ПИ в 12-чной системе счисления
Благодарю всех кто так или иначе помог мне
прийти к нижеследующим выводам, в особенности:
Крайона и Ли Кэрролла за постановку задачи и не только,
Сообщество c forum.lightray.ru за поддержку,
Ifa21rus за подсказки,
_stalinist-а за вправку мозгов в нужное русло (http://users.livejournal.com/_stalinist/)
Семью за все! :)
Итак, преступим.
Создадим мысленно виртуальное пространство в котором у нас имеется очень длинная
веревка или бечевка, от которой время от времени мы будем отрезать куски различной
длины для того чтобы отмерять что-либо или решать различные геометрические задачки,
а она при этом никогда не заканчивается.
Предположим, что нам удалось найти тонкую жердь для первого опыта. Отрезаем веревку
любой удобной для нас длины, для определенности, в один локоть. После чего фиксируем
один ее конец на жерди, а к другому приделываем кусочек графита. Обяжем графитовый
конец веревки не отрываться от жерди, допустив любое движение вдоль. Под любым или
свободным движением будем подразумевать очень-очень большое количество движений
графитного конца во все стороны, которое позволяет наложенное условие.
Таким образом, мы получили меру. Назовем ее «наш жердевый метр» или «нж метр».
Теперь, поискав немного в нашем виртуальном пространстве плоский стол, идем к нему
и делаем второй опыт. Фиксируем свободный конец в центре стола, а графитовый отпускаем
в свободное плавание относительно стола. Получим круг. Отмерив по периметру
полученного круга и отрезав еще один кусок веревки, получаем еще одну меру.
Назовем ее «наш круговой метр» или «нк метр».
Теперь, если мы захотим сравнить нж и нк метры между собой, то окажется что нк
метр больше нж метра в ПИ раз.
Разделив «н_ метр», к примеру, на десять частей, получим «1/10ая часть н_ метра».
Или в общем случае «1/Nая чн_ метра».
Пусть то, на сколько частей мы делим наш тот или иной метр, обуславливает ту систему
счисления, которой мы хотим пользоваться. Тогда N – основание системы счисления.
При этом мы можем измерять длину удава как в нж, так и в нк метрах или их частях
более меньшего или высокого порядка (в N раз).
А теперь давайте создадим пустотелый шар с диаметром в один «нж метр» и длиной экватора,
соответственно, в один «нк метр».
Далее, взяв веревку длиной в «1/Nая чнк метра» проделываем уже знакомые нам действия:
фиксируем один конец на севере шара, а второй графитовый конец отпускаем в свободное
плавание без отрыва от шарообразной поверхности.
Таким образом, мы получим еврейскую
шапочку – кипу (ермолку) ;).
А теперь то, ради чего мы создавали это виртуальное пространство, напрягая наше воображение.
Окружность края ермолки будет иметь два радиуса. Один привычный – r, как если бы
мы получили ее на поверхности стола, а другой кривой – rc для шарообразной поверхности.
Чему приблизительно равно число ПИ в первом случае нам известно. Попробуем определить
кривое ПИ -- PIc для второго случая. Стоит заметить, что кривое ПИ зависит от системы
счисления, которое мы выберем для нашего виртуального пространства.
Заметим, что для того чтобы первая дуга в «1/Nая чнк метра» лежала полностью в
северном полушарии N должно быть больше или равно 4.
Итак, N = 12.
Связь между привычным, прямолинейным радиусом окружности ермолки и радиусом шара:
r = R*sin Alfa, (1)
где R – радиус шара, Alfa – угол между вертикальной осью шара и радиусом, проведенном
из центра шара к краю ермолки.
При N = 12, Alfa = 2 * PI / N = PI / 6 или 30 градусов, а синус такого угла,
как известно равен 1 / 2.
Запишем формулу для вычисления кривого ПИ:
PIc = l / (2 * rc), (*)
где
l = 2 * PI * r, (2)
– длина окружности ермолки.
Кривой радиус определим по формуле
rc = 2 * PI * R / N. (3)
Подставив в (*) вместо l и rc соответственно (1), (2) и (3), получаем:
PIc = 1 / 2 * N * sin (2 * PI / N),
Или в нашем случае:
PIc = 6 * 1 / 2 = 3.
Вывод: в 12-ичной системе счисления кривое ПИ точно равно ТРЕМ!!!
На первую