História do Pi

 Como se sabe  p ( pi ), é o número mais famoso da história universal, o qual recebeu um nome próprio, um nome grego, pois embora seja um número, não pode ser escrito com um número finito de algarismos. O p representa a razão entre o perímetro do círculo e seu diâmetro.

    O número p tem uma história fascinante, que começou acerca de 4000 anos atrás. Antes de mais é importante focar que na história do p, um dos passos fundamentais, consistiu em adquirir consciência da constância da razão entre o perímetro e o diâmetro de qualquer círculo, pois sem esta consciência nunca se teria calculado o p . Inúmeros povos andaram à sua procura mesmo antes que chegassem a ter consciência matemática.

    No velho testamento ( I Reis 7 : 23 ) lê-se: " E ele ( Salomão ) fez também um lago de dez cúbitos, de margem a margem, circular, cinco cúbitos de fundo, e trinta cúbitos em redor", este mesmo verso aparece também em II Crónicas 4 : 2. Esta passagem ocorre numa lista de especificações para o grande templo de Salomão, construído cerca de 950 a.C.. A circunferência era, pois, seis vezes o raio, ou três vezes o diâmetro. Isto significa que os antigos Hebreus se contentavam em atribuir a p o valor 3. Este valor foi muito possivelmente encontrado por medição. Alguns aproveitam ridiculamente esta passagem da bíblia para contestar que a bíblia provém de Deus, pois dizem " Como p =3 é obviamente falso, a bíblia não pode provir de Deus…". Mas bíblia não é um livro de texto cientifico e esta passagem especifica não foi escrita com a intenção de revelar o valor do p , mas para dar uma descrição do templo e dos objectos nele contidos. O valor 3 foi usado durante muito tempo por motivos religiosos e culturais em certas civilizações, como a dos Egípcios e a dos Babilónios, quando já se conheciam, nessas mesmas civilizações determinações melhores. Os melhores valores Egípcios e Babilónios que se conhecem são respectivamente 4 (8/9)² = 3.16 e 3+1/8 = 3.125. No caso egípcio ignoramos como chegaram ao valor 4 (8/9)², que se encontra no Papiro de Ahmes ou Rhind, gravado no segundo século a.C.. É este valor que se obtém experimentalmente, medindo a circunferência de latas, pratos e cestas e dividindo-a pelos diâmetros respectivos. No caso Babilónio o valor 3+1/8 deduz-se de uma das Placas de Susa, único exemplo conhecido nessas épocas do que parece ser familiaridade com um processo geral que, em princípio, permite determinações tão exactas quanto se queira. Não sabemos, em pormenor, de que modo os Babilónios chegaram a esta boa aproximação.

    Arquimedes de Siracusa ( 287-212 a.C. ), pôs mãos à obra com expedientes novos, muito mais profundos. Sabia que p não era racionalmente determinável, ou, ao menos, o suspeitava.

    Assim sendo, propôs-se descobrir um processo para a determinação de  p  , o Método de Arquimedes , com a precisão que se desejasse. Este usou, processos geométricos, complicados mas gerais, que dão limites inferiores e superiores para p . Arquimedes utilizou alguns polígonos regulares, com um número crescente de lados, até chegar ao polígono de 96 lados, através do qual obteve a seguinte aproximação de p ,

3.1410 < p < 3.1428

    Descobriu-se recentemente que, no ano 480 de nossa era, um certo engenheiro hidráulico de nome Tsu Chung- Chi ( 430-501 d.C. ), chegou a um valor de p extraordinariamente preciso, considerada a época em que foi calculado. O p de Tsu Chung- Chi, em nossa notação décimal, oscilaria entre 3.1415926 e 3.1415927. Ignoramos como é que ele chegou a este resultado.

    A época do Renascimento Europeu trouxe, na altura devida, um novo mundo matemático. Entre os primeiros efeitos deste renascer está a necessidade de encontrar uma fórmula para o p. Descobriu-se então a definição não geométrica de p e do papel "não geométrico" deste valor. Assim se chegou à descoberta das representações de p por séries infinitas. Um dos primeiros foi Wallis ( 1616-1703 ) com a fórmula,

    Uma outra fórmula que é por vezes atribuída a Leibniz ( 1646-1716),  mas que parece ter sido primeiro descoberta por James Gregory (1638-1675 ) é

A série de Gregory converge lentamente, de tal forma que se pretendermos obter quatro casas decimais correctas temos que ter cerca de 10000 termos da série. Esta fórmula é mais apropriada para o cálculo computacional do que para o cálculo humano. Contudo Gregory também demonstrou um resultado mais geral,

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então usando o facto seguinte

conclui-se que,

a qual converge mais rapidamente, pois para se obter quatro casas decimais correctas necessitamos apenas de nove termos da série.

    Em 1706, John Machin introduziu uma variação da série de Gregory com um aumento significativo da convergência. Ele conseguiu calcular o p com 100 casas decimais. A fórmula de Machin é uma das que ainda hoje é usada, pelos programas de computadores, para calcular os dígitos do p . A fórmula encontrada por Machin é dada por,

    Um inglês chamado Shanks, usou a fórmula de Machin para calcular p até às 707 casas decimais, das quais só 527 estavam correctas, publicando o resultado do seu trabalho em 1873.

    Em 1949 um computador foi usado para calcular p até às 2000 casas decimais. Em 1961 conseguiu-se através de computação a aproximação de p através de 100 265 casas decimais, mais tarde em 1967 aproximou-se até às 500 000 casas decimais.

    Recentemente, David Bailey, Peter Borwein e Simon Plouffe contabilizaram 10 bilhões de casas decimais para p , usando uma fórmula que dá cada casa decimal do p individualmente, para cada n escolhido.

    É ainda importante focar, que o primeiro a usar o símbolo p , com o significado que este tem hoje em dia, foi o matemático inglês William Jones em 1706. O matemático suíço Leonhard Euler em 1737 adoptou o símbolo que rapidamente se tornou uma notação standard.

Pesquisa realizada no site:

 http://www.educ.fc.ul.pt