Вопрос о трансцендентности числа Pi
На модерации
Отложенный
При написании монографии по теме задачи античной математики Квадратура круга я был вынужден, углубится в материалы по данной теме. Одной из книг, из перечня используемой при написании монографии литературы, была книга Ф. Рудио, «О квадратуре круга. С приложением истории вопроса»
В данной книге освещена тема доказательства трансцендентности числа Pi. Исследуя данную тему, поневоле пришлось ее расширить и углубить в своей работе, несущей исследовательский характер.
И так, перехожу к изложению данной темы, копируя страницы из своей книги:
"Задача Квадратура круга, Два взгляда на проблему."
9.1 ДОКАЗАТЕЛЬСТВО ТРАНСЦЕНДЕНТНОСТИ ЧИСЕЛ e И Pi
НА ОСНОВЕ ФОРМУЛЫ ЭЙЛЕРА
«Разрешением основного вопроса о том, являются ли числа e и Pi алгебраическими или трансцендентными наука обязана математикам Эрмиту и Линдеману. Прежде всего в 1873 г. Эрмит доказал трансцендентность основания натуральных логарифмов, т. е. обнаружил невозможность равенства вида:
N1ex1 + N2ex2 + … + Nrexr = 0
где , суть отличные друг от друга, а - какие либо целые числа, причем последние числа не должны быть равны нулю.
Исходя из этой основной работы, а именно пользуясь зависимостями между известными определенными интегралами, которыми пользовался Эрмит, Линдеман в 1882 г. решил, наконец, тысячелетнюю задачу о квадратуре круга, доказав трансцендентность числа Pi
Этот результат был получен из предположения, которое можно рассматривать как обобщение первой из теорем Ламберта, указанных выше. Это предложение заключается в следующем:
Если zесть корень, какого – нибудь неприводимого алгебраического уравнения с целыми вещественными или комплексными коэффициентами, то ez не может быть рациональным числом.
Но по формуле Эйлера ePi i = -1 , т. е. равно рациональному числу. Поэтому Pi i а, следовательно, и само Pi не может быть корнем алгебраического уравнения указанного вида» [3, с. 86 – 87].
9. 2. О ФОРМУЛЕ ЭЙЛЕРА
В тексте дана сноска на формулу Эйлера ePi i = -1. Для ясности в данном вопросе, внесем в эту тему подробности:
«В то время как раньше синус, косинус, тангенс, котангенс обозначали некоторые линии, связанные с дугой круга, Эйлер впервые стал определять эти выражения как отношения указанных линий к радиусу круга. Благодаря этому выражения , и т. д. приобрели совершенно иной характер: они стали аналитическими величинами, функциями z. Таким образом, Эйлер является творцом тригонометрических функций. Вместе с тем новая точка зрения на тригонометрические величины привела его к одному из его бесспорно прекраснейших открытий, а именно, к открытию замечательной зависимости между показательной и тригонометрическими функциями. Эта зависимость выражается равенствами:
cosz = (eiz +e-iz) / 2, sinz = (eiz - e-iz) / 2i,
где ez есть показательная функция, определяемая постоянно сходящимся рядом:
ez = 1 + z / 1 + z2 / (1*2) + z3 / (1*2*3) + …
Здесь не место распространяться о том перевороте, которое упомянутое открытие произвело во всей математике. Однако нужно заметить, что формулы Эйлера, которые могут быть написаны также в виде:
eiz = cos z + i sin z, e-iz = cos z – i sin z,
Представляет собой исходный пункт всех позднейших исследований о природе числа Pi. Полагая в них z = Pi получаем: ePii = -1 или e2Pii = 1 Это основная зависимость между обоими числами e = 2,718 281 828 459 045… и Pi = 3,141 592 653 589 793… служит ключом для решения вопроса о возможности квадратуры круга» [3, с.
68 – 70].
9. 3. ФОРМУЛА ЭЙЛЕРА В ГЕОМЕТРИЧЕСКОМ ВОПЛОЩЕНИИ
А выражают ли на самом деле, формулы ePii = -1 или e2Pii = 1 зависимость между числами e = 2,718 281 828 459 045… и Pi = 3,141 592 653 589 793… если ”Pi “ выступает символом радианной меры угла, который равен 1800 в градусной мере угла, но не символом отношения длины окружности к диаметру равного 3,141 592 653 589 793…
Формула Эйлера: eiz = cosz + isinz, где zлюбое вещественное число.
На рисунке 6 изображено геометрическое воплощение формулы Эйлера.
Заметим, что аргументы тригонометрических функций и взяты в радианах. В частности eiPi = cos Pi + i sin Pi = cos1800 + i sin1800
А из того, что cos Pi = cos1800 = -1 и sin Pi = 1800 = 0 следует eiPi = -1 или ei180град. = -1
Из вышеизложенного видно, что Pi, - как отношение длины окружности к диаметру в формуле Эйлера eiPi = -1, не присутствует, а, следовательно, высказывание "eiPi = -1 или
e2iPi = -1. - Это основная зависимость между обоими числами e = 2,718 281 828 459 045… и Pi = 3,141 592 653 589 793… служит ключом для решения вопроса о возможности квадратуры круга”,
вызывает сомнение. Не софизм ли это? (При написании данного абзаца использована информация из интернет - источника):
[10, Википедия,— ru.wikipedia/wiki/Формула_Эйлера]
Комментарии
Градусная мера углов - вопрос удобного масштабирования естественной меры - радиан. Совершенно также, как проценты - удобное масштабирование дробных чисел, естественное написание которых десятичной дробью не всегда и не всем удобно.
К стати: в тексте статьи есть ссылка на мою книгу, где поднята эта тема и другие... Ссылка вот: "своей книги"
https://www.ljubljuknigi.ru/store/ru/book/%D0%97%D0%B0%D0%B4%D0%B0%D1%87%D0%B0-%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D0%B4%D1%80%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0-%D0%BA%D1%80%D1%83%D0%B3%D0%B0-%D0%94%D0%B2%D0%B0-%D0%B2%D0%B7%D0%B3%D0%BB%D1%8F%D0%B4%D0%B0-%D0%BD%D0%B0-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D1%83/isbn/978-3-659-27696-5