二项式不等式重要公式证明,二次函数不等式证明方法

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-11-03 16:03:47

莫比乌斯(1790-1868)与莫比乌斯带

神奇有趣的莫比乌斯带没有正反面之分,与之类似的是没有内外部之分的克莱因瓶。克莱因瓶可以看作是莫比乌斯带从二维到三维的延拓。

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克莱因瓶

概率论是数学的一个分支,其中有趣的故事也数不胜数。最常见的与概率有关的事件是投硬币,硬币正面朝上和正面朝下的概率都是50%。投硬币的一个有趣题目是:连续投硬币直到连续出现N次正面朝上就停止,问投硬币次数的期望值是多少?答案是2-2 , 这个神奇的答案其实有非常巧妙的简单推导方法。

美国电影《玩转21点》中有个经典场景:三扇门后面分别是一辆价格不菲的汽车和两头羊。男主角的任务是挑中汽车所在的门。他任意指认了一扇后,教授(知道哪扇门后有车)打开了另一扇门,后面是羊。请问男主角是否应该换成指认第三扇门?这个故事其实是受到了美国作家斯托克顿的短篇小说《美女还是老虎?》的启发。该小说中,一个远古的野蛮国王有一种非常离奇的判罚犯人的做法:把罪犯送进斗兽场,要求他从两扇一样的门中选择一扇打开,其中一扇门后站着一个美丽的少女,而另一扇门后关着一只凶猛的老虎。如果罪犯选中老虎,他会成为老虎的盘中餐,这就是对他犯罪的处罚;如果罪犯选中美女,他就会被判无罪,不仅马上获释,还可以抱得美人归。

小说中的罪犯挑得美女的机会是1/2,但电影中的男主角在最开始挑中汽车的概率却只有1/3。让我们回到电影中三扇门的问题,男主角正确的选择应该是换一扇门。如果不换,他能得到汽车的概率依然是前面分析的1/3;而如果他选择更换,由于教授给出的额外信息,他得到汽车的概率就增加到了2/3!

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斯托克顿(1834-1902)

另一个和概率有关的神奇问题是布丰投针问题。布丰是法国数学家、自然学家,但他在大学时修的却是法律。他考虑了一个投针的实验:在平面上画一些距离为d的平行线,向此平面随机投掷长度为 L(L<d) 的针,则针与平行线相交的概率为 2L/dπ。看似与圆周率毫无关系的实验却得到了一个与有关的结果,让人感觉到数学“处处有惊喜”。这个有趣的结果是能够用数学严格证明的。通过这种思路,人们可以运用蒙特卡洛计算机模拟的方式来近似计算的值。

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布丰(1708-1788)与投针问题

极限也是数学中很有趣的概念。它的存在解释了很多所谓的“悖论”。早在战国时期,庄子就在他的著作《庄子•天下》中提到“一尺之捶,日取其半,万世不竭”。意思是取一尺长的木杆,每天截去当时长度的一半,如此往复可以永远截取下去。了解极限概念的人自然知道这在现实中是个悖论。学过高等数学的大学生应该都曾做过不少有意思的计算极限的题目。在计算极限时,洛必达法则大概是运用最多的定理之一。洛必达法则告诉我们:如果两个函数在自变量趋于无穷时它们都趋向于无穷大的话,它们比值的极限等于它们导数比值的极限。该法则取自人名洛必达,他是法国数学家,撰写了第一本关于微积分的教材。

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