一个神奇的问题(一个数学玩笑)

作者 | 陈永明

来源 |《写给青少年的数学故事(上):代数奇思》,陈永明著,人民邮电出版社,2021年1月

在1975年《科学美国人》的4月号上,数学游戏专栏作家马丁·加德纳推出了一个“定理”:

是一个整数。

式中的e等于2.718 281 828 459 045 235 360 287 471 352 662 49…同π一样,是一个著名的无理数,不过e在对数和高等数学中用得多一些。

如果这个命题正确,那么人们就找到了一个联结两个重要的无理数π和e的简单关系式。法国巴黎有个“发现宫”,其中有一个数学陈列室,在古代数学展览室与近代数学展览室之间的墙壁上写着一个式子:。这个式子表示了e与π之间的关系,这已经是很了不起的事了。但是这个式子中包含了一个复杂的因素——复数i,没有来得简单明白。而且,由三个无理数e、和组成的这个数竟然是整数,实在让人吃惊。

《科学美国人》杂志的读者中有不少数学爱好者,一开始,他们企图用袖珍计算器进行验算,但是马上发现验算无法进行,因为这个结果太大,计算器用科学记数法给出了答案,它是2.625 374 1×,无法判断它是不是整数。

有人用电子计算机验算,一开始,他们算出具有20位有效数字的结果:

N=262 537 412 640 768 743.99

这个0.99是十分模糊的东西,它说明N可能不是整数,也可能是整数,是计算造成了这0.01的误差。没有办法,必须再算得精确些,算到25位有效数字!结果是

N=262 337 412 640 768 743.999 999 9

糟糕,仍是一个捉摸不定的结果。

直到算出33位有效数字时,这才水落石出,真相大白。这时计算机告诉我们,

N= 262 537 412 640 768 743.999 999 999 999 250

这说明N根本不是一个整数!

原来,4月1日是西方的愚人节,在这一天,开玩笑无罪。这个“定理”就发表在4月1日,是马丁·加德纳跟读者开的一个玩笑。

这个问题是由印度的“奇才”、数学家拉马努金首先提出的,当时他怀疑N是个整数。问题经马丁·加德纳一推广,影响就大了。有人认真地去计算,也有人以讹传讹,直到1991年,《数学趣闻集锦》一书(作者是美国人 T.帕柏斯,这本书直到1996年还在重印)还声称“美国亚利桑那大学的约翰·布里洛证明了这个数等于262 537412 640 768744”。不过该书的作者谨慎地加了一句话:“他真的证明了吗?”(在该书被译为中文版时,译者纠正了这个错误。)可见,这个玩笑被误传到了什么程度。

一个神奇的问题(一个数学玩笑)(1)

《写给青少年的数学故事》

(上、下册)

  • 一套凝聚知名科普作家陈永明教授50多年教学经验的奇妙数学书

  • 100多个精彩故事融合经典代数学例题,边读故事边学数学

  • 领略横跨古今的数学硕果,探索课内、课外的代数学问题

  • 兼具趣味性与可读性,扩展解题思路,培养数学思维早抓起!

一个神奇的问题(一个数学玩笑)(2)

作者:陈永明

出版社:人民邮电出版社

出版日期:2021-01

页 数:375页

定 价:69.00 元/册

作者简介:

陈永明,1940年生,江苏无锡人,1962年毕业于上海师范大学数学系,曾任职于上海市徐汇区教育学院。陈永明教授是知名的科普作家,有丰富的教学和写作经验,1997年荣获教育部颁发的“曾宪梓教育奖”,2015年被授予“上海市优秀科普作家”称号。主要著作有《陈永明实话实说数学教学》《陈永明评议数学课》《“数学脑袋”探秘》《1 1=10——漫谈二进制数》等。

一个神奇的问题(一个数学玩笑)(3)

一个神奇的问题(一个数学玩笑)(4)

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