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神奇的“莫比乌斯圈”
数学史上曾流传着这样一道趣题:用一张宽3cm、长30cm的白纸条,首尾粘连做成一个纸圈,然后在这个纸圈上涂颜色.只允许使用一种颜色,在纸圈的一个面涂抹,最后把整个纸圈全部涂成一种颜色,不留下一点空白.
对于这样一个看似简单的问题,几百年来,曾有许多科学家进行认真研究. 德国著名的数学家莫比乌斯就经过长时间思考、实验,终于受田野里玉米叶子的启发,想出了解决方法:把纸条儿的一端扭转180゜,再将两端粘在一起,做成只有一个面、一条封闭曲线作边界的纸圈.
纸圈做成后,莫比乌斯提了一只小甲虫,放在上面让它爬.结果,小甲虫不翻越任何边界而爬遍了圆圈的所有部分.莫比乌斯激动地说:“公正的小甲虫,你无可辩驳地证明这个纸圈只有一个面.”
这个极其简单而又奇妙的纸圈,震动了整个科学界.后来,人们把它叫作“莫比乌斯圈”.
分析:根据题意:用一张宽3cm、长30cm的白纸条,首尾粘连做成一个纸圈,然后在这个纸圈上涂颜色.只允许使用一种颜色,在纸圈的一个面涂抹,最后把整个纸圈全部涂成一种颜色,不留下一点空白;再把纸条儿的一端扭转180゜,再将两端粘在一起,做成只有一个面、一条封闭曲线作边界的纸圈;因为,普通纸带具有两个面(即双侧曲面),一个正面,一个反面,两个面可以涂成不同的颜色;而这样的纸带只有一个面(即单侧曲面),一只小虫可以爬遍整个曲面而不必跨过它的边缘.
解答:解:用一张宽3cm、长30cm的白纸条,首尾粘连做成一个纸圈,把它扭转一圈后首尾相连,不要粘起来,就会发现原来的一面与其反面相连;
所以这个纸圈只有一个面.
点评:比乌斯带能够解决一些在平面上无法解决的问题,比如:手套易位问题.
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