9个匪夷所思的数学知识,你知道几个?

作者: 中科院物理所

来源: 超级数学建模

发布日期: 2017-09-04 10:56:26

本文介绍了9个令人匪夷所思的数学知识,包括托里拆利小号、计算机运算原理、不动点定理、等式1=0.99999…、高维立方体内切球、高维球体体积分布、毛球定理以及有理数的存在概率等,旨在激发读者对数学的兴趣和好奇心。

这几天,估计很多小朋友都奔向学校了,然而热爱学习的小天还要坚守超模,还找来了9个让人越想越睡不着的数学小问题,那今晚让我们一起失眠吧!

1. 不要小看这个著名的托里拆利小号,虽然体积有限,但它的表面积达到无限。也就是说,你可以用油漆装满它,但是无法用油漆涂满它。

2. 其实我们的计算机在原理上只会一种运算,那就是加法。但就是通过最简单的加法的演绎,计算机可以完成加减乘除、开方、开根、LOL等各种复杂运算。

3. 把一张世界地图揉成一团,随(hen)机(hen)地丢地上,地图上的一个地点必定和现实中这个地点在空间上相重合。没错,这就是大名鼎鼎的不动点定理。

4. 1=0.99999…说到匪夷所思,上式不知让多少刚上大学的孩子匪夷所思到手足无措。不过,你现在知道是为什么了吗?

5. 先把一个n维立方体拦腰切成个小立方体,作出每个小立方体的内切球。现在在这些内切球围成的空隙里再放一个球,使得它跟这些内切球都相切。这个内切球会有多大?喏,2维和3维下也就这么大咯,但是千万不要小看。假如这个立方体是9维的,中心那个球就会跟大立方体内切!在更高维空间,中心的球甚至会凸出到立方体外面来!凸出来!凸出来!凸出来!

6. 越是高维的球体,就有越多的体积集中在靠近它的壳地方。

7. 越是高维的球体,就有越多的体积集中在靠近它的赤道面的地方。对于无穷维球体,有100%的体积集中在它的壳上,同时100%的体积集中在它的赤道面上。由于球是对称的,这意味着它的每个赤道面都集中了100%的体积,同时壳上也有100%的体积。不过无穷维球体体积是0,考虑到这一点, 那6、7条看上去互相矛盾的性质就没那么不可思议了。

8. 无论你怎么梳理一个毛球,总是有一个旋儿,永远没办法抚平。毛球定理:一个球体表面不存在连续向量场。由布劳威尔在拓扑学中证明,这个定理要求三维或以上的空间。以后可以在妹子面前装逼:你知道吗,无论何时地球上一定有个地方是没有风的,因为偶数维球面上连续向量场一定有奇点。同时打趣她说:“哈哈,怪不得你的头发有个洞儿~”

9. 然而,好妹纸(or汉纸)就像是有理数,明明知道到处都是,但你往数轴上随便一戳,戳中的概率是0。

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