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[原创] 思维的体操——奇妙的曲面

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 楼主| gohomeman1 发表于 2009-9-23 22:29 | 显示全部楼层 来自: 浙江省宁波市 电信
这两种双曲面,其一个特殊情形就是圆锥面。
conic_k-1_sor.png
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 楼主| gohomeman1 发表于 2009-9-23 22:50 | 显示全部楼层 来自: 浙江省宁波市 电信
圆锥曲面很实用,这是另一个例子。喇叭什么的,看上去就在这样东东哦。
800px-HyperCone_2.png
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IIIT-OOO1 发表于 2009-9-23 22:57 | 显示全部楼层 来自: 四川省雅安市 电信
想知道绘图软件是什么?
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 楼主| gohomeman1 发表于 2009-9-23 23:02 | 显示全部楼层 来自: 浙江省宁波市 电信
双曲面是典型的负曲率曲面,这是另一个典型——双曲抛物面
hyperbolic-paraboloid.png
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 楼主| gohomeman1 发表于 2009-9-23 23:10 | 显示全部楼层 来自: 浙江省宁波市 电信
从这张图可以看到,在双曲面(马鞍面)上,仍旧存在标准的直线(与球面上的经线完全不同,它们是无限延伸的,而且本身完全符合欧氏几何的直线定义)。
600px-Blowup.png
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815941181星空 发表于 2009-9-23 23:16 | 显示全部楼层 来自: 湖南省株洲市 电信
佩服说得真形象简单但深刻
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 楼主| gohomeman1 发表于 2009-9-23 23:27 | 显示全部楼层 来自: 浙江省宁波市 电信
我们再看2张双曲面的图,这些图的样子也许大家更常见到。
600px-Cop-gaussian-density.JPG
Surface_de_Sherk1.PNG
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 楼主| gohomeman1 发表于 2009-9-23 23:34 | 显示全部楼层 来自: 浙江省宁波市 电信
本帖最后由 gohomeman1 于 2009-9-23 23:55 编辑

说了这么多,大家一定奇怪我怎么没有定义过曲率到底是什么?其实不是我不想说,而是严格从数学上去定义,我都怀疑我能否说清楚这个曲率。
但是,大家可以简单的理解,它就表示了曲面的不平坦度。平面的曲率当然=0,曲率为正的曲面上,一个三角形的内角和大于180°(比如球面及其变形);而双曲面上,内角和小于180°,所以属于负曲率曲面。
这里要注意,在球面上的“直线”与我们平面的直线是不相同的。另外,椭球抛物面的曲率是大于0的。

附图是双曲面的形成gif,应该能够加深大家对双曲面的了解。双曲面虽然常见,但离我们日常生活有点远。而椭圆抛物面,大家见得太多了。
Hyperbolic_paraboloid_as_conoid.gif
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 楼主| gohomeman1 发表于 2009-9-23 23:46 | 显示全部楼层 来自: 浙江省宁波市 电信
好了,今天先说到这里,请大家准备剪刀、胶水和纸带,我们明天将去看看著名的“莫比乌斯”带——Mobius Strip
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Tianlovesky 发表于 2009-9-23 23:56 | 显示全部楼层 来自: 湖北省宜昌市 电信
怎么感觉有的像虫洞啊"
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shomo 发表于 2009-9-24 08:43 | 显示全部楼层 来自: 安徽省合肥市 电信
你最好扣个体积为0表面积无穷大的海绵

0,1 / 1,∞  之间的实数数量都和实数集一样大,这个数量大于可数集,我记得数学上用一个读做阿列夫的符号表示,具体忘记了~希望没记错
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shomo 发表于 2009-9-24 08:48 | 显示全部楼层 来自: 安徽省合肥市 电信
以前读过一本《数学:新的黄金时代》,我觉得我们国家就缺少这么少的科普书籍~里面关于拓扑学、群论、分形几何、集合等等都涉及到而且说的很有趣,从一个个世界级难题的解决来观察数学的发展,在这里向大家推荐一下。
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xinmuo 发表于 2009-9-24 09:27 | 显示全部楼层 来自: 陕西省西安市 电信
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smeichengguang 发表于 2009-9-24 11:08 | 显示全部楼层 来自: 安徽省铜陵市 电信
31# shomo


是这样的
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水翔鱼 发表于 2009-9-24 11:53 | 显示全部楼层 来自: 广东省广州市 联通
引我们的高数老师经常说的一句话:数学是非常美妙的东西,是一种艺术。
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江枫 发表于 2009-9-24 12:38 | 显示全部楼层 来自: 上海市 电信数据中心
请问4维空间体现在什么地方?
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 楼主| gohomeman1 发表于 2009-9-24 20:23 | 显示全部楼层 来自: 浙江省宁波市 电信
楼上不要急,今天就会有4维空间的内容了。我们先看这个非常普通的圆环,一张纸形成的圆环。
很显然,这个圆环有2条边——上边与下边,有2个面——红面和绿面。很显然,在不离开环面的情形下,如果不越过上下两条边,是无法从一面到另一面的。
Ring0twist.png
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 楼主| gohomeman1 发表于 2009-9-24 20:32 | 显示全部楼层 来自: 浙江省宁波市 电信
现在,我们把这个剪开,或者直接拿条纸带,把其中一头转180°再粘接起来,我们就得到了著名的“莫比乌斯”带。
Moebius0.5twist.png
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 楼主| gohomeman1 发表于 2009-9-24 20:37 | 显示全部楼层 来自: 浙江省宁波市 电信
其实,我们还可以转个360°、540°、720°,获得不同的环。这些环的性质也很特殊,大家在看了后面的段落后可以自己去研究。我很小的时候就做过许多这样的环,现在倒是不太动手了。
这是转360°的环
Ring1twist.png

转了540°的环
Moebius1.5twist.png

转了720°的环
Ring2twist.png
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 楼主| gohomeman1 发表于 2009-9-24 20:45 | 显示全部楼层 来自: 浙江省宁波市 鄞州畅联信息技术有限公司
Möbius 带的一个明显的特点就是:它只有一条边、一个面,就是说,简单的操作以后,原先不通的两条边、两个面联通在一起了,蚂蚁无需离开曲面就能走遍整个曲面。
800px-Möbius_strip.jpg
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