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最恐怖的數學定理有哪些奇怪的定理?

最恐怖的數學定理是醉鳥,抹不平的毛球,同樣氣候的另壹面,火腿三明治的分割,“妳在這裏”等等。

恐怖的數學定理有哪些?1.醉鳥。

定理:喝醉的醉漢總能找到回家的路,而喝醉的鳥兒可能永遠回不了家。

假設有壹條水平直線,從某個位置出發,有50%的概率向左走1米,有50%的概率向右走1米。這樣無限徘徊下去,最終能回到起點的概率有多大?答案是100%。在壹維隨機遊走的過程中,只要時間足夠長,最後總能回到起點。

現在考慮壹個在街上隨機行走的醉漢。假設整個城市的街道呈網格狀分布,酒鬼每走到壹個十字路口,都會以等概率選擇壹條路(包括他來的那條)繼續走下去。那麽他最終能回到起點的概率有多大呢?答案還是100%。起初,醉漢可能會越走越遠,但最終他總能找到回家的路。

然而,醉鳥就沒那麽幸運了。如果壹只鳥每次飛的時候都是從上下左右前後均等地選擇壹個方向,那它很可能就再也回不到起點了。實際上,在三維網格中隨機行走,最終回到起點的概率只有34%左右。

這個定理是著名數學家泡利亞在1921中證明的。隨著維度的增加,回到起點的概率會越來越低。在四維網格中,回到起點的概率是19.3%,而在八維空間中,這個概率只有7.3%。

2.不可挽回的毛球

定理:妳永遠無法弄直椰子上的毛發。

想象壹個表面有毛發的球體。妳能把所有的頭發都梳平,不留壹綹像梳子壹樣的頭發,也不留壹綹像頭發壹樣的卷發嗎?拓撲學告訴妳這是不可能的。這叫毛球定理,最早是由Brouwer證明的。用數學語言來說,在球面上不可能有連續的單位向量場。這個定理可以推廣到更高維的空間:對於任何壹個偶數維的球面,都不存在連續的單位向量場。

毛球定理在氣象學上有壹個有趣的應用:由於地球表面的風速和風向是連續的,總會有壹個風速為零的地方,這就意味著氣旋和眼洞是不可避免的。

將火腿三明治平分

定理:給定任何壹個火腿三明治,總有壹把刀可以把它切開,這樣火腿、奶酪、面包片正好分成兩等份。

更有趣的是,這個定理的名字真的叫“火腿三明治定理”。是數學家亞瑟寫的?柊司和約翰?由John Tukey在1942中證明,在測度論中具有重要意義。

火腿三明治定理可以推廣到N維的情況:如果N維空間中有N個物體,總有壹個n-1維超平面,可以把每個物體分成兩個相等的“體積”。這些對象可以是任何形狀,可以是不連通的(比如面包片),甚至可以是壹些奇形怪狀的點集,只要點集是可測的。