把一根質(zhì)量均勻的小棒向一個畫了一些平行線的平面上隨意地扔幾千下,就能得到有六個準確數(shù)字的圓周率π的近似值,你相信嗎?肯定有很多人不相信. 事實上,確實有這樣的數(shù)學實驗.
1777年的一天,法國的博物學家C·布豐伯爵的家里賓客滿堂,他們是應(yīng)主人的邀請來觀看一次奇特的試驗的.
年已古稀的布豐拿出一張紙來,紙上預先畫好了一條條等距離的平行線. 他又拿出一大把準備好的小針,這些小針都是平行線間距離的一半. 布豐先生宣布:“請諸位把這些小針一根一根地往紙上扔吧!不過,請大家務(wù)必把針與紙上的線相交的次數(shù)告訴我. ”
客人們遵照主人的意愿,加入了試驗的行列. 一把小針扔完了,把它們撿起來再扔,布豐則把小針與平行線相交的次數(shù)記了下來. 實驗進行了將近一個小時才結(jié)束. 隨后布豐先生高聲宣布:“先生們,我這里記錄了諸位剛才的投針結(jié)果,共投針2212次,其中與平行線相交的有704次. 總數(shù)2212與相交數(shù)704的比值為3.142. ”大家異常驚奇,這投針的比例怎么會與圓周率如此接近呢?布豐解釋說:“這就是概率的原理,因為針長恰好是平行線間距的一半,那針與線相交的概率為0.318,它的倒數(shù)就近似于圓周率. ”
著名的布豐公式
后來,布豐又取出一些圓圈,它們的直徑均等于平行線的間距. 不管怎樣扔下去,它們與平行線都有兩個交點. 布豐又把同樣大小的一些圓圈拉直,將這些長針隨意扔下去,它們與平行線有多種相交情況,交點數(shù)或是4個,或是3個,或是2個,或是1個,有的甚至不相交. 當投的長針數(shù)越多,針、線的交點總數(shù)就越接近針數(shù)的兩倍. 如果用不同長度的針去投,那針與線的交點數(shù)與針的長度成正比. 這就是著名的布豐公式.