为什么圆周率会出现在很多与圆无关的公式中？

在欧几里德空间中，圆的周长和直径之比是一个常数，该常数就是我们所说的圆周率π。在很多数学、物理学公式中，都包含了圆周率，例如，正态分布的概率密度函数：

梅钦类公式：

圆周率的莱布尼茨公式（无穷级数）：

圆周率的拉马努金公式：

广义相对论的引力场方程：

库伦定律：

单摆周期：

简单来说，之所以很多数学和物理学公式看似与圆形或者球形无关但却包含圆周率，是因为这些公式往往隐含着对称性和周期性。无论是具体的圆形或者球形，还是抽象的圆形或者球形，公式中都会涉及到圆周率。

很多模型都会涉及到几何学，例如，电磁学中的高斯磁定律。为了在数学上进行简化，很多物理学公式都会假设径向对称，这样自然而然地就会引入与球有关的概念，所以圆周率也就会包含其中。

另一方面，很多公式都具有周期性。根据傅里叶级数可知，任何具有周期性的函数都能展开为由正弦和余弦函数组成的无穷级数，而三角函数能够通过单位圆来进行定义，所以傅里叶展开式中必然会包含圆周率。

从另一个更直接的角度来看，物理学和机械工程中经常会涉及到一种常见的偏微分方程——泊松方程。求解这种偏微分方程的常用方法是利用格林函数，而圆周率（形式为1/π）存在于格林函数之中，这就使得很多公式中会包含圆周率。

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发布媒体：好百科 作者：火星一号