Математические константы

Таблица математических констант с 30 значащими цифрами: число π, число e, золотое сечение, квадратные корни из 2, 3 и 5, натуральные логарифмы 2 и 10, постоянные Эйлера — Маскерони, Каталана и Апери. Кратко о смысле каждой константы и о том, сколько знаков нужно на практике.

Рекламный блок «после калькулятора» (ads/after-calc.html)

Значения в таблице вычислены с запасом точности и округлены до 30 значащих цифр. Большинство этих чисел иррациональны (не представимы обыкновенной дробью), а π и e к тому же трансцендентны — не являются корнями никакого многочлена с целыми коэффициентами.

КонстантаЗначение (30 значащих цифр)Смысл
π3,14159265358979323846264338328отношение длины окружности к диаметру
2π6,28318530717958647692528676656полный угол в радианах
π/1800,0174532925199432957692369076849один градус в радианах
180/π57,2957795130823208767981548141один радиан в градусах
e2,71828182845904523536028747135основание натурального логарифма
φ1,61803398874989484820458683437золотое сечение (1 + √5)/2
√21,41421356237309504880168872421диагональ единичного квадрата
√31,73205080756887729352744634151высота равностороннего треугольника со стороной 2
√52,23606797749978969640917366873
ln 20,693147180559945309417232121458натуральный логарифм двух
ln 102,30258509299404568401799145468множитель перехода от lg к ln
lg e0,434294481903251827651128918917множитель перехода от ln к lg
γ0,577215664901532860606512090082постоянная Эйлера — Маскерони
G0,915965594177219015054603514932постоянная Каталана
ζ(3)1,20205690315959428539973816151постоянная Апери
π²/61,64493406684822643647241516665сумма ряда 1 + 1/4 + 1/9 + …
eπ23,1406926327792690057290863679постоянная Гельфонда
√(2π)2,50662827463100050241576528481из формулы Стирлинга и нормального распределения
Рекламный блок «внутри статьи» (ads/in-article.html)

Самые важные константы

  • π — отношение длины окружности к её диаметру. Площадь круга S = πr², длина окружности L = 2πr. Старые приближения: 22/7 ≈ 3,1429 (ошибка 0,04 %) и 355/113 ≈ 3,14159292 (ошибка меньше 10⁻⁷).
  • e — основание натурального логарифма, предел (1 + 1/n)ⁿ. Возникает везде, где скорость роста пропорциональна самой величине: непрерывное начисление процентов, радиоактивный распад, разряд конденсатора. Вклад под 100 % годовых при непрерывной капитализации вырастает за год в e ≈ 2,718 раза.
  • φ — золотое сечение (1 + √5)/2 ≈ 1,618. Отношение соседних чисел Фибоначчи стремится к φ; φ² = φ + 1, 1/φ = φ − 1.
  • √2 — диагональ квадрата со стороной 1 и отношение сторон листа бумаги формата A (A4: 297/210 ≈ 1,414). Иррациональность √2 была известна ещё в Древней Греции.
  • γ — постоянная Эйлера — Маскерони: разность 1 + 1/2 + … + 1/n − ln n при n → ∞. Неизвестно даже, рациональна ли она.

Сколько знаков нужно на практике

Для инженерных расчётов достаточно 4–6 значащих цифр (π ≈ 3,1416), для точных физических — 10–15 (столько хранит обычное число двойной точности в компьютере). Пятнадцати знаков π хватает, чтобы вычислить длину окружности размером с орбиту Нептуна с ошибкой порядка сантиметра. Миллиарды знаков, вычисленные за последние десятилетия, нужны лишь для проверки компьютеров и алгоритмов.

Полезные соотношения

  • Формула Эйлера: eiπ + 1 = 0 — связывает e, π, мнимую единицу, 1 и 0.
  • Переход между логарифмами: ln x = lg x · ln 10 ≈ 2,302585·lg x; lg x = ln x · lg e ≈ 0,434294·ln x.
  • Градусы и радианы: 1° = π/180 ≈ 0,0174533 рад; 1 рад = 180/π ≈ 57,2958°.
  • Формула Стирлинга: n! ≈ √(2πn)·(n/e)ⁿ — уже при n = 10 ошибка меньше 1 %.
Рекламный блок «внизу страницы» (ads/bottom.html)