
莫比乌丝带
莫比乌斯带 公1858年,德国数学家莫比乌斯Mobius,1790~1868)发现:把一个扭180°后再两头粘接起来的纸条,具有魔术般的性质。
因为,普通纸带具有两个面(即双侧曲面),一个正面,一个反面,两个面可以涂成不同的颜色;而这样的纸带只有一个面(即单侧曲面),一只小虫可以爬遍整个曲面而不必跨过它的边缘
我们把这种由莫比乌斯发现的神奇的单面纸带,称为“莫比乌斯带”。
拿一张白的长纸把一面涂成黑色,然后把其中一端翻一个身,如同上页图那样粘成一个莫比乌斯带。
现在像图中那样用剪刀沿纸带的中央把它剪开。
你就会惊奇地发现,纸带不仅没有一分为二,反而像图中那样剪出一个两倍长的纸圈
有趣的是:新得到的这个较长的纸圈,本身却是一个双侧曲面,它的两条边界自身虽不打结,但却相互套在一起
为了让读者直观地看到这一不太容易想象出来的事实,我们可以把上述纸圈,再一次沿中线剪开,这回可真的一分为二了
得到的是两条互相套着的纸圈,而原先的两条边界,则分别包含于两条纸圈之中,只是每条纸圈本身并不打结罢了。
莫比乌斯带还有更为奇异的特性。
一些在平面上无法解决的问题,却不可思议地在莫比乌斯带上获得了解决
比如在普通空间无法实现的“手套易位问题:人左右两手的手套虽然极为相像,但却有着本质的不同。
我们不可能把左手的手套贴切地戴到右手上去;也不能把右手的手套贴切地戴到左手上来。
无论你怎么扭来转去,左手套永远是左手套,右手套也永远是右手套
不过,倘若自你把它搬到莫比乌斯带上来,那么解决起来就易如反掌了。
在自然界有许多物体也类似于手套那样,它们本身具备完全相像的对称部分,但一个是左手系的,另一个是右手系的,它们之间有着极大的不同。
“莫比乌斯带”在生活和生产中已经有了一些用途。
例如,用皮带传送的动力机械的皮带就可以做成“莫比乌斯带”状,这样皮带就不会只磨损一面了。
如果把录音机的磁带做成“莫比乌斯带”状,就不存在正反两面的问题了,磁带就只有一个面了。
莫比乌斯带是一种拓扑图形,什么是拓扑呢
拓扑所研究的是几何图形的一些性质,它们在图形被弯曲、拉大、缩小或任意的变形下保持不变,只要在变形过程中不使原来不同的点重合为同一个点,又不产生新点。
换句话说,这种变换的条件是:在原来图形的点与变换了图形的点之间存在着一一对应的关系,并且邻近的点还是邻近的点。
这样的变换叫做拓扑变换。
拓扑有一个形象说法——橡皮几何学。
因为如果图形都是用橡皮做成的,就能把许多图形进行拓扑变换。
例如一个橡皮圈能变形成一个圆圈或一个方圈。
但是一个橡皮圈不能由拓扑变换成为一个阿拉伯数字8。
因为不把圈上的两个点重合在一起,圈就不会变成8,“莫比乌斯带”正好满足了上述要求。
什么是莫比乌斯带
1858年,德国数学家莫比(Mobius,1790~1868)和约翰·李斯丁发现:把一根纸条扭转180°后,两头再粘接起成的纸带圈,具有魔术般的性质。
普通纸带具有两个面(即双侧曲面),一个正面,一个反面,两个面可以涂成不同的颜色;而这样的纸带只有一个面(即单侧曲面),一只小虫可以爬遍整个曲面而不必跨过它的边缘。
这种纸带被称为“莫比乌斯带”。
莫比乌斯环其实是我们思想太过于局限,用面的看法去理解体,莫比乌斯环已经不是一个单纯的面了,而是一个体,任何体都只有一个面,就是表面,而在莫比乌斯环上爬行的小虫不过是在一个不规则体的表面爬行。
六年级数学莫比乌丝带日记
傍晚,我在奥林匹克书中看到一道难题:果园里的苹果树是梨树的3倍,老王师傅每天给50棵苹果树20棵梨树施肥,几天后,梨树全部施上肥,但苹果树还剩下80棵没施肥。
请问:果园里有苹果树和梨树各多少棵
我没有被这道题吓倒,难题能激发我的兴趣。
我想,苹果树是梨树的3倍,假如要使两种树同一天施完肥,老王师傅就应该每天给“20×3”棵苹果树和20棵梨树施肥。
而实际他每天只给50棵苹果树施肥,差了10棵,最后共差了80棵,从这里可以得知,老王师傅已经施了8天肥。
一天20棵梨树,8天就是160棵梨树,再根据第一个条件,可以知道苹果树是480棵。
这就是用假设的思路来解题,因此我想,假设法实在是一种很好的解题方法。
利用除法来比较分数的大小 今天阳光明媚,我正在家中看《小学数学奥林匹克》忽然发现这样一道题:比较1111\\\/111,11111\\\/1111两个分数的大小。
顿时,我来了兴趣,拿起笔在演草纸上“刷刷”地画了起来,不一会儿,便找到了一种解法。
那就是把这两个假分数化成带分数,然后利用分数的规律,同分子 分数,分母越小,这个分数就越大。
解出1111\\\/1111111。
解完之后,我高兴极了,自夸道:“看来,什么难题都难不倒我了。
”正在织毛衣的妈妈听了我的话,看了看题目,大声笑道:“哟,我还以为有多难题来,不就是简单的比较分数大小吗
”听了妈妈的话,我立刻生气起来,说:“什么呀 ,这题就是难。
”说完我又讽刺起妈妈来:“你多高啊,就这题对你来说还不是小菜啊
”妈妈笑了:“好了,好了,不跟你闹了,不过你要能用两种方法解这题,那就算高水平了。
”我听了妈妈的话又看了看这道题,还不禁愣了一下“还有一种解法。
”我惊讶地说道。
“当然了”妈妈说道,“怎么样,不会做了吧,看来你还是低水平。
”我扣了妈妈的话生气极了,为了证明我是高水平的人我又做了起来。
终于经过我的一番努力,第二种方法出来了,那就是用除法来比较它们之间的大小。
你看,一个数如果小于另一个数,那么这个数除以另一个数商一定是真分数,同理,一个数如果大于另一个数,那么这个数除以另一个数,商一定大于1。
利用这个规律,我用1111\\\/111÷11111\\\/1111,由于这些数太大,所以不能直接相乘,于是我又把这个除法算式改了一下,假设有8个1,让你组成两个数,两个数乘积最大的是多少。
不用说,一定是两个最接近的,所以1111\\\/111÷11111\\\/1111=1111\\\/111×1111\\\/11111、1111×1111>111×11111,那么也就是1111\\\/111>11111\\\/1111。
今天中午,我正在做数学暑假作业。
写着写着,不幸遇到了一道很难的题,我想了半天也没想出个所以然,这道题是这样的: 有一个长方体,正面和上面的两个面积的积为209平方厘米,并且长、宽、高都是质数。
求它的体积。
我见了,心想:这道题还真是难啊
已知的只有两个面面积的积,要求体积还必须知道长、宽、高,而它一点也没有提示。
这可怎么入手啊
正当我急得抓耳挠腮之际,我妈妈的一个同事来了。
他先教我用方程的思路去解,可是我对方程这种方法还不是很熟悉。
于是,他又教我另一种方法:先列出数,再逐一排除。
我们先按题目要求列出了许多数字,如:3、5、7、11等一类的质数,接着我们开始排除,然后我们发现只剩下11和19这两个数字。
这时,我想:这两个数中有一个是题中长方体正面,上面公用的棱长;一个则是长方体正面,上面除以上一条外另一条 棱长(且长度都为质数)之和。
于是,我开始分辩这两个数各是哪个数。
最后,我得到了结果,为374立方厘米。
我的算式是:209=11×19 19=2+17 11×2×17=374(立方厘米) 后来,我又用我本学期学过的知识:分解质因数验算了这道题,结果一模一样。
解出这道题后,我心里比谁都高兴。
我还明白了一个道理:数学充满了奥秘,等待着我们去探求。
今天我又遇到一道数学难题,费了好大的劲才解出来。
题目是:两棵树上共有30只小鸟,乙树上先飞走4只,这时甲树飞向乙树3只,两棵树上的小鸟刚好相等。
两棵树上原来各有几只小鸟
我一看完题目,就知道这是还原问题,于是用还原问题的方法解。
可验算时却发现错了。
我便更加认真地重新做起来。
我想,少了4只后一样多,那一半是13只,还原乙树是14只;甲树就是16只。
算式为:(30—4)÷2=13(只);13—3+4=14(只);30—14=16(只)。
答案为:甲树16只,乙树14只。
通过解这道题,我明白了,无论做什么题,都要细心,否则,即使掌握了解题方法,结果还会出错。



