学文科的人可能会觉得数学是枯燥无味的,可能没有办法体味理科生口中的理性之美。但下面这些图形,公式、完美的巧合,即便你是文科生,也觉得很美

数学让你最惊艳的是什么 数学中那些完美的存在(1)

完美正方形

所谓的完美正方形是指一个大正方形由互不相同小正方形组成,这个概念最早是由莫伦提出。1978年,杜伊维斯廷借助计算机技术 ,成功地构造出一个21阶的完美正方形,也就是由21个小正方形组成,它是最小的完美正方形,而且杜伊维斯廷还证明了,不存在低于21阶的完美正方形。

数学让你最惊艳的是什么 数学中那些完美的存在(2)

21阶的完美正方形

1992年,布卡姆和杜伊维斯廷给出了21~25阶全部207个纯完美正方形:

数学让你最惊艳的是什么 数学中那些完美的存在(3)

207个纯完美正方形

完美长方形

完美矩形,跟完美正方形一样,是指在一个长方形内切割出若干个个形状不一样的小正方形。这个概念最早也是由莫伦提出,完美矩形的最小阶数为9阶。下图是我自己画的一个9阶完美长方形。

数学让你最惊艳的是什么 数学中那些完美的存在(4)

9阶完美长方形

最美的数学公式

数学让你最惊艳的是什么 数学中那些完美的存在(5)

一个简单公式,联系了数学中最重要的5个常数,这个公式绝对是是最美的数学公式。

(1)其中“e”是自然常数或者欧拉数,这是在微积分中广泛运用的自然对数的底数。这是一个无理数,也是一个超越数,它的值为2.71828……。

(2)“i”是虚数单位,也是-1的平方根,也就是i的平方是-1

(3)“π”是圆周率,这个小学生都知道,圆的周长和直径的比值。是一个无理数

(4)自然数“1”, 最小的正整数

(5)自然数“0”, 任何数与之相加都是本身

神奇的142857

如果你把1化成循环小数,2/7化成循环小数,3/7化成循环小数,……。

但凡是分母是7的最简分数,你把它化成小数后,小数部分规律及其明显。我们看一下

1/7=0.142857142857142857……

2/7=0.285714285714285714……

3/7=0.428571428571428571……

4/7=0.571428571428571428……

5/7=0.714285714285714285……

6/7=0.857142857142857142……

它的神奇一目了然,因此,142857也被称作最神奇的数字。如果把上面分数倍数关系用整数倍数关系表示,更明显。

42857 X 1 = 142857

142857 X 2 = 285714

142857 X 3 = 428571

142857 X 4 = 571428

142857 X 5 = 714285

142857 X 6 = 857142

爱情方程式

数学让你最惊艳的是什么 数学中那些完美的存在(6)

笛卡尔

1649年, 52岁的笛卡尔成为了18岁的瑞典公主克里斯汀的数学老师。不久,他们彼此相爱,国王大怒,将其流放回法国,克里斯汀公主也被父亲软禁起来。 笛卡尔回法国后染上重病,虽然他经常给公主写信,克里斯汀却一直没收到笛卡尔的信,因为信被国王拦截。在笛卡尔给克里斯汀寄出第十三封信后就去世了,但第十三封信只有短短的一个公式:r=a(1-sinθ)。国王看不懂,求教全城的数学家也不懂,于是就把这封信交给一直伤心的克里斯汀。

公主看到后,立即明了恋人的意图,她马上着手把方程的图形画出来,看到图形,她开心极了,她知道恋人仍然爱着她,原来方程的图形是一颗心的形状。这也就是著名的“心形线”。

数学让你最惊艳的是什么 数学中那些完美的存在(7)

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