你知道莫比烏斯帶從中間剪開會變成什麼嗎?

2021-02-15 杜義飛工作室

莫比烏斯帶,又譯梅比斯環或麥比烏斯帶,是一種只有一個面和一條邊界的曲面,也是一種重要的拓撲學結構。它是由德國數學家、天文學家莫比烏斯和約翰·李斯丁在1858年獨立發現的。作為一個不可能的可能,莫比烏斯帶還有很多奇妙特徵。本期推文就和大家一來起做一個關於莫比烏斯帶的小遊戲,一起來看一下其中的有趣之處吧。

      正式開始之前,我們需要準備一張紙條。將紙條首尾相連,就會得到一個圓環。

    但是如果我們把紙條的一端旋轉180度,就會得到這樣的一個圖形。

如果拿出一支筆,沿著這個圖形的中線一直畫下去,那麼我們會驚訝的發現圖形的兩面都被畫上了紅色的筆印。

我們可以用參數方程式創造出立體莫比烏斯帶這個方程組可以創造一個邊長為1半徑為1的莫比烏斯帶,所處位置為x-y面,中心為(0,0,0)。參數u在v從一個邊移動到另一邊的時候環繞整個帶子。從拓撲學上來講,莫比烏斯帶可以定義為矩陣[0,1]×[0,1],邊由在0≤x≤1的時候(x,0)~(1-x,1)決定。

所以剪開之後….不知道欸,猜個C吧,不會的題就選C!

   果然是兩個套在一起的環!正確答案是C,小遊戲就到此結束了。

其實真正沿中線剪開之後會變成一個大的環。

        把其中一端扭轉180度,就成為一個莫比烏斯帶。用剪刀沿紙帶的中央把它剪開。紙帶不僅沒有一分為二,反而剪出一個兩倍長的紙圈。

       把其中一端360度 翻一個身,粘成一個雙側曲面。用剪刀沿紙帶的中央把它剪開。紙帶不僅沒有一分為二,反而剪出兩個環套環的雙側曲面。

       其實企業也是一樣,在面對複雜的決策環境的時候,我們總想事先推算出最優的計算方案,但是經過的複雜的演算之後得出的結論也不一定正確。例如疫情之下,企業面臨著諸多挑戰,周轉資金緊張、人工成本壓力大、市場需求大幅下降等等。在我們無法理清楚頭緒,不知道從何下手的時候,不如先行動起來,拿起白紙、剪刀自己動手做一做,真正的剪開這個紙環,那麼剪開之後的形狀就一目了然了。


撰稿&排版 王新悅

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