数学之美(31)——我来自哪里?

一个没有几分诗人气的数学家永远成不了一个完全的数学家。——维尔斯特拉斯

我们想一下:当我们站立在地球的某个地方,连续三次朝三个不同的方向(正南、正北、正西、正东)走一定的路程,我们会回到起点吗?


学过地理的人或稍微思考下的人都会很快发现答案:南极点或北极点就满足这个要求。

如果你身处北极,第一次只能朝南走(假如1km),再向西(东)走1km,再向北走1km,这样我们就回到了北极点。

如果你身处南极,第一次只能朝北走(假如1km),再向西(东)走1km,再向南走1km,这样我们就回到了南极点。

画个图理解下:

示意图

问题到这结束了吗?

这样的点有多少呢?

是由无数多个的.

我们以北半球为例,先找到距离北极点周长为1km的纬度线(圆的周长为1km),我们在这条纬度线上任意一点朝东(西)运动1km都会回到起点.

再找到距离上一条纬度线南方向1km的纬度圈,在这条纬度圈上的任意一点向北走1km,向东(西)走1km,向南走1km后仍然回到起点.

扩展

现在我们对这个问题进行扩展,除此之外的点没有了吗?

答案是:还有无数个。

比如:仍然规定先向北走1km,再向东(西)走1km,再向南走1km,回到起点。

我们找到先找到距离北极点周长为0.5km的纬度线(圆的周长为0.5km),我们在这条纬度线上任意一点朝东(西)运动2圈都会回到起点.

再找到距离上一条纬度线南方向1km的纬度圈,在这条纬度圈上的任意一点向北走1km,向东(西)走2圈,向南走1km后仍然回到起点.

依次类推:我们找到先找到距离北极点周长为\frac{1}{n} km的纬度线(圆的周长为\frac{1}{n} km),我们在这条纬度线上任意一点朝东(西)运动n圈都会回到起点.

再找到距离上一条纬度线南方向1km的纬度圈,在这条纬度圈上的任意一点向北走1km,向东(西)走n圈,向南走1km后仍然回到起点.……(上面的n≥1)

在南半球这些事情可以做到吗?当然可以,可以自己试一下.

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