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¿Por qué es $\log_{10}\pi \simeq 0.5$ ?

Hoy he estado mirando mi regla de cálculo y me he dado cuenta de que la marca dedicada a $\pi$ está en la mitad de la escala:

slide rule with pi circled

Por supuesto, esto se debe a que $\log_{10}\pi \simeq 0.4971498$ que está muy cerca de $1\over2$ .

¿Hay alguna razón o derivación para esto, o es pura coincidencia?

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Vaya, eso me trae recuerdos. Hace años que no veo una regla de cálculo.

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@RobertIsrael ¡Nunca lo he usado!

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Según Wikipedia, "Esta coincidencia se utilizó en el diseño de las reglas de cálculo, donde las escalas "dobladas" se doblan en $\pi$ en lugar de $\sqrt{10}$ porque es un número más útil y tiene el efecto de doblar las escalas más o menos en el mismo lugar"

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gimusi Puntos 1255

Simplemente porque

$$\sqrt{10}=10^{\frac12}\approx 3.16 \approx \pi$$

En efecto,

$$y=\log_{10}\pi\iff10^y=\pi$$

así

$$y\approx \frac12$$

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No me parece que esta respuesta aborde la pregunta central del OP: "¿Hay alguna razón o derivación para esto, o es pura coincidencia?"

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@ChrisCulter ¡Punto interesante! Lo pensaré, ¡publica también tu propia respuesta si tienes alguna idea que compartir!

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@ChrisCulter Creo que gimusi mostró su razón: $\pi^2 \approx 10$ . Tal vez el $\Delta \log(a) < \Delta a$ podría añadirse.

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Roger Hoover Puntos 56

$\pi^2\approx 10$ no es una coincidencia. Desde $\zeta(2)=\frac{\pi^2}{6}$ tenemos $$ \pi^2 = 6+\sum_{n\geq 2}\frac{6}{n^2} \leq 6+\sum_{n\geq 2}\frac{6}{n^2-\frac{1}{4}}=10 $$ y la diferencia entre el lado derecho y el lado izquierdo es $$ 10-\pi^2=\sum_{n\geq 2}\frac{6}{n^2(4n^2-1)}\leq \frac{1}{10}+\sum_{n\geq 3}\frac{24}{(4n^2-9)(4n^2-1)}=\frac{29}{210}. $$

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¿Cómo es la $\sum\limits_{n \geq 2} \frac{6}{n^2-1/4}=4$ ?

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¿Por qué debería demostrar que no es una coincidencia? No veo la razón.

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@Botond: es una serie telescópica.

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law-of-fives Puntos 183

No veo una razón muy profunda para que esto sea así, pero la fracción continua de $\sqrt{10}$ es $3 + \frac{1}{6 + \frac{1}{6 + \cdots}}$ y una fracción continua para $\pi$ es $3 + \frac{1}{6 + \frac{9}{6 + \cdots}}$ para que al menos estén de acuerdo con $3 + \frac{1}{6}$ que, al fin y al cabo, no es una estimación demasiado mala, ya que sólo tiene una diferencia de 2 en el segundo decimal.

Supongo que vale la pena señalar que una fracción continua general para las raíces cuadradas de la forma $\sqrt{a^2 + b} = a + \frac{b}{2a + \frac{b}{2a + \cdots}}$ entonces hay directamente no es mejor aproximación a $\pi$ por la raíz cuadrada de un número entero ya que $a$ se limita a ser $3$ y $b$ se limita a ser $1$ desde el principio.

No sé cómo considerar las cosas "coincidentes" a este nivel de mirarse el ombligo.

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$$\pi \approx 3.141592654 \implies log(\pi ) \approx .497149873$$ $$ \sqrt 10 \approx 3.162277660 \implies log \sqrt {10} =.5$$

No son iguales pero están muy cerca.

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Tu valor de pi tiene una errata. 3.1*4*

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@JoeTaxpayer Gracias por el comentario. Lo he arreglado siguiendo tu consejo.

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