sexta-feira, 1 de julho de 2011

O que é o número (pi) ?

 
 
 
 
 
 
 
 
 
O número π é definido como sendo a razão entre a circunferência de um círculo e o seu diâmetro. Mas este número tem outras personalidades. É também um número irracional e um número transcendente.
O fascínio pelo π e a determinação do seu valor têm acompanhado a matemática ao longo da sua história. Desde cedo que se teve consciência de que o seu valor é constante. No Antigo Testamento, no Livro dos Reis e nas Crónicas, o valor de π era 3. Na Babilónia, esse valor era de 25/8. Para os egípcios, de acordo com o papiro de Rhind,  π = 4(8/9)² = 3.16. Estes valores foram determinados recorrendo a medições.
Entretanto, o valor de π passou também a ser determinado através de cálculos teóricos. Por exemplo, Arquimedes (287-212 a.C.) situou o valor de π entre 3(1/7) e 3(10/71), fazendo aumentar o número de lados de um polígono inscrito. Por sua vez, Ptolomeu, em 150 d.C., estimou esse valor em 3,1416.
Outros matemáticos estimaram o valor de π , como por exemplo:
Tsu Ch'ung Chi (430-501 d.C.) : 355/113;
al-Khwarizmi (c. 800 ) : 3.1416;
al-Kashi (c. 1430) , com 14 casas decimais;
Viète (1540-1603) , com 9 casas decimais;
Roomen (1561-1615) , com 17 casas decimais;
Van Ceulen (c. 1600) , com 35 casas decimais.
Com a descoberta do cálculo infinitesimal, passou a recorrer-se também à utilização de séries infinitas convergentes, de produtos e de fracções, para aproximar π.
Nos dias de hoje, recorre-se ao computador para estimar o valor de π . O seu valor é já conhecido com mais de mil milhões de casas decimais.
Considerado uma constante fundamental da matemática, π figura em muitas fórmulas importantes, como, por exemplo, a do perímetro de um círculo (P = 2πR), a da área de um círculo (A = πR²), a do volume de uma esfera (V = 4/3πR³), etc.
Para além de estar relacionado com o cálculo infinitesimal e a geometria, o π também apresenta relações com as probabilidades, como ilustra o problema da agulha de Buffon.
O problema da agulha de Buffon, séc. XVIII, constitui uma forma de determinar o valor de π e pode enunciar-se da seguinte forma:
"Considere-se um chão constituído por ripas de madeira de largura d, paralelas entre si. Deixa-se cair no chão uma agulha com comprimento k < d. Qual é a probabilidade de a agulha cair de modo a cruzar uma linha entre duas ripas adjacentes?"
Se a agulha cair sobre uma linha, o lançamento é considerado favorável. A descoberta de Buffon consistiu no facto de ter constatado que a razão entre o número de lançamentos favoráveis e o dos não favoráveis era dada por uma expressão que envolvia π. Se o comprimento da agulha for igual a d, a probabilidade de um lançamento favorável é de 2/π. Quanto maior for o número de lançamentos, maior é a aproximação do resultado ao valor de π .
Várias pessoas tentaram aproximar o valor de π atirando agulhas ao chão. O caso mais conhecido é o do matemático italiano M. Lazzerini, que em 1901 realizou 34080 lançamentos, obtendo para π o valor de 3.1415929 (correcto até à sexta casa decimal).
Um outro método que recorre ao cálculo de probabilidades para a determinação do valor de π foi inventado por R. Chartres, em 1904, que descobriu que a probabilidade de dois números escritos ao acaso serem primos entre si era de 6/π².
A importância atribuída ao número π chega mesmo a áreas como a busca de vida extraterrestre. Com efeito, são enviadas para o espaço, através de ondas electromagnéticas, sequências dos dígitos conhecidos do número π , com a intenção de que "alguém" nos "ouça" por esse Universo fora e nos responda, talvez, com o número de Nepper.

Cronologia do cálculo de π
Matemático
Ano
Casas Decimais
Egípcios (Papiro de Rhind)
1650 A.C.
1
250 A.C.
3
480 D.C.
7
1424
16
1596
35
1794
126
1874
527
Levi B. Smith, John W. Wrench
1949
1.120
Daniel Shanks, John W. Wrench
1961
100.265
Jean Guilloud, M. Bouyer
1973
1.000.000
Yasumasa Kanada, Sayaka Yoshino, Yoshiaki Tamura
1982
16.777.206
Yasumasa Kanada, Yoshiaki Tamura, Yoshinobu Kubo
1987
134.217.700
Chudnovskys
1989
1.011.196.691
Yasumasa Kanada, Daisuke Takahashi
1997
51.539.600.000
Yasumasa Kanada, Daisuke Takahashi
1999
206.158.430.000
Yasumasa Kanada
2002
1.241.100.000.000
Daisuke Takahashi
2009
2.576.980.370.000
2010
2.699.999.990.000
Shigeru Kondo & Alexander Yee
2010/08/02
5.000.000.000.000


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