Секреты числа пи [Почему неразрешима задача о квадратуре круга] (Мир математики. т.7.) | страница 15





Исаак Ньютон на картине Уильяма Блейка (1757–1827). Величие ученого и его влияние на научный мир вдохновили Александра Поупа (1688–1744) написать такие строки:

Природы строй, ее закон

В извечной тьме таился.

И бог сказал: «Явись, Ньютон!»

И всюду свет разлился.

(Перевод А. П. Павлова)

* * *

что можно представить в виде у>2 = х(1 — х) или у = √(x(1 — x)) = х>1/2(1 — х)>1/2 Применив методы интегрального исчисления, изобретенного самим Ньютоном, получим:



Теперь осталось лишь правильно выполнить интегрирование и не ошибиться в расчетах… либо нужно быть Ньютоном.

Его соотечественник Абрахам Шарп (1651–1742) использовал следующее равенство, полученное астрономом Эдмундом Галлеем (1656–1742):

π/6 = arctg(√3/3)

которое сегодня изучается в элементарной тригонометрии, а также важное соотношение, полученное еще одним британским ученым Джеймсом Грегори (1638–1675):

arctg x = x — (x>3/3) + (x>5/5) — …

и получил ряд, который на современном языке математики записывается так:



что в 1699 году позволило ему правильно вычислить 71 знак π. На самом деле Шарп рассчитал 72 знака, но ошибся в последнем. Это простительно, если учесть, что для этого пришлось сложить около 300 членов указанного ряда.

Заметим также, что в 1667 году Джеймс Грегори попытался доказать, что задача о квадратуре круга не имеет решения, но потерпел неудачу.

Несколько лет спустя, в 1706 году, Джон Мэчин (ок. 1686–1751), преподаватель астрономии, позднее ставший секретарем Лондонского королевского общества, вывел формулу, носящую теперь его имя:

π/4 = 4∙arctg (1/5) — arctg (1/239)

* * *



ДЖЕЙМС ГРЕГОРИ (1638–1675)

Не следует пугать Джеймса Грегори с его племянником Дэвидом Грегори (1659–1708), который также был математиком, дружил с Ньютоном и был одним из тех, кто ввел в употребление символ π, Джеймс Грегори известен в астрономии как изобретатель телескопа-рефлектора, а также благодаря разложению в бесконечные ряды тригонометрических функций (sin x, cos x, tg x) и обратных тригонометрических функций (arcsin х, arccos x и arctg x). Ряд, который был открыт также и Мадхавой из Сангамаграма и носит имя Мадхавы-Лейбница или Грегори-Лейбница, может быть записан в следующем виде:



Этот ряд сходится на интервале от — π/4 до π/4. Грегори одним из первых понял, что задача о квадратуре круга нерешаема.


Чтобы получить эту формулу, он выполнил следующие действия:

tg α = 1/5,

tg 2α = 2∙tg α/(1 — tg>2α) = 5/12,

tg 4α = 2∙tg 2α/(1 — tg>2 2α) = 120/119,

tg (4α