莫比烏斯圈,莫比烏斯圈的來歷?

2022-05-04 01:21:35 字數 5342 閱讀 2665

1樓:依凌遲

應該是莫比烏斯帶吧

公元2023年,德國數學家莫比烏斯(mobius,1790~1868)發現:把乙個扭轉180°後再兩頭粘接起來的紙條,具有魔術般的性質。

因為,普通紙帶具有兩個面(即雙側曲面),乙個正面,乙個反面,兩個面可以塗成不同的顏色;而這樣的紙帶只有乙個面(即單側曲面),乙隻小蟲可以爬遍整個曲面而不必跨過它的邊緣!

我們把這種由莫比烏斯發現的神奇的單面紙帶,稱為「莫比烏斯帶」。

拿一張白的長紙條,把一面塗成黑色,然後把其中一端翻乙個身,如同上頁圖那樣粘成乙個莫比烏斯帶。現在像圖中那樣用剪刀沿紙帶的**把它剪開。你就會驚奇地發現,紙帶不僅沒有一分為二,反而像圖中那樣剪出乙個兩倍長的紙圈!

有趣的是:新得到的這個較長的紙圈,本身卻是乙個雙側曲面,它的兩條邊界自身雖不打結,但卻相互套在一起!為了讓讀者直觀地看到這一不太容易想象出來的事實,我們可以把上述紙圈,再一次沿中線剪開,這回可真的一分為二了!

得到的是兩條互相套著的紙圈,而原先的兩條邊界,則分別包含於兩條紙圈之中,只是每條紙圈本身並不打結罷了。

莫比烏斯帶還有更為奇異的特性。一些在平面上無法解決的問題,卻不可思議地在莫比烏斯帶上獲得了解決!

比如在普通空間無法實現的「手套易位問題:人左右兩手的手套雖然極為相像,但卻有著本質的不同。我們不可能把左手的手套貼切地戴到右手上去;也不能把右手的手套貼切地戴到左手上來。

無論你怎麼扭來轉去,左手套永遠是左手套,右手套也永遠是右手套!不過,倘若自你把它搬到莫比烏斯帶上來,那麼解決起來就易如反掌了。

在自然界有許多物體也類似於手套那樣,它們本身具備完全相像的對稱部分,但乙個是左手系的,另乙個是右手系的,它們之間有著極大的不同。

下圖畫的是乙隻「扁平的貓」,規定這只貓只能在紙面上緊貼著紙行走。現在這只貓的頭朝右。讀者不難想象,只要這只貓緊貼著紙面,那麼無論它怎麼走動,它的頭只能朝右。

所以我們可以把這只貓稱為「右側扁平貓」。

「右側扁平貓」之所以頭始終朝右,是因為它不能離開紙面。

現在讓我們再看一看,在單側的莫比烏斯帶上,扁平貓的遭遇究竟如何呢?右圖畫了乙隻「左側扁平貓」,它緊貼著莫比烏斯帶,走呀走,走呀走,最後竟走成乙隻「右側扁平貓」!

扁平貓的故事告訴我們:堵塞在乙個扭曲了的面上,左、右手系的物體是可以通過扭曲時實現轉換的!讓我們想象的翅膀,設想我們的空間在宇宙的某個邊緣,呈現出莫比烏斯帶式的彎曲。

那麼,有朝一日,我們的星際太空人會帶著左胸腔的心臟出發,卻帶著右胸腔的心臟返回地球呢!瞧,莫比烏斯帶是多麼的神奇!想必讀者已經注意到,莫比烏斯帶具有一條非常明顯的邊界。

這似乎是一種美中不足。公元2023年,另一位德國數學家克萊茵(klein,1849~1925),終於找到了一種自我封閉而沒有明顯邊界的模型,稱為「克萊茵瓶」(左圖)。這種怪瓶實際上可以看作是由一對莫比烏斯帶,沿邊界粘合而成。

因而克萊茵瓶比莫比烏斯帶更具一般性。

2樓:梨落櫻飛

哎呀....晚了一步呢.........

莫比烏斯圈的來歷?

3樓:匿名使用者

數學上流傳著這樣乙個故事:有人曾提出,先用一張長方形的紙條,首尾相粘,做成乙個紙圈,然後只允許用一種顏色,在紙圈上的一面塗抹,最後把整個紙圈全部抹成一種顏色,不留下任何空白。你想想,應該怎樣粘這個紙圈?

如果是紙條的首尾相粘做成的紙圈有兩個面,勢必要塗完乙個面再重新塗另乙個面,不符合塗抹的要求,能不能做成只有乙個面、一條封閉曲線做邊界的紙圈兒呢?

對於這樣乙個看來十分簡單的問題,數百年間,曾有許多科學家進行了認真研究,結果都沒有成功。後來,德國數學家麥比烏斯對此發生了濃厚興趣,他長時間專心思索、試驗,也毫無結果。

有一天,他被這個問題弄得頭昏腦漲了,便到野外去散步。新鮮的空氣,清涼的風,使他頓時感到輕鬆舒適,但他頭腦裡仍然只有那個尚未找到的圈兒。

一片片肥大的玉公尺葉子,在他眼裡變成了「綠色的紙條兒」,他不由自主地蹲下去,擺弄著、觀察著。

葉子彎取著聳拉下來,有許多扭成半圓形的,他隨便撕下一片,順著葉子自然扭的方向對接成乙個圓圈兒,他驚喜地發現,這「綠色的圓圈兒」就是他夢寐以求的那種圈圈!

麥比烏斯回到辦公室,裁出紙條,把紙的一端扭轉180。,再將兩端粘在一起,這樣就做成了只有乙個面的紙圈兒。

圓圈做成後,麥比烏斯捉了乙隻小甲蟲,放在上面讓它爬。結果,小甲蟲不翻越任何邊界就爬遍了圓圈兒的所有部分。麥比烏斯圈激動地說:

「公正的小甲蟲,你無可辯駁地證明了這個圈兒只有乙個面。」

4樓:匿名使用者

公元2023年,德國數學家莫比烏斯(mobius,1790~1868)發現:把乙個扭轉180°後再兩頭粘接起來的紙條,具有魔術般的性質。

因為,普通紙帶具有兩個面(即雙側曲面),乙個正面,乙個反面,兩個面可以塗成不同的顏色;而這樣的紙帶只有乙個面(即單側曲面),乙隻小蟲可以爬遍整個曲面而不必跨過它的邊緣!

我們把這種由莫比烏斯發現的神奇的單面紙帶,稱為「莫比烏斯帶」。

拿一張白的長紙條,把一面塗成黑色,然後把其中一端翻乙個身,如同上頁圖那樣粘成乙個莫比烏斯帶。現在像圖中那樣用剪刀沿紙帶的**把它剪開。你就會驚奇地發現,紙帶不僅沒有一分為二,反而像圖中那樣剪出乙個兩倍長的紙圈!

有趣的是:新得到的這個較長的紙圈,本身卻是乙個雙側曲面,它的兩條邊界自身雖不打結,但卻相互套在一起!為了讓讀者直觀地看到這一不太容易想象出來的事實,我們可以把上述紙圈,再一次沿中線剪開,這回可真的一分為二了!

得到的是兩條互相套著的紙圈,而原先的兩條邊界,則分別包含於兩條紙圈之中,只是每條紙圈本身並不打結罷了。

莫比烏斯帶還有更為奇異的特性。一些在平面上無法解決的問題,卻不可思議地在莫比烏斯帶上獲得了解決!

比如在普通空間無法實現的「手套易位問題:人左右兩手的手套雖然極為相像,但卻有著本質的不同。我們不可能把左手的手套貼切地戴到右手上去;也不能把右手的手套貼切地戴到左手上來。

無論你怎麼扭來轉去,左手套永遠是左手套,右手套也永遠是右手套!不過,倘若自你把它搬到莫比烏斯帶上來,那麼解決起來就易如反掌了。

在自然界有許多物體也類似於手套那樣,它們本身具備完全相像的對稱部分,但乙個是左手系的,另乙個是右手系的,它們之間有著極大的不同。

「莫比烏斯帶」在生活和生產中已經有了一些用途。例如,用皮帶傳送的動力機械的皮帶就可以做成「莫比烏斯帶」狀,這樣皮帶就不會只磨損一面了。如果把錄音機的磁帶做成「莫比烏斯帶」狀,就不存在正反兩面的問題了,磁帶就只有乙個面了。

莫比烏斯帶是一種拓撲圖形,什麼是拓撲呢?拓撲所研究的是幾何圖形的一些性質,它們在圖形被彎曲、拉大、縮小或任意的變形下保持不變,只要在變形過程中不使原來不同的點重合為同乙個點,又不產生新點。換句話說,這種變換的條件是:

在原來圖形的點與變換了圖形的點之間存在著一一對應的關係,並且鄰近的點還是鄰近的點。這樣的變換叫做拓撲變換。拓撲有乙個形象說法——橡皮幾何學。

因為如果圖形都是用橡皮做成的,就能把許多圖形進行拓撲變換。例如乙個橡皮圈能變形成乙個圓圈或乙個方圈。但是乙個橡皮圈不能由拓撲變換成為乙個阿拉伯數字8。

因為不把圈上的兩個點重合在一起,圈就不會變成8,「莫比烏斯帶」正好滿足了上述要求。

參考資料

5樓:匿名使用者

因為這個紙圈都稱為莫比烏斯帶

莫比烏斯圈的用途有哪些?

6樓:

1、用皮帶傳送的動力機械的皮帶就可以做成「莫比烏斯帶」狀,這樣皮帶可以磨損的面積就變大。

2、如果把錄音機的磁帶做成「莫比烏斯帶」狀,就不存在正反兩面的問題了,磁帶就只有乙個面了。

3、還能平坦的嵌入三維空間。簡易的「莫比烏斯圈」可通過一張長方形紙任何一面反轉貼上。

4、用皮帶傳送的動力機械的皮帶就可以做成莫比烏斯帶狀,這樣皮帶可以磨損的面積就變大了。如果把錄音機的磁帶做成莫比烏斯帶狀,就不存在正反兩面的問題了,磁帶就只有乙個面了,還能平坦的嵌入三維空間。

7樓:答得多

麥比烏斯圈的概念被廣泛地應用到了建築,藝術,工業生產中。運用麥比烏斯圈原理我們可以建造立交橋和道路,避免車輛行人的擁堵。

一、2023年,美國著名輪胎公司百路馳創造性地把傳送帶製成麥比烏斯圈形狀,這樣一來,整條傳送帶環麵各處均勻地承受磨損,避免了普通傳送帶單面受損的情況,使得其壽命延長了整整一倍。

二、針式印表機靠列印針擊打色帶在紙上留下乙個乙個的墨點,為充分利用色帶的全部表面,色帶也常被設計成麥比烏斯圈。

三、在美國匹茲堡著名肯尼森林遊樂園裡,就有一部「加強版」的雲霄飛車——它的軌道是乙個麥比烏斯圈。乘客在軌道的兩面上飛馳。

四、麥比烏斯圈迴圈往復的幾何特徵,蘊含著永恆、無限的意義,因此常被用於各類標誌設計。微處理器廠商power architecture的商標就是一條麥比烏斯圈,甚至垃圾**標誌也是由麥比烏斯圈變化而來。

什麼是莫比烏斯圈?

8樓:匿名使用者

莫比烏斯,也就是梅比優絲,就是無窮的意思,莫比烏斯圈就是一張白紙有 a b2面,講a面的一段旋轉180°與b面相接,這樣如果有一條毛毛蟲在上面爬,那麼它永遠爬不到盡頭。

9樓:匿名使用者

莫比烏斯圈(möbius strip, möbius band)是一種單側、不可定向的曲面。因a.f.

莫比烏斯(august ferdinand möbius, 1790-1868)發現而得名。將乙個長方形紙條abcd的一端ab固定,另一端dc扭轉半周後,把ab和cd粘合在一起 ,得到的曲面就是莫比烏斯圈。

莫比烏斯帶在生活中有哪些應用? 10

10樓:之何勿思

傳送帶、減緩橡膠老化、針式印表機的色帶。

用皮帶傳送的動力機械的皮帶就可以做成「莫比烏斯帶」狀,這樣皮帶可以磨損的面積就變大了。如果把錄音機的磁帶做成「莫比烏斯帶」狀,就不存在正反兩面的問題了,磁帶就只有乙個面了。它還能平坦的嵌入三維空間。

簡易的「莫比烏斯圈」可通過一張長方形紙任何一面反轉貼上。

拓展資料:

公元2023年,德國數學家莫比烏斯(mobius,1790~1868)和約翰·李斯丁發現:把一根紙條扭轉180°後,兩頭再粘接起來做成的紙帶圈,具有魔術般的性質。普通紙帶具有兩個面(即雙側曲面),乙個正面,乙個反面,兩個面可以塗成不同的顏色;而這樣的紙帶只有乙個面(即單側曲面),乙隻小蟲可以爬遍整個曲面而不必跨過它的邊緣。

這種紙帶被稱為「莫比烏斯帶」。(也就是說,它的曲面只有乙個)

莫比烏斯圈還有著更為奇異的特性。一些在平面上無法解決的問題,卻不可思議地在莫比烏斯圈上獲得了解決。比如在普通空間無法實現的"手套易位問題":

人左右兩手的手套雖然極為相像,但卻有著本質的不同。

我們不可能把左手的手套貼切地戴到右手上去;也不能把右手的手套貼切地戴到左手上來。無論你怎麼扭來轉去,左手套永遠是左手套,右手套也永遠是右手套。不過,倘若你把它搬到莫比烏斯圈上來,那麼解決起來就易如反掌了。

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