什么是 τ(Tau)?

τ = 2π ≈ 6.28318…
τ ≈ 6.28318530717958647692。它是超越数。一整圈 = τ 弧度。

τ(tau)等于 2π ≈ 6.28318。它最核心的性质很简单:圆的一整圈恰好就是 τ 弧度。半圈是 τ/2 = π 弧度,四分之一圈是 τ/4。对于那些觉得这比 π 更自然的人来说,真正的“圆常数”应该是 τ。

一整圈 = τ 弧度
τ/4 τ/2 = π 3τ/4 τ C = τr r

完整一周等于 τ 弧度,因此四分之一圈是 τ/4,半圈是 τ/2。圆周公式也可以写成 C = τr。

支持 τ 的理由在于:周长公式可以写成 C = τr(周长 = τ × 半径),而任何“几分之几圈”的角度都直接写成 τ 的同样分数。于是 sin(τ) = 0,cos(τ) = 1(绕一整圈回到起点)。用 τ 写欧拉恒等式也更整齐:e^(iτ) = 1,表示复平面上的一次完整旋转。反对者则认为:几个世纪以来,π 已经深深写入所有教材与公式。

常见公式中的 τ 与 π

同一组圆相关公式,用 π 或 τ 书写时的差异。

公式用 π用 τ
周长2πrτr
圆面积πr²τr²/2
完整一圈2π 弧度τ 弧度
欧拉恒等式eⁱπ+1=0eⁱτ=1
高斯积分√(2π)√τ

τ = 2π 是超越数(因为 π 是超越数)。它是不是“更好的圆常数”,属于教学偏好而非数学事实。Michael Hartl 在 2010 年的《Tau Manifesto》中系统阐述了这一主张。τ 的前 20 位小数是:6.28318530717958647692…

四分之一圈是 τ/4,半圈是 τ/2,一整圈是 τ。更直观。
使用 π 0 π/2 π 3π/2 使用 τ 0 τ/4 τ/2 3τ/4 τ 四分之一圈:π/2(不够直观) vs τ/4(正好是 τ 的四分之一)

用 π 表示时,四分之一圈是 π/2;用 τ 表示时,则直接是 τ/4。所有旋转分数都能一目了然。

关于 τ 的速览

τ 恰好等于 2 倍 π,约为 6.28318530717958647692。它既是无理数,也是超越数。一个 τ 弧度表示完整一圈,因此许多人认为它比 π 更适合作为圆常数。Bob Palais 在 2001 年提出这一观点,后由 Michael Hartl 的《Tau Manifesto》广泛传播。“Tau Day” 是 6 月 28 日(6.28)。用 τ 写欧拉恒等式得到 e^(iτ) = 1:复平面完整旋转一圈后回到起点。

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π 欧拉恒等式 黄金角
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生成 τ 的数字
τ has no final digit

τ is irrational. Its decimal expansion never ends and never repeats. Every digit shown below is computed from the 圆的定义.

τ = 2π = C / r