數學小故事:阿基裡斯追烏龜

2021-01-15 國內升學吧


2004年,美國拍攝了一部史詩電影《特洛伊》,描述了古希臘時期為了爭奪絕世美女而引發的一場戰爭-特洛伊戰爭。


今天我們故事的主角就是劇中的阿基裡斯以及一隻烏龜。阿基裡斯是荷馬史詩《伊利亞特》中的英雄,以擅跑聞名,相當於當代博爾特。


數學家芝諾提出了一個問題:有一隻烏龜在阿基裡斯前面100碼處,而且阿基裡斯的速度是烏龜的十倍,然後兩者同時出發,問阿基裡斯能否追上烏龜?


從現實角度來說,最後阿基裡斯肯定能抓住這隻龜,畢竟阿基裡斯速度快些,跑到最後一伸手烏龜便手到擒來。但是,這是一個數學問題,我們得從數學的角度分析一下。



當阿基裡斯跑完100碼到達烏龜的出發點時,烏龜前進了10碼,然後阿基裡斯又跑了10碼,這時候烏龜又前進了1碼……以此類推,阿基裡斯與烏龜中間永遠會有一段距離,如果把兩者都看成質點,那麼兩者永遠不會重合,也就是阿基裡斯不可能追上烏龜。


這是古代數學家們對於「無窮」探究的一個縮影,這個故事也就是著名的阿基裡斯悖論。可以把它理解為數軸上有兩個點在追逐,這兩個點之間的距離越來越小,越來越小,幾乎就是0了,但是點還在運動,彼此間距離永遠不會為0。這是一個玄之又玄的無窮問題-它明明就在哪裡,我卻看不清楚,真是讓人頭暈目眩。


如果從芝諾時代算起,撲朔迷離的無窮問題困擾了數學家們兩千多年。即使到了微積分創立的時候,無窮仍舊是一個棘手的問題。但是,微積分的創立卻成了解決無窮問題的催化劑。


19世紀末,一位年輕的德國數學家用無與倫比的智慧撥去了籠罩在無窮集合上的重重迷霧,終於讓人們看清了「無窮」的真面目,他就是創建「無窮集合論」的康託爾。






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  • 阿基裡斯為何追不上烏龜?
    阿基裡斯也追不上我)數學史第一次、第二次數學危機的產生都和芝諾悖論有關,即無窮概念的本質一直無法認識清楚而引起的危機。生活常識告訴我們人是可以追上烏龜,何況是跑步英雄阿基裡斯。那究竟是什麼導致這一結果,看看你能不能信。但如果真的明白了以後,包括蝸牛都充滿著這樣的自信說,任何人都追不上自己,當然條件得蝸牛按下面比賽規則來定。
  • 在數學的世界裡,跑得最快的阿基裡斯是追不上烏龜的
    公元前5世紀,埃利亞學派哲學家芝諾(Zeno of Elea)的出現,撼動了從泰勒斯時代開始發展的邏輯數學基礎。芝諾發表了著名的「芝諾悖論」,他在其中提到:「雖然結論明顯有誤,但是,導出這一結論的論證過程卻看似正確。」悖論中講了一個「追烏龜」的故事。
  • 第二次數學危機是什麼?阿基裡斯為啥追不上烏龜?
    其中最著名的一個就是阿基裡斯追烏龜的故事。阿基裡斯是古希臘傳說中的一個英雄,什麼叫英雄?我們知道古希臘有很多的神,神和神的孩子就是神,人和人的孩子就是人,那神和人如果發生愛情,他們的孩子就是英雄。阿基裡斯就是這樣一個英雄,他是古希臘跑得最快的英雄。
  • 阿基裡斯和烏龜賽跑,阿基裡斯一心要追上烏龜
    阿基裡斯和烏龜賽跑,阿基裡斯一心要追上烏龜龜兔賽跑,大家都知道,毫無懸念,何況被稱為捷足者的阿基裡斯,他是特洛伊戰爭中的英雄和烏龜比賽跑。可是古希臘就有那麼個哲學家,芝諾,提出三個邏輯上成立的悖論。其中有一個就是龜兔賽跑的悖論。
  • 曾經困擾人們的數學難題:阿基裡斯到底能不能追上烏龜?
    阿基裡斯追烏龜的故事,相信很多朋友聽過,如果您沒聽過沒關係,我再簡單介紹下這個數學難題。其實就是講有一個人叫阿基裡斯,他是一個跑步冠軍,跑的特別快。然後有一天阿基裡斯和烏龜來了一場賽跑,如果是公平競爭,顯然烏龜不是阿基裡斯的對手,所以比賽是建立在一個不太公平的基礎之上。
  • 趣談對立統一 ——從阿基裡斯追烏龜說起
    有限與無限 阿基裡斯能不能追上烏龜?這是古希臘哲學家們熱衷討論的一個命題。阿基裡斯是一位跑得很快的英雄,現在要去追趕在他前面不遠、行動十分遲緩的烏龜,結果似乎是毋庸置疑的。但是,愛利亞學派的代表人物芝諾卻說:「不能。」
  • 如何用數學方法推翻阿基裡斯「追不上烏龜悖論」?
    其實我們用最簡單的數學方法就能推翻阿基裡斯「追不上烏龜」這個悖論了阿基裡斯永遠也追不上烏龜是古希臘哲學家芝諾四大著名悖論之一,影響還特別深遠,叫做「阿基裡斯悖論」芝諾悖論就說,阿基裡斯再能跑,也永遠追不上一隻烏龜!所以我們先來看看它是怎樣追不上烏龜的:這個悖論就是這樣的,阿基裡斯讓烏龜先跑一百米。阿基裡斯再追這隻烏龜,當阿基裡斯追上烏龜原來的位置的時候,烏龜又已經跑出一段距離了。
  • 芝諾悖論——阿基裡斯與烏龜
    芝諾悖論——阿基裡斯與烏龜   悖論是有趣的,而且是數學的一個非常重要的部分.它突出地表明,在陳述或證明某種想法時小心地使它不出現漏洞是多麼地重要.在數學中,我們常常試圖使數學思想覆蓋儘可能多的方面,例如我們試圖概括一個概念以使它能夠用於更多的對象
  • 還在以為數學枯燥?快看這人追不上烏龜,數學之樂在與此
    今天,小編接著給大家更新我們的數學史系列。前面我們不僅提到了數學史上莫比烏斯環的愛情故事,也提到了數學史上的一次殺人故事,也即第一次數學危機。小時候我們常常聽烏龜和兔子競賽的故事,兔子有點傲慢,結果睡著了,最後被烏龜反超贏了。可是,今天我們要說的是人與烏龜的競賽。為什麼會出現人也跑不過烏龜這樣離奇的事呢?顯而易見的是,大家都知道這是極不現實的,但理論上就是發生了。那數學上又是怎麼解決它的呢?
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    有一天,阿基裡斯遇到了一隻烏龜。烏龜對阿基裡斯說:「別看你跑得快,你永遠也追不上我。」 阿基裡斯不相信的問:「為什麼呢?」烏龜向他解釋道:開始比賽時,阿基裡斯在後方A處,烏龜在前方B處,二者同時起跑。阿基裡斯要追上烏龜,首先要追上烏龜先跑的一段路程AB,但是在這段時間烏龜也在向前跑,當阿基裡斯到達B處時,烏龜已經跑到了C處,還沒有追上。
  • 從阿基裡斯追不上烏龜說起
    阿基裡斯能不能追上烏龜是古希臘哲學家們熱衷討論的一個命題。
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    先提問題阿基裡斯是誰?為什麼要追烏龜?>要想小龜跑的快,還得我來動腦筋」芝諾自負有證明烏龜是世界上跑的最快的動物即改變世界的責任,為了證明烏龜跑的很快(最起碼比人類快),他想到了一個辦法:要證明烏龜跑的最快只需要證明:已知一個跑的最快的人
  • 在數學的世界裡,有一隻博爾特也追不上的小烏龜
    博爾特但是辰辰老師卻說,在數學的世界裡,這個問題還真的不一定。下面我們就讓博爾特和小烏龜進行一場比賽。我們讓博爾特站在起跑線上,因為雙方的實力相差過於懸殊,我們讓小烏龜先跑10米,站在距離起跑線10米遠的地方。這裡假定博爾特因為對手實力太弱,沒有盡全力,因此速度為10米/秒;而小烏龜已經使出了吃奶的勁,所以速度達到了「驚人的」1米/秒。這樣看來,博爾特應該是輕鬆完勝小烏龜的。但是我們來看一下具體過程,如果博爾特想追上小烏龜,必須先到達小烏龜的出發點。
  • 人永遠追不上烏龜?在數學界,"1"的地位都可以被替代
    悖論:是指阿基裡斯(古希臘神話中擅長跑步的人)永遠都追不上他前方爬的較慢的烏龜。這個問題一看便是不切實際的,一個擅長跑步,一個是速度極慢的烏龜,人怎麼會跑不贏呢?這是因為當阿基裡斯要追上烏龜時,就首先要跑到未起跑時烏龜所在的位置,而當他跑到烏龜的起始位置時,不論阿基裡斯的速度有多麼快,烏龜在這段時間又向前跑了一段路程,如此循環下去,阿基裡斯與烏龜的距離越來越近。
  • 為什麼跑得最快的人永遠追不上烏龜?第二次數學危機是什麼
    今天我們的故事從古希臘的一位英雄阿基裡斯說起。阿基裡斯和小烏龜一天,一隻烏龜翻山越嶺來找阿基裡斯說我是跑得最快的烏龜,別人都說你是跑得最快的人,但你永遠追不上我,不過你號稱是跑得最快的人,你得先讓我領先你1000米。
  • 阿基裡斯永遠追不上龜
    最近在微信群與不少深懷這種缺失感的小夥伴們討論這個話題,讓我覺得,面對同輩壓力,有一種平常心的打開方法,就是芝諾的否定運動的論證。阿基裡是希臘神話中著名的飛毛腿,是全希臘跑得最快的人,但愛利亞學派的芝諾卻說他迫不上一隻爬行的烏龜。
  • 科學界有趣的悖論:只要烏龜先跑,人無論怎麼追都追不上它
    人龜賽跑芝諾提出的一系列悖論都十分著名,被統稱為「芝諾悖論」,人龜賽跑的理論來自於其中的「阿基裡斯悖論」。阿基裡斯是奧林匹克賽跑冠軍,也就是千年之前的奧運冠軍。假如他要和烏龜賽跑,烏龜先向前跑了一段距離,阿基裡斯開始跑的時候,他們之間是有一段距離的。
  • 人和烏龜賽跑,先讓烏龜跑1000米,為什麼再也追不上烏龜了?
    筆者-小文烏龜是世界上行走速度最慢的生物之一,爬行速度為每分鐘0.003千米,在日常生活中,我們經常用烏龜來形容一個人做事慢慢吞吞的,但如果人和烏龜比賽的話,人卻未必能夠勝過烏龜。在著名的童話故事《龜兔賽跑》中,驕傲的兔子在比賽途中睡著了,雖然烏龜的爬行速度很慢,但最終還是讓烏龜贏得了比賽,龜兔賽跑故事的意義在於告誡人們不要過於驕傲自大,很多人都認為烏龜是不可能勝過兔子的。但事實是,就算比賽的對象不是兔子而是人類,人類也未必能夠勝過烏龜的速度,而著名的阿基裡斯悖論就很好地驗證了這一點。
  • 人龜賽跑,只要烏龜先出發人就永遠追不上?真的假的?
    文/惜談人龜賽跑,只要烏龜先出發人就永遠追不上?真的假的?我們從小是聽著龜兔賽跑的故事長大的,長輩師長們藉由此告訴我們,做事要堅持不懈,不能半途而廢。而烏龜這個生物似乎永遠都離不開賽跑這個話題,今天我們要講的是人龜賽跑。如果說故事當中的兔子,我們無法控制的話,作為跟烏龜賽跑的人,我們還是具有足夠的優勢的,怎麼可能跑不贏烏龜呢?但是關於人龜賽跑的討論,可不是小編發起的喲,不知道大家有沒有聽說過「阿基裡斯與龜」。
  • 人類永遠追不上烏龜?芝諾的悖論:微積分思想的前身
    阿基裡斯追前面的一隻烏龜,阿基裡斯的速度大於烏龜的速度。初始時烏龜處於A1處,等阿基裡斯跑到A1處時,烏龜已經爬到A2處了當阿基裡斯再趕到A2處時,烏龜已經爬到A3處了......雖然每次追趕的距離越來越小但是這個過程卻是可以永遠的進行下去的因此阿基裡斯永遠追不上烏龜乍一看呢,說的還挺有道理