3月14日是一年一度的“π日”。为了纪念这个世界上最著名的常数,2019年底,联合国教科文组织将3月14日定为国际数学日。
3.1415926.....从刘辉到祖冲之,从阿基米德到斐波那契,从计算到超级计算机,π的延伸之路从未停止。目前圆周率已经计算到小数点后30多万亿位数,见证了外界从洞穴到星辰大海,再到未知的一步步探索。
同样,π也见证了人类对身体的超越和对自我的一次次突破——而这正是体育对人类的内涵。
其实π与体育、数学、体育的关系可能超出了很多人的想象。
很多人脑海中的第一反应可能是“足球是圆的”。
问题是,一个标准足球有多大按照国际足联的标准,周长为68-70厘米,除以π,直径约为21.6-22.3厘米。为什么要设置2cm的误差间隔由于足球的外部是皮革拼贴缝制而成,其表面也不是纯球面,从不同位置测量其周长时可能会有不同的数值。
事实上,球径的细微差别,通过π放大器,足以改变其空的气动特性,成为射手或守门员的噩梦。这其中的微妙之处也是足球不确定性魅力的缩影。
所以,每四年世界杯球一放,就是足球技术的“巅峰时刻”。比如最近两届俄罗斯和巴西世界杯,进球总数分别达到169个和171个,在世界杯历史上排名第三并列第一,制造技术的进步功不可没。
大球之后,再来说说小球——很长一段时间以前,乒乓球的标准直径是38毫米,但从2000年底开始,乒乓球国际比赛用球的直径由38毫米改为40毫米。直径增加了2mm,周长增加了6.28mm,重量增加了0.7g左右,这让这项运动的各个方面都发生了很大的变化——球速减慢,旋转减弱,回合数增加...
当时有一种观点认为,这种变化对中国球员来说是一个巨大的挑战,他们擅长速度和旋转,但在力量上并不占优势。但是,善于学习的国乒战士很快就摸清了大球的规律,进一步巩固了中国乒乓球霸主的地位。
田径运动之母,离不开π。
众所周知,一条标准的田径跑道包括两条直道和两条半圆曲线,但是你知道半圆曲线的半径是多少吗
事实上,不同的曲线半径,即使相似,也会导致跑道的参数发生变化。比如半径增加1米,弯道会增加6.28米左右,直道也会相应缩短,对于擅长弯道跑的玩家来说,显然是有好处的。
所以在国际田联的标准手册中,标准跑道的半径是36.500米,精确到小数点后第三位,尽量保证公平。
当然,这样的精度要求也给跑道建设者带来了很大的挑战。所以,没有“两把刷子”,显然不可能举办奥运会、田径世锦赛这样的大型赛事。
以上例子只是π在体育界留下的雪泥爪。事实上,作为自然科学皇冠上的明珠,数学在各行各业的应用越来越耀眼,体育也不例外。如今,从体育竞赛到体育经济,数学和数据科学的应用已经无处不在——它可以决定冠军归属,引导大众科学健身,赋能产业发展...
以前总有人嘲笑“你的数学是体育老师教的”,但以后,你的体育真的有可能是数学老师教的。