圆周率与二进制关系(圆周率在二进制下会是无限循环小数吗)(1)

圆周率π在十进制下是一个无理数,那么,在二进制下,圆周率会是一个有理数吗?或者说是一个无限循环小数吗?

在十进制下,圆周率的大小约为3.141592653589793……。数学家早已经在数学上严格地证明出圆周率是一个无理数,这意味着它是无限不循环小数。不管在二进制,还是八进制,或者十六进制,圆周率始终都不可能是有理数,它是无理数这个性质不会随着进制的转换而发生变化。因为进制只是数的表示方式,并不会影响到数本身的性质。那么,圆周率用二进制表示为多少呢?

圆周率与二进制关系(圆周率在二进制下会是无限循环小数吗)(2)

所谓的十进制是指逢十进一,而二进制则是指逢二进一。在十进制的情况下,一个小数的第k个小数位表示10^-k。同样的道理,在二进制的情况下,一个小数的第k个小数位表示2^-k。那么,圆周率的二进制形式(小数点前50位)为11.00100100001111110110101010001000100001011010001100……。在二进制下,圆周率同样是一个无限不循环小数。

另外,通过如下的贝利-波尔温-普劳夫公式(BBP公式),还能计算出圆周率第n位二进制数,而无需计算前面的所有位数:

圆周率与二进制关系(圆周率在二进制下会是无限循环小数吗)(3)

贝利-波尔温-普劳夫公式

另外,在π进制下,圆周率确实是一个有理数。因为逢π进1,所以圆周率在π进制中就是10,这是一个整数,而非无理数。然而,这么做似乎没有意义,这纯粹是为了让圆周率变成有理数的做法。这么做,与直接定义圆周率是有理数并没有什么区别。

,