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颠覆欧氏几何:用“科赫雪花”找到射线的第二个端点

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发表于 2025-3-1 08:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
1904年,瑞典数学家科赫创造了一种以他名字命名的分形图案——“科赫雪花”。其构造过程如下:首先,从一个边长为1的等边三角形开始,然后进行一系列的迭代修改。在每一步中,都将三角形的每条边三等分,并以中间一段为边向外绘制一个小的等边三角形,随后去除原边长的中间一段,从而形成了一个拥有3×4条边的复杂多边形。
无限重复此过程,边数将无限增加,所得到的多边形将拥有无数条边,其边缘细节无比精细,形似一朵精美的雪花。因此,这种分形图案被称为“科赫雪花”,同时也被称为“科赫曲线”。
科赫雪花展示了一种令人惊叹的数学特性:尽管其面积有限,但其周长却趋于无穷大。
在这里,我们知道了科赫雪花的两个特性:(1):科赫雪花是封闭的曲线,(2):科赫雪花的周长为无穷大。
利用科赫雪花的这两个特性,便可以据此找到射线的第二个端点。
在介绍此方法之前,先说一个在数学上显而易见的推论:任何一个封闭曲线图形,都可以延展成为一条直线(线段)。
例如:一个封闭的圆形,在任意一点断开,都能延展成为一条直线(线段)。又例如,一个封闭的三角形或四边形或复杂结构的多边形,在任意一点断开,都能延展成为一条直线(线段)。
因为科赫雪花是封闭的曲线,所以从科赫雪花的任意一点断开,也能延展成为一条直线(线段)。
又因为科赫雪花的周长无限长,所以科赫雪花延展之后是无限长的直线。
假设从科赫雪花的某一点A处断开延展,则相当于是延展为一条射线,A点为射线的端点,与A点的连接处(或者说A点的邻域)便是射线的末端,既然找到了射线的末端,便可以确定该射线的第二个端点。所以,科赫在构造不可思义的科赫雪花的同时,也无意间构造了不可思义的射线的第二个端点,颠覆传统欧氏几何。
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