数学可能会变得非常复杂。幸运的是,并非所有的数学问题都需要难以理解。以下是数学领域目前任何人都可以理解的五个问题,但没有人能够解决。
科拉茨猜想
选择任意数字。如果该数字为偶数,请将其除以 2。如果是奇数,请将其乘以 3 并加以 1。现在使用新得到的这个数字并重复该计算过程。如果你往前推算,你最终会得到1。
数学家们已经尝试了数百万个数字,但他们从未找到一个最终没有达到1的数字。问题是,他们从未能够证明没有一个特殊的数字永远不会得到结果1。有可能有一些非常大的数字是无穷大的,或者可能是一个被困在循环中并且永远不会达到1的数字。但从来没有人能够肯定地证明这一点。
移动沙发问题
当你搬进你的新家,带着最喜欢的沙发。到了走廊转弯处,你想把沙发放在一个拐角处。如果是小沙发,那可能不是问题,但一个非常大的沙发肯定会被卡住。如果你是一个数学家,你会问自己:你可能在拐角处放的最大的沙发是什么?它也不必是矩形沙发,它可以是任何形状。
这就是移动沙发问题的本质。具体如下:整个问题在二维平面上,拐角是90度角,走廊的宽度是1。可以容纳在拐角处的最大面积是什么?
可以容纳在拐角处的最大面积被称为——沙发常数。没有人确切知道它有多大。我们知道沙发常数必须在2.2195和2.8284之间,但是具体的是多少呢?
完美长方体问题
勾股定理中,这三个字母对应于直角三角形的三条边。在毕达哥拉斯三角形中,所有三条边都是整数。让我们将这个想法扩展到三个维度。在三维中,有四个数字。在上图中,它们是 a、b、c 和 g。前三个是盒子的尺寸,g是从其中一个顶角到相反底角的对角线。
正如有些三角形的三边都是整数一样,也有一些盒子的三条边和空间对角线(a、b、c 和 g)是整数。但是在三个表面(d,e和f)上还有三个对角线,这提出了一个有趣的问题:是否可以有一个盒子,其中所有7个长度都是整数?
目标是找到一个盒子,其中a² b² c²=g²,其中所有7个数字都是整数。这被称为完美的长方体。数学家们已经尝试了许多不同的可能性,但还没有找到一种有效的可能性。但他们也无法证明这样的盒子不存在,所以完美长方体到底是否存在?
内接正方形问题
绘制一个闭环。循环不一定是一个圆,它可以是你想要的任何形状,但起点和终点必须相遇,循环不能交叉。应该可以在循环内绘制一个正方形,以便正方形的所有四个角都与循环接触。根据假说,每个闭环(特别是每个平面的简单闭合曲线)都应该有一个内接正方形,一个所有四个角都位于环上某个位置的正方形。
对于许多其他形状(如三角形和矩形),这已经得到解决。到目前为止,数学家还没有正式证明。
幸福结局问题
幸福结局问题之所以如此命名,是因为它让两位从事这项工作的数学家乔治·塞克雷斯和埃丝特·克莱因喜结连理。从本质上讲,问题如下:
在一张纸上的随机位置做五个点。假设这些点不是故意排列的(例如,在一条线上),您应该始终能够连接其中的四个以创建一个凸四边形,这是一个具有四个边的形状,其中所有角都小于180度。这个定理的重点是,你总是能够创建一个具有五个随机点的凸四边形,而不管这些点的位置在哪里。
但对于五边形,一个五边形,你需要九个点。对于六边形,它是17个点。但除此之外,我们还不知道。创建七边形或任何更大的形状需要多少个点是一个谜。更重要的是,应该有一个公式来告诉我们任何形状需要多少点。数学家认为这个方程是M=1 2N-2,其中 M 是点数,N 是形状中的边数。但到目前为止,没有以一个确切的结果。
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