Pi Sayısı Nedir? Pi Sayısının Tarihsel Gelişimi ve Kullanıldığı Alanlar

Pİ SAYISININ İRRASYONELLİĞİ ve ÜSTELLİĞİ

Sponsorlu Bağlantılar

Pi Sayısının İrrasyonelliği
Nasıl bir pi sayısı?
Örneğin, m ve n birer tam sayı olmak üzere, pi'nin değeri m/n şeklinde yazılabilir mi? Yani p nin değeri rasyonel bir sayı mıdır?
Başlangıçta, matematikçiler bu yönde ümitliydiler. pi'nin bu kadar çok ondalık kısmının hesaplanmasının nedenlerinden biri de, buydu herhalde. Matematikçiler bekliyorlardı ki, bir yerden sonra, basamaklar önceki değerlerini tekrar etsin, yani devirli bir ondalık sayı halinde yazılabilsin. Ama bu olmadı, Sonunda, 1761 yılında, İsviçre'li matematikçi Lambert, pi'nin irrasyonel olduğunu, yani dairenin çevresi ile çapının bir ortak ölçüsü olmadığını ispatladı.


Pi Sayısının Üstelliği
pi sayısına ait değerin, gittikçe daha fazla basamağını hesaplama tutkusunun yanı sıra, matematikçilerin rüyalarına giren başka bir pi problemi de, daireyi kare yapma problemiydi. Bu uğraşıya, kendilerini kaptıranların önderi Anaksagoras'tır (MÖ 500-428) Bir ara Atina'da, zındıklıkla suçlanıp hapse atılan Anaksagoras, burada can sıkıntısından, daireyi kare yapmanın yollarını aramaya başlar. Kendisinin çözdüğünü sandığı, bazı yaklaşık sonuçlar elde eder. Daha sonra, Kilyos'lu Hippokrates (MÖ 5. yüzyıllın ikinci yarısı), aşağıdaki şekilde taranmış ACBA alanının, AOB üçgenin alanına eşit olduğunu gösterir Buna benzer başka örnekler gösterir ki, belli eğrilerle sınırlanmış, bazı bölgelerin alanlarına eşit alanda kareler çizilebilir.
18. yüzyılın sonlarından başlayarak dairenin kare yapılmasının imkansız olduğu fikri, matematikçilere hakim oldu. Bu kuşku o kadar büyük ki, 1775'te, Paris Bilimler Akademisi, devr-i daim makinesi projeleri, açıyı pergel ve cetvel kullanarak üç eşit parçaya bölme yöntemlerinin yanı sıra daireyi kare yapma yöntemlerini de, artık inceleme kararı aldı.
1775'te Euler, 1794'te Legendra, pi'nin belki de, cebirsel bir sayı olmadığına, üstel bir sayı olması gerektiğine ilişkin inançlarını belirtirler. Fakat pi nin üstel olduğunun kanıtlanması için, 100 yıl beklendi. Sonunda, 1882 yılında, Alman matematikçi Lindermann, pi nin üstel olduğunu ispatladı.

Pi Sayısı
MsXLabs.org & Vikipedi, özgür ansiklopedi

Pi sayısı sembolü

Pi sayısı, , bir dairenin çevresinin çapına bölümü ile elde edilen sayıdır. Bu oran her daire için aynı değeri aldığından, π sayısı bir matematiksel sabittir.
Sabit, ismini; Yunanca περίμετρον yani "çevre" sözcüğünün ilk harfi olan π harfinden alır ve bu harf veya Latin alfabesindeki karşılığı olan pi ile sembolize edilir. Ayrıca pi sayısı Arşimet sabiti (Arşimet sayısı değil) ve Ludolph sayısı olarak da anılır.




Çapı "1" olan Daire'nin çevresi "π" olur.
Babilliler'den beri ortadoğu ve akdeniz uygarlıklarının π sayısının varlığından haberdar oldukları bilinmektedir. Farklı antik uygarlıklar pi sayısı için farklı sayıları kullanmıştır. Örneğin MÖ 2000 yılı dolaylarında Babilliler π = 3 1/8, Antik Mısırlılar ise π = 256/81 yani yaklaşık 3,1605'i kullanmaktaydı. Yine de çok uzunca bir süre π' olup olmadığı anlaşılamamıştır. nin bir irrasyonel sayı1761 yılında Johann Heinrich Lambert'in yayımladığı ispatla sabitin irrasyonel bir sayı olduğu kanıtlanmıştır.
Günlük kullanımda basitçe 3,1416 olarak ifade edilmesine rağmen gerçek değerini ifade etmek için periyodik olarak tekrar etmeyen sonsuz sayıda basamağa ihtiyaç vardır. İlk 65 basamağa kadar ondalık açılımı şöyledir:

3,14159 26535 89793 23846 26433 83279 50288 41971 69399 37510 58209 74944 5923

Pi sayısı irrasyonel olmanın ötesinde ayrıca bir aşkın sayıdır da. Ferdinand von Lindemann tarafından 1882 senesinde ispatlanan bu gerçek, Pi'nin katsayıları tam sayı olan bir polinomun kökü olamayacağını ifade eder.
Pi sayısı matematikte çember ve yarı çapla doğrudan bağlantılı olmayan durumlarda da karşımıza çıkar. Mesela;

Pi, kültürel açıdan matematiksel sabitler içersinde en çok etki yaratanıdır. Bunu en basit nedenleri çok eskiden beri bilinmesi, çember gibi çok yaygın bir geometrik cisimle ilgili olması ise de bir başka nedeni de görünüşe göre bir kural izlemeyen ondalık açılımının insan aklını zorlayan kavranışıdır. Her ne kadar matematiksel açıdan π çok az bir gizem içerse de popüler kültürde bunun aksini işleyen eserler bolca mevcuttur. Ayrıca Eski Ahit'in bir bölümünde Pi sayısının değerinin 3 olduğu ima edildiğinden, kökten dinci hristiyanlar arasında π'nin değerinin okullarda 3 olarak öğretilmesini savunanlar da vardır.


π'yi ilgilendiren birkaç formül
Aşağıdaki formüller, pi sayısını bilgisayar ortamında istenen duyarlılıkta hesaplamak için çeşitli gruplarca kullanılmıştır.

• 

• Euler'in bir formülü:

• En Kolay Bulunma Formülü: Çevre/Çap=Pi sayısı

Pisagor Teoremiyle Pi Sayısının İspatı

ÖN BİLGİ
Doğal sayılar: 1,2,3,4,5,6,7, ...n
Doğal Sayılar: 10 / 16 = 0.625

İrrasyonal sayılar: 10 / 7 = 0.142857 142757 142857 142857 ...n
İrrasyonel sayılar: 10 / 3 = 0.333333 333333 333333 333333 ...n gibi benzer devir EDEN sayılardır.

Aşkın sayılar: pi = 3,141592 653589 793238 462643 ...n
Aşkın sayılar: e = 2.718281 828459 045235 360287 ...n gibi benzer devir ETMEYEN sayılardır.

AŞKIN = ÜSTÜN = TRANSANDANTAL
^ Terimleri hepsi eş anlamlıdır.

Pi sayısının Aşkın sayı olması nedeniyle karenin alanına eşit DAİRE ASLA ÇİZİLEMEZ.
Pi sayısının Aşkın sayı olması nedeniyle karenin kenar uzunluklarına eşit ÇEMBER ASLA ÇİZİLEMEZ.


Kaynak: Pi Sayısının Pisagor Teoremiyle İspatı ve Taner YÖNDER serileri ( Türkçe - İngilizce ) POWERPOINT SUNUM

Pi Sayısı
Pi, her türlü matematik işlemince büyük önem taşıyan çok ilginç bir sayıdır. Matematiğin birçok hesaplamasında örneğin; daireler, yaylar, pendulumlar gibi… pi sayısına rastlarız.

Genellikle bilinen en basit pi sayısı pek fazla birşey ifade etmese de yaygınca kullanılır ve bu bakımdan anlamlıdır. Bu sayı aslında bir orandır ve dairenin çevresinin çapına bölümünden elde edilir. Bu oran 3,14 olarak bilinir. Bunu kendiniz de ölçebilirsiniz, mesela evde herhangi bir dairesel cisim bulun fakat mümkün olduğunca büyük olmasına dikkat edin. Elinizde bir bardak var diyelim, eğer bir mezura ile bardağın önce çevresini daha sonra da çapını ölçüp bölerseniz her zaman 3.14 sonucuna ulaşırsınız. Tabi sonucun aslına en yakın olması için gerçekten hassas bir ölçüm yapmak gerekir.

Yukarıdaki animasyonda pi sayısının ispatı olarak 1.27 inçlik çapa sahip bir dairenin doğrusal olarak açıldığında 4 inçlik bir mesafeye karşılık geldiği gösteriliyor. Anlaşılacağı üzere 4 inç(çevre) / 1.27 (çap) = 3.14′tür.
Görüldüğü üzere pi sayısı aslında çok basit bir temele sahiptir ve değiştirilemez bir sabit orandır. Fakat aynı zamanda Pi sayısı bir irrasyonel sayı olduğundan, hiçbir zaman sonlu bir tamsayı düzeninde ifade edilemez ve virgülden sonra sonsuz sayıda tekrarsız rakam içerir. Babilliler’den beri ortadoğu ve akdeniz uygarlıklarının pi sayısının varlığından haberdar oldukları bilinmektedir. Farklı antik uygarlıklar pi sayısı için farklı sayıları kullanmıştır. Örneğin MÖ 2000 yılı dolaylarında Babilliler π = 3 1/8, Antik Mısırlılar ise π = 256/81 yani yaklaşık 3,1605′i kullanmaktaydı. Yine de çok uzunca bir sürenin bir irrasyonel sayı olup olmadığı anlaşılamamıştır. 1761 yılında Johann Heinrich Lambert’in yayımladığı ispatla sabitin irrasyonel bir sayı olduğu kanıtlanmıştır. Günlük kullanımda basitçe 3,1416 olarak ifade edilmesine rağmen gerçek değerini ifade etmek için periyodik olarak tekrar etmeyen sonsuz sayıda basamağa ihtiyaç vardır. İlk 65 basamağa kadar ondalık açılımı şöyledir:

3,14159 26535 89793 23846 26433 83279 50288 41971 69399 37510 58209 74944 5923

Günümüzde pi sayısının virgülden sonraki en fazla basamağını hesaplayabilmek üzere birtakım yarışmalar yapılmaktadır. Şu an rekorun virgülden sonra 73 milyar basamak olduğu bilinmektedir.


Tarihçe
Pi sayısı Babiller, Eski Mısırlılar ve pek çok eski uygarlık tarafından biliniyordu. Onlar, tüm çemberlerin çevresinin çapına bölümünün sabit bir sayıya eşit olduğunu fark etmişlerdi. Bu sabit sayının bulunması artık çapı bilinen her çemberin çevresinin hesaplanmasına imkan tanıyordu.
MÖ 2000 yılı civarında Babiller p sayısını 31/8 ya da 3,125 olarak kullanıyordu. Eski Yunanda karekök 10 ya da 3,162 sayısı kullanıldı.
Arhimedes ise (MÖ 287-212) 3 10/71 ve 3 1/7 sayısını p sayısı olarak kullandı.
MS 500 yılı civarında pi sayısı için 3,1415929 olarak kullanıyordu.
1424 yılında İran'da virgülden sonraki on altı basamağı doğru olarak biliniyordu.
1596 yılında Alman Ludolph van Ceulen, pi'nin virgülden sonraki yirmi basamağını hesapladı ve bu sayı Avrupada Ludolph sabiti olarak bilindi. O tarihten sonra pi sayısının virgülden sonraki milyarlarca basamağı hesaplanmıştır.

Gizemli 'pi'de yeni rekor

Bir bilgisayar uzmanı, bir önceki rekoru 123 milyar geliştirerek Pi sayısının 2.7 trilyonuncu hanesini hesapladığını iddia etti.

Fabrice Bellard, bir ev tipi masaüstü bilgisayarı kullandığını ve sayının hesaplanması ile sağlamasının yapılmasının 131 gün sürdüğünü açıkladı.

Pi sayısının bu son versiyonu bilgisayar belleğinde 1 terabyte yer kaplıyor. Bir önceki rekor olan 2.6 milyar hane normal bilgisayardan 2 bin kat daha hızlı süper bilgisayarlar kullanılarak 29 saatte elde edilmişti. Ancak Bellard’a göre kendi yöntemi 20 kat daha etkili. Pi sayısı bilgisayarların kusursuzluğunu test etmek için bir araç olarak kullanılıyor.

Pi Sayısı Nerelerde Kullanılır?
MsXLabs.org

Pi sayısının orantısının çıkarılarak çözülmesi, matematikte son derece güç bir konuydu. Çin’de eski çağlarda birçok matematikçi, Pi orantısını çıkarmak için büyük çaba harcamıştır. M.S 5. yüzyılda Zu Chongzhi’nin Pi ölçüsünün hesaplanmasında sağladığı başarı, büyük bir hamle sayılmıştır. Çin’in eski büyük matematikçisi ve gökbilimcisi Zu Chongzhi, M.S 429 yılında Jiangkang kentinde (bugünkü Jiangsu eyaletinin Nanjing şehri) dünyaya gözlerini açmıştır. Birer astronom olan dedesi ve babası tarafından etkilenen Zu Chongzhi, çocukluğunda matematik ve astrolojik bilgilerle büyümüştür. M.S 465 yılında Zu Chongzhi, Pi orantısını hesaplamaya başlamıştır.

Eski çağlarda Çin’de insanlar, pratikte bir dairenin çevre uzunluğunun, bu daire çapının üç mislini aşkın olduğunu kavramışlardır. Ancak kesin sayı hakkında farklı görüşler vardı. Zu Chongzhi’den önce Liu Hui adlı bir Çinli matematikçi, Pi ölçüsünün hesaplanmasında bilimsel bir “kesme yöntemi”ni, yani, Pi’yi daire içerisinde çizilen düzenli çokgenlerin çevre uzunluğuyla dairenin çevre uzunluğuna yakınlaşmaya çalışarak elde etme yöntemini önermiştir. Liu Hui, bu yöntem yoluyla ancak Pi’nin ondalık noktadan sonraki dördüncü rakamına kadar hesaplayabilmiştir. Zu Chongzhi, sonra bu temel üzerinde devamlı araştırmalar ve tekrarlı hesaplamalar yaparak, Pi’yi ondalık noktadan sonraki yedinci rakama kadar çıkarmış, (3.1415926 ve 3.1415927 rakamları arasında) ve üstelik, Pi’nin kesir şeklindeki takribi sayısını da hesaplamıştır. Zu Chongzhi’nin söz konusu neticeleri hangi yönteme dayanarak çıkardığı bilinmemektedir. Eğer Liu Hui’nin “kesme yöntemi”yle Pi elde edilmeye çalışılırsa, daire içerisinde 16 bin düzenli çokgen çizilerek hesaplanmalıdır. Bunun ne kadar zaman gerektireceği, ne kadar yorucu bir iş olacağı bellidir.

Daha sonra yabancı matematikçilerin vardıkları sonuç, yaklaşık bin yıl önce yaşamış Zu Chongzhi’nin hesaplayarak elde ettiği Pi’ye denk gelmiştir. Tarihte üstün katkıda bulunmuş Zu Chongzhi’yi anmak için bazı yabancı matematikçiler, Pi olan π’ya “Zu ölçüsü” adının koyulmasını önerdiler. Pi’nin hesaplanmasındaki başarıdan başka Zu Chongzhi, oğluyla birlikte ustalıkla küre hacmini hesaplamayı başarmıştır. Onların zamanında başvurdukları ilkeye, daha sonra Batı’da “Cavalleri” kuralı denmiştir. Yani bu ilke, ancak bin yıl geçtikten sonra İtalyan matematikçi Cavalleri tarafından doğrulanmıştır. Bu kuralı ilk keşfetmiş ve önemli hizmetler vermiş baba-oğul Zu Chongzhi’leri anmak için matematikte bu kurala “Zu kuralı” adı verilmiştir.

Zu Chongzhi’nin matematik alanında elde ettiği başarı, Çin’in eski matematik alanında kazanılan başarılardan yalnızca biridir. Aslında 14. yüzyıl önce Çin, matematik alanında her zaman dünyanın en gelişmiş ülkeleri arasında yer almıştır. Örneğin, geometredeki “Gou Gu Ding Li” ilkesi (Pythagorism teorisi), Çin tarihinin ilk döneminde (takriben M.Ö 2. yüzyıl) yazılmış olan “Zhou Bi Suan Jing” matematik kitabında ileri sürülmüştür. Daha sonra, yani 1. yüzyılda yazılmış “Jiu Zhang Suan Shu” adlı eserde dünyanın matematik tarihinde ilk kez olumsuz sayı kavramı ve olumlu-olumsuz sayıların toplama ve çıkarma ilkeleri önerilmiştir. 13. yüzyılda Çin’de 10 bilinmeyenli denklem işlemi yapılırken, Avrupa’da ise ancak 16. yüzyılda 3 bilinmeyenli denklem işlemi yapılabilmiştir.

Pi sayısı daire,silindir gibi geometrik şekillerin hesaplanmasında kullanılır.

Pi sayısı
3.14 olarak aldığımız pi sayısı matematikteki en önemli sabitlerden biridir. Pi sayısı, bir dairenin çevresinin, o dairenin çapına oranını verir. Bir başka değişle herhangi bir dairenin çevre uzunluğunu o dairenin çap uzunluğuna bölerseniz ortaya pi sayısı çıkar.
İşte pi sayısının kısa bir hikayesi ve pi sayısı hakkında ilginç gerçekler:

Pi sayısını ilk kim buldu?
Pi sayısının Babil medeniyetince bulunduğu kabul edilmektedir. Mısırlı ve Babilli bilim insanları pi sayısını yaklaşık olarak 3.12 ve 3.16 olarak kullandığı bilinmektedir.

Pi sayısı tam olarak kaçtır?
Şuan bile bu sayının tam olarak kaç olduğu bilinmiyor çünkü virgülden sonra sürekli devretmektedir. 1761 yılında Johann Heinrich Lambert adlı matematikçi ise pi sayısının irrasyonel bir sayı olduğunu yani virgülden sonra sonsuz uzunlukta olduğunu ispatlamıştır. Günümüzde pi sayısının virgülden sonra yaklaşık 75 milyar hanesi hesaplanabilmektedir.

Pi sayısı ne işe yarar, nerede kullanılır?
Pi sayısının en önemli kullanım alanı, bir dairenin ya da çemberin ya da bunlara benzer üç boyutlu geometrik şekillerin çevreleri, alanları ya da hacimlerinin hesaplanmasıdır. Ayrıca açısal hız hesaplamalarında ve frekansların dalga boylarının hesaplanmasında da pi sayısı kullanılmaktadır.

Kaynak

Pi SAYISI
Kaynaklar pi sayısı için, ilk gerçek değerin, Archimedes tarafından kullanıldığını belirtir. Archimedes; pi sayısının değerini hesaplamak için bir yöntem vermiş ve pi değerini 3+1/7 ile 3+10/71 arasında tespit etmiştir. Bu iki kesrin ondalık sayı karşılığı 3,142 ve 3,1408 dir. Bu iki değer, pi sayısının, bugünkü bilinen gerçek değerine çok yakın olan bir değerdir. Ancak Archimedes'in gençlik yıllarında Mısır'da uzun bir süre öğrenim gördüğü bilinmekte.

Archimedes'in sağlığında İskenderiye'de Öklid'den ders aldığı, Öklid'in de Eski Mısır ve Mezopotamya Babil yöresinde uzun yıllar dolaşan bir matematikçi olduğu, bilinen tarihi bir gerçektir. İskenderiyeli tarihçi Herodot, metrika adlı eserinde pi sayısı için verdiği değer 3,71'dir. Bu değer, İskenderiyeli Heron'dan sonra gelen, eski Yunan ve ortaçağ matematikçileri tarafından farklı değerler kullanılmıştır. İskenderiyeli Heron'un verdiği yaklaşık değerin de, Mezopotamya menşeli olması ve Mezopotamyalılar'dan alınma takribi bir sonucu temsil etmesi muhtemeldir.

Pi sayısı üzerinde, Babilliler'in çok eski zamanlardan beri, kullanılan yaklaşık bir bilgiye sahip oldukları anlaşılmıştır. Genel olarak pi=3 değerini kullanıyorlardı. Bazı tabletlerde pi=3,125 değeri ne de rastlanılmıştır. Aydın Sayılı, adı geçen eserinde, "Mezopotamyalılar'da, idealleştirilmiş çemberlerle üçgenlerdeki geometrik münasebetler aracılığıyla, çözümlenen problemlerde teorikleştirilmiş ve soyutlaştırılmış bir durum mevcuttur" der. Böyle problemlerde sonuç hesaplanırken pi sayısı için, değerinin kullanılmış olduğunu belirtir.

Bu değeri; Mezopotamyalılar takribi sonuçlar için kullanmaktaydılar. Daha iyi yaklaşık sonuçlar elde etmek istedikleri zaman pi=3,125 değerini uygularlardı. Ancak pi sayısının; Mısırlılar'ınkinden ve Susa tabletlerinin gösterdiği değerden oldukça daha iyi bir değeri, ilkin Archimedes tarafından bulunmuştur. Kaynaklar; Mezopotamyalılar, yamuk alanı hesabı ile, silindir ve prizma hacim hesaplarını bildiklerini ve pi için de 3 değerini kullandıklarını belirtir. Fakat eski Babil çağına ait olup, Susa'da bulunmuş olan tabletlerde pi için kabul edilen değerin 3,125 olduğu anlaşılmaktadır.

Bugün bir veya çok bilinmeyenli cebir denklemleriyle çözdüğümüz türden birçok problemlere Babil tabletlerinde rastlanmıştır.
Mesela:
Bu tablette, bir dikdörtgenin eniyle boyunu veren sayılar birbiriyle çarpılır ve bu sayılar arasındaki fark, bu çarpıma eklenirse 153 elde ediliyor. Aynı sayılar birbirine eklenirse 27 çıkıyor. Bu şeklin eni, boyu ve yüzölçümü nedir sorusu soruluyor ve cevap olarak; 20, 7 ve 140 değerleri veriliyor.