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數學定理中有哪些比較難以解釋

生活 更新时间:2024-07-18 10:13:10

酒鬼總能回家,小鳥醉了不一定能夠回家

如果一個喝醉了的酒鬼,他總能夠找到回家的路,酒鬼回家是在一個巨大的二維平面上走,小鳥所在空中為三維空間,因此酒鬼隻要運氣夠好而且時間充足,他回家的概率會慢慢接近一,最後總能回到家。而小鳥如果喝醉,它回家的概率雖然也會接近一,但是所用時間則遠超二維空間的酒鬼,所以就很難找到回家的路。随着維度的增加,回到出發點的概率将變得越來越低。

永遠不能理順球面上的毛

數學定理中有哪些比較難以解釋(這些數學中的有趣定理)1

如果在一個巨大的球面上覆蓋了很多的毛,比如說椰子,那麼人是無論如何也不能夠将這個巨大球面的毛理順。用數學語言來說就是,在一個球體表面,不可能存在連續的單位向量場。這個定理可以推廣到更高維的空間:對于任意一個偶數維的球面,連續的單位向量場都是不存在的。

由此可以理解:由于地球表面的風速和風向都是連續的,因此由毛球定理,地球上總會有一個風速為 0 的地方,也就是說氣旋和風眼是不可避免的。

地球對稱問題

數學定理中有哪些比較難以解釋(這些數學中的有趣定理)2

地球上一定會永遠存在兩個相對稱的兩點,在這對稱的兩點上,地球上所有的溫度、大氣壓全部相等。

如果兩地溫度相等,則不證自明;若不等,找兩個赤道上的點。假設一個的A地方是溫度為零,另一個地方的B溫度為20度,A向B,B向A,兩者均順時針/逆時針移動,假設A和B速度極快,在以後A溫度由0到20,B溫度又20到0,說明溫度線有過重合,則地球上存在溫度相同的對稱點。

三明治等分問題

數學定理中有哪些比較難以解釋(這些數學中的有趣定理)3

很多人都特别喜歡吃三明治,但是三明治存在一個完全等分問題,就是三明治上存在一個非常完美的直線,如果切割這條直線,可以使三明治面包火腿奶酪完全等分。

該理論産生之後,又被進行了進一步延伸,即 如果在n維空間中有n個物體,那麼總存在一個n-1維的超平面,它能把每個物體都分成“體積”相等的兩份。這些物體可以是任何形狀,還可以是不連通的(比如面包片),甚至可以是一些奇形怪狀的點集,隻要滿足點集可測就行了。(切成功的人一定是黃金右手)

四色定理

數學定理中有哪些比較難以解釋(這些數學中的有趣定理)4

是世界三大數學猜想之一。四色定理的本質正是二維平面的固有屬性,即平面内不可出現交叉而沒有公共點的兩條直線。很多人證明了二維平面内無法構造五個或五個以上兩兩相連區域,但卻沒有将其上升到邏輯關系和二維固有屬性的層面,以緻出現了很多僞反例。不過這些恰恰是對圖論嚴密性的考證和發展推動。計算機證明雖然做了百億次判斷,終究隻是在龐大的數量優勢上取得成功,這并不符合數學嚴密的邏輯體系,至今仍有無數數學愛好者投身其中研究。

四色定理完美地解釋了二維空間所出現的約束條件,四色定理表間在二維空間内,任何兩條直線交叉一定會産生四個區域。

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