constante

pi

La constante mathématique approximativement égale à 3,14159, rapport de la circonférence d'un cercle à son diamètre.
Valeur
\(\pi = 3.14159\)
7 articles liés · 6 formules

Description

Pi (π) est le rapport de la circonférence d'un cercle à son diamètre, une constante qui apparaît dans toutes les mathématiques et la physique. Sa valeur est d'environ 3,14159, mais c'est un nombre irrationnel, ce qui signifie que son développement décimal ne se termine jamais et ne se répète jamais. Pi émerge naturellement dans tout contexte impliquant des cercles, des sphères ou des phénomènes périodiques, de la géométrie d'une roue à la description quantique de la fonction d'onde d'un électron.

Histoire

Le concept de pi est connu depuis des millénaires, les anciens Babyloniens et Égyptiens en ayant donné des approximations. Le mathématicien grec Archimède (vers 287-212 av. J.-C.) en a encadré rigoureusement la valeur entre 3,1408 et 3,1429 à l'aide de polygones inscrits et circonscrits. Le symbole π a été utilisé pour la première fois par le mathématicien gallois William Jones en 1706, puis popularisé par Leonhard Euler au XVIIIe siècle.

Comment ça marche

Pi découle de la relation fondamentale entre la circonférence (C) d'un cercle et son diamètre (d) : C = πd. Cette définition s'étend aux aires (A = πr²) et aux volumes des sphères (V = 4/3πr³). En physique, pi apparaît dans les formules des oscillations, des ondes et des rotations, car celles-ci impliquent un mouvement circulaire ou des cycles périodiques. Par exemple, la période d'un pendule simple ou la longueur d'onde d'une onde stationnaire font toutes deux intervenir pi.

En pratique

Pi est utilisé en ingénierie pour concevoir des structures circulaires, en GPS et en navigation pour la géométrie sphérique, et en traitement du signal pour les transformées de Fourier qui décomposent les formes d'onde en composantes circulaires.

Anecdote

Le record du nombre de décimales de pi calculées dépasse les 100 billions, mais seulement une quarantaine de décimales suffisent pour calculer la circonférence de l'univers observable à la largeur d'un atome d'hydrogène près.

Concept graph →

Formules

$$t_{\text{rip}} - t_0 = \frac{1}{|1+w|\sqrt{6\pi G \rho_0}}$$
Time until Big Rip singularity inversely proportional to |1+w| and sqrt(density).
Ce qu'il y a dans la formule
t_{\text{rip}} - t_0variableTime remaining until Big Rip — time interval second
wvariableEquation of state parameter — paramètre d'équation d'état
\rho_0variableCurrent dark energy density — densité d'énergie joule per cubic metre
GconstanteConstant of gravitation in Newton's law — constante gravitationnelle = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared
\piconstanteRatio of circle circumference to diameter — pi = 3.14159
$$A = 8\pi M \left(M + \sqrt{M^2 - a^2}\right)$$
The area of a Kerr black hole depends on mass and spin.
Ce qu'il y a dans la formule
AvariableArea of the event horizon — aire square metre
MvariableMass of the black hole — masse kilogram
avariableSpecific angular momentum (angular momentum per unit mass) — specific angular momentum metre
πconstanteRatio of a circle's circumference to its diameter — pi = 3.14159
$$\beta = \frac{8\pi p}{B^2}$$
Ratio of plasma pressure to magnetic pressure.
Ce qu'il y a dans la formule
βvariablePlasma beta — plasma beta
pvariablePlasma pressure — pression pascal
BvariableMagnetic field strength — champ magnétique tesla
πconstanteMathematical constant — pi = 3.14159
$$L = 4\pi D_L^2 F \cdot 10^{0.4 k(\lambda) E(B-V)}$$
Relates observed flux to intrinsic luminosity accounting for distance and extinction.
Ce qu'il y a dans la formule
LvariableIntrinsic luminosity — luminosité watt
D_LvariableLuminosity distance — distance photométrique metre
FvariableObserved flux — flux watt per metre squared
k(λ)variableExtinction curve at wavelength λ — extinction curve
E(B-V)variableColor excess between B and V bands — color excess
πconstanteRatio of a circle's circumference to its diameter — pi = 3.14159
$$B(E1) = \frac{3}{4\pi} (Ze)^2 \langle r^2 \rangle$$
Electric dipole transition probability proportional to mean square radius.
Ce qu'il y a dans la formule
B(E1)variableElectric dipole reduced transition probability — reduced transition probability coulomb squared metre squared
ZvariableAtomic number (number of protons) — atomic number
evariableElementary charge — charge élémentaire coulomb
⟨r²⟩variableMean square radius of the charge distribution — mean square radius metre squared
πconstanteRatio of a circle's circumference to its diameter — pi = 3.14159
$$L_{\mathrm{Edd}} = \frac{4\pi G M c}{\kappa}$$
Maximum luminosity where radiation pressure balances gravity.
Ce qu'il y a dans la formule
L_EddvariableEddington luminosity — luminosité watt
MvariableMass of the object — masse kilogram
κvariableOpacity of the stellar material — opacité square metre per kilogram
GconstanteConstant of universal gravitation — constante gravitationnelle = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared
cconstanteSpeed of light in vacuum — vitesse de la lumière = 299792458 metre per second
πconstanteMathematical constant pi — pi = 3.14159

Articles liés · 7

Comment les orbites révèlent la courbure de l'Univers
Une pierre lancée suit une trajectoire courbe et retombe. Une planète autour d'une étoile, c'est la même pierre, mais qui tombe indéfiniment, en décrivant une courbe fermée autour de l'astre. Dans le monde de Newton, cette courbe est une ellipse parfaite, et la planète revient au même point à chaque révolution.
Un zéro sur neuf : le crible mathématique sur la rivière des nombres premiers
Dans la rivière infinie des nombres entiers, où tourbillonnent les nombres premiers, les mathématiciens tamisent le sable depuis des siècles à la recherche de pépites d'or : les zéros des fonctions L. Ces objets mystérieux, découverts par Bernhard Riemann en 1859, semblent diriger d'une main invisible la répartition des nombres premiers.
λ∞ : le diapason sur lequel les nombres premiers sont accordés
Frappez un diapason. Fréquence 440 Hz. C'est la note la. L'étalon du son. Dans le monde des nombres, il existe aussi un étalon. Il n'est pas accordé sur un son, mais sur les nombres premiers. Bien que leur distribution semble aléatoire, elle obéit à des lois strictes. Tous les nombres premiers résonnent ensemble.
Une particule invisible venue du monde des quarks
Les quarks sont de minuscules briques qui composent les protons et les neutrons. D'habitude, ils vont par paires : une particule et son double miroir, l'antiparticule. Mais parfois, les quarks forment des combinaisons plus étranges, que les physiciens appellent exotiques.
Un univers sans commencement : la cosmologie quantique confirme l'idée de Hawking
La naissance de l'univers est généralement associée au Big Bang — un point de densité infinie. Mais en un tel point, les lois de la physique s'effondrent, ce qui dérange les scientifiques. Stephen Hawking et James Hartle, dès les années 1980, ont proposé une autre vision : le temps n'a pas de frontière, tout comme la surface d'un globe.
Les désintégrations invisibles des particules
Dans le détecteur BESIII, les particules jouent une pièce de théâtre : elles entrent en collision, naissent et se désintègrent, laissant des éclairs de lumière. Mais parfois, un acteur peut quitter la scène discrètement — par une porte dérobée que les caméras ne voient pas.
Dix mille nouvelles orbites tridimensionnelles dans le problème des trois corps
Trois corps qui s'attirent selon la loi de la gravitation universelle : voilà un problème qui déroute les mathématiciens depuis trois siècles. Depuis Poincaré, on sait qu'il n'existe pas de solution générale et que les trajectoires sont chaotiques. Mais dans ce chaos, il y a des îlots d'ordre : les orbites périodiques, où le mouvement se répète.