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《老友記》里你不知道的數(shù)學(xué)定理！

Category: 國際競賽 Date: 2018年7月30日下午8:25

很多人心里都有一部神劇——《Friends》！在紐約的那兩間小公寓里，住著我們最愛的強迫癥Monica，為恐龍而狂的Ross，美到忘不了的Rachel，古靈精怪的Phoebe，冷笑話王Chandler，還有最可愛呆萌的Joey！

作為全劇的智商擔(dān)當(dāng)，Joey在去倫敦參加Ross和Emily的婚禮時，也親身實踐了一個數(shù)學(xué)界很有意思的定理！究竟是什么定理呢？一起來看看吧~

在一行老友終于抵達倫敦后，Joey和Chandler迫不及待想要去倫敦逛逛。但是，從未到過倫敦的兩人，拿著地圖并不知道該去向哪里。在此時，智商擔(dān)當(dāng)Joey拿出一張地圖站了上去，完美的解決了這個問題！

可到底是怎么解決的呢？這就要牽扯到一個拓?fù)鋵W(xué)定理——布勞威爾不動點定理（Brouwer fixed-point theorem）。

對于一個拓?fù)淇臻g中滿足一定條件的連續(xù)函數(shù)，存在一一個點，使得布勞威爾不動點定理最簡單的形式是對一個從某個圓盤射到它自身的函數(shù)。

定理太復(fù)雜，補腦正在進行中...

第一眼看上去，這個定理實在是太復(fù)雜了！它究竟是什么意思呢？

通俗的來講，該定理可以理解為：假設(shè) D 是某個圓盤中的點集，f 是一個從 D 到它自身的連續(xù)函數(shù)，則一定有一個點 x ，使得 f(x) = x 。換句話說，讓一個圓盤里的所有點做連續(xù)的運動，則總有一個點可以正好回到運動之前的位置。

Joey則是利用了該定理的一個推論，解決了迷失方向的問題~

把一張當(dāng)?shù)氐牡貓D平鋪在地上，則總能在地圖上找到一點，這個點下面的地上的點正好就是它在地圖上所表示的位置。

這就是布勞威爾不動點理論的推論——地圖理論。

把一張當(dāng)?shù)氐牡貓D平鋪在地上，你則總能在地圖上找到一點，這個點下面的地上的點正好就是它在地圖上所表示的位置。

布勞威爾不動點定理是代數(shù)拓?fù)涞脑缙诔删?，還是更多更一般的不動點定理的基礎(chǔ)。在最初的領(lǐng)域中，這個結(jié)果與若爾當(dāng)曲線定理、毛球定理和博蘇克－烏拉姆定理一樣，是少數(shù)刻畫歐幾里得空間之拓?fù)湫再|(zhì)的關(guān)鍵定理之一。

荷蘭數(shù)學(xué)家魯伊茲·布勞威爾

當(dāng)你看到這個定理時，是否會覺得數(shù)學(xué)也是淺顯易懂的呢？數(shù)學(xué)是萬物之本，任何事物的表面下都隱藏著數(shù)學(xué)的本質(zhì)。如果你也善于發(fā)現(xiàn)生活里的數(shù)學(xué)，熱愛數(shù)學(xué)，那AMT不容錯過！

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美式數(shù)學(xué)學(xué)術(shù)活動主席

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主席團介紹

Harrison Ho

斯坦福大學(xué) 計算機科學(xué)，斯坦福數(shù)學(xué)學(xué)術(shù)活動組委會?

Edward Dai

斯坦福大學(xué) 數(shù)學(xué)與計算機科學(xué)，斯坦福數(shù)學(xué)學(xué)術(shù)活動3年評審專員?

Julia Huang

麻省理工大學(xué) 電氣工程 & 計算機科學(xué)，哈佛麻省理工數(shù)學(xué)學(xué)術(shù)活動命題組成員?

Aaron Lin

麻省理工大學(xué) 計算機與認(rèn)知科學(xué)，哈佛麻省理工數(shù)學(xué)學(xué)術(shù)活動命題組成員?

Samuel Marks

普林斯頓大學(xué) 數(shù)學(xué)系，普林斯頓數(shù)學(xué)學(xué)術(shù)活動命題組成員?