神奇的“莫比烏斯圈”
數(shù)學史上曾流傳著這樣一道趣題:用一張寬3cm、長30cm的白紙條,首尾粘連做成一個紙圈,然后在這個紙圈上涂顏色.只允許使用一種顏色,在紙圈的一個面涂抹,最后把整個紙圈全部涂成一種顏色,不留下一點空白.
對于這樣一個看似簡單的問題,幾百年來,曾有許多科學家進行認真研究. 德國著名的數(shù)學家莫比烏斯就經(jīng)過長時間思考、實驗,終于受田野里玉米葉子的啟發(fā),想出了解決方法:把紙條兒的一端扭轉(zhuǎn)180゜,再將兩端粘在一起,做成只有一個面、一條封閉曲線作邊界的紙圈.
紙圈做成后,莫比烏斯提了一只小甲蟲,放在上面讓它爬.結(jié)果,小甲蟲不翻越任何邊界而爬遍了圓圈的所有部分.莫比烏斯激動地說:“公正的小甲蟲,你無可辯駁地證明這個紙圈只有一個面.”
這個極其簡單而又奇妙的紙圈,震動了整個科學界.后來,人們把它叫作“莫比烏斯圈”.
分析:根據(jù)題意:用一張寬3cm、長30cm的白紙條,首尾粘連做成一個紙圈,然后在這個紙圈上涂顏色.只允許使用一種顏色,在紙圈的一個面涂抹,最后把整個紙圈全部涂成一種顏色,不留下一點空白;再把紙條兒的一端扭轉(zhuǎn)180゜,再將兩端粘在一起,做成只有一個面、一條封閉曲線作邊界的紙圈;因為,普通紙帶具有兩個面(即雙側(cè)曲面),一個正面,一個反面,兩個面可以涂成不同的顏色;而這樣的紙帶只有一個面(即單側(cè)曲面),一只小蟲可以爬遍整個曲面而不必跨過它的邊緣.
解答:解:用一張寬3cm、長30cm的白紙條,首尾粘連做成一個紙圈,把它扭轉(zhuǎn)一圈后首尾相連,不要粘起來,就會發(fā)現(xiàn)原來的一面與其反面相連;
所以這個紙圈只有一個面.
點評:比烏斯帶能夠解決一些在平面上無法解決的問題,比如:手套易位問題.
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