo sito anche al Pi Greco.

Prima di parlare un po di questa costante, ti inserisco qui di seguito un video che ho trovato molto  ben fatto ed interessante, relativo alla storia del Pi Greco e alla sua evoluzione nel tempo.

Il Pi Greco viene comunemente definito come il rapporto tra la lunghezza della circonferenza e il diametro di un cerchio. Nel corso della storia si è arrivati ad una precisione sempre maggiore e, con l’avvento del computer, si sta progredendo sempre di più.

Ecco le prime 100 cifre del Pi Greco:

3,14159 26535 89793 23846 26433 83279 50288 41971 69399 37510 58209 74944 59230 78164 06286 20899 86280 34825 34211 70679…

La prima volta in cui il Pi Day fu celebrato, risale al 1988. Da quell’anno in poi, si è sempre pensato di ricordare questa costante con il dovuto rispetto mediante opportune festività e celebrazioni.

Dopotutto il Pi Greco è uno dei numeri più importanti che abbiamo a disposizione, uno dei 5 elementi che compaiono nella famosa identità di Eulero: 

Ma ora veniamo a ciò che ritengo più interessante. Ossia il mistero che questa importantissima costante cela.

Il Pi Greco è infatti un numero irrazionale, ossia non esprimibile sotto forma di quoziente tra due interi. Esso è quindi composto da infinite cifre che non si ripetono periodicamente.

Se associassimo ad ogni cifra (o a delle loro combinazioni) una lettera, potremmo infatti leggere il nostro nome, potremmo trovare la risposta a tutte le nostre domande. Nelle cifre che costituiscono questa costante è presente persino la password del nostro conto bancario. Tutto ciò che noi cerchiamo è nascosto qui dentro.

Questo lo ritengo meraviglioso, ogni volta che ci penso rimango incredulo. Tuttavia è solo la verità.

Se inoltre sei una persona che ama le sfide, potresti provare (come esercizio di memoria) a memorizzare le prime 100 (o più) cifre che compongono la costante. Se ti può essere utile ecco qui qualche trucchetto:

Come memorizzare le cifre del Pi Greco

Spero che possa essere stato interessante questo breve articolo. Molto probabilmente in futuro approfondirò meglio qualche aspetto relativo a questa costante, dato che mi intriga molto come numero.

Detto questo, se hai critiche, consigli o richieste da farmi sarò molto lieto di rispondere ai tuoi commenti e messaggi qui o su Facebook.