2012-12-25
收藏
M:帕特先生沿着一条小路向山顶进发。他早晨七点动身,当晚七点到达山顶。
M:他在山顶做了一夜的考察工作,第二天早晨七点沿同一条小路下山。
M:那天晚上七点钟,他到达山脚。在那里,他遇到了他的拓扑学老师克莱因夫人。
克莱因:你好,帕特!你可曾知道你今天下山时走过这样一个地点,你通过这点的时刻恰好与你昨天上山时通过这点的时刻完全相同?
帕特:您一定是在开我的玩笑!这绝对不可能。我走路时快时慢,有时还停下来吃饭和休息。
M:尽管这样,克莱因夫人还是对的。
克莱因:当你开始登山的时候,设想你有个替身在同一时刻开始下山,你们必定会在小路上的某一点相遇。
克莱因:我不能断定你们在哪一点相遇,但一定会有这样一点。你和你的替身当然是在同一时刻经过这一点。正因为这样,我才说在小路上一定有这样一点,你上山和下山时经过这点的时刻完全相同。
这个故事为拓扑学家所称的“不动点定理”提供了一个很简单的例证。其证明是个“存在性证明”,它告诉我们至少存在一个这样的点,并没告诉我们这个点在什么地方。当把拓扑学应用于其它数学分支或其它各门科学时,不动点定理起着非常重要的作用。
学生们一定会对下面这个著名的不动点定理感兴趣。这个定理可以这样来说明:取一个浅盒和一张纸,纸恰好盖住盒内的底面。可想而知此时纸上的每个点与正在它下面的盒底上的那些点配成对。把这张纸拿起来,随机地揉成一个小球,再把小球扔进盒里。拓扑学家已经证明,不管小球是怎样揉成的,也不管它落在盒底的什么地方,在揉成小球的纸上至少有一个这样的点,它恰好处在它盒底原来配对点的正上方!关于这个定理可参见理查德·库朗和赫伯特·罗宾斯所著《什么是数学?》一书中“一个不动点定理”这一节。
这个定理首先为荷兰数学家L.E.J. 布劳尔在1912年所证明。它具有许多奇妙的应用。例如,由这个定理可以断言:在任一时刻,在地球上至少有一个地点没有风。用它还证明了这样的事实:如果一个球面完全被毛发所覆盖那么无论如何也不能把所有的毛发疏平。有趣的是,我们却可以把覆盖整个圆环面上的毛发疏平。
九年级数学证明同步练习2
九年级数学圆周角同步试题
九年级数学圆同步练习1
九年级数学直线和圆的位置关系同步练习1
九年级数学证明同步练习4
九年级数学圆心角同步练习
用计算器求锐角的三角函数值测试题
平行四边形的性质定理和判定定理及其证明同步练习
九年级数学圆周角同步练习3
九年级数学最大面积是多少同步练习
九年级数学证明同步练习3
九年级数学正切同步练习
九年级数学圆周角同步练习1
九年级数学二次根式练习试卷7
九年级数学二次根式练习试卷9
矩形、菱形的性质定理和判定定理同步练习
九年级数学二次根式练习试卷8
相似三角形的性质和判定同步练习
九年级数学正弦和余弦同步练习
九年级数学正多边形和圆同步练习1
九年级数学圆同步练习3
九年级数学直线与圆的位置关系同步练习1
九年级数学直线与圆的位置关系同步练习4
相似三角形的性质及其应用同步练习
九年级数学圆中的计算问题同步练习
九年级数学圆同步练习2
用一元二次方程解决实际问题同步练习
九年级数学直线与圆的位置关系同步练习3
九年级数学圆锥的侧面积同步练习1
九年级数学证明同步测试
小学 |
初中 |
高中 |
不限 |
一年级 | 二年级 |
三年级 | 四年级 |
五年级 | 六年级 |
初一 | 初二 |
初三 | 高一 |
高二 | 高三 |
小考 | 中考 |
高考 |
不限 |
数学教案 |
数学课件 |
数学试题 |
不限 |
人教版 | 苏教版 |
北师版 | 冀教版 |
西师版 | 浙教版 |
青岛版 | 北京版 |
华师大版 | 湘教版 |
鲁教版 | 苏科版 |
沪教版 | 新课标A版 |
新课标B版 | 上海教育版 |
部编版 |
不限 |
上册 |
下册 |
不限 |