奇妙数学之从两组勾股数引发的几何错觉谈起

取这样两组勾股数,(3,4,5)和(5,12,13),有

奇妙数学之从两组勾股数引发的几何错觉谈起

没什么稀奇的。

稍加变形,

奇妙数学之从两组勾股数引发的几何错觉谈起

呃,再乘个π

奇妙数学之从两组勾股数引发的几何错觉谈起

光看等式,平平无奇。

不妨画个图,从形的角度看看

奇妙数学之从两组勾股数引发的几何错觉谈起

奇妙数学之从两组勾股数引发的几何错觉谈起

等式的左边和右边刚好分别等于上图红色部分和绿色部分的面积。

也就是说,红色部分面积跟绿色部分的面积相等。

竟然相等!!

不由地想起来这样一个问题:

如果让地球的直径增加一个橘子的大小,那么周长需要增加多少呢?

奇妙数学之从两组勾股数引发的几何错觉谈起

这可是地球!那么大的家伙,直径稍微变化一下,哪怕增加一个橘子的大小,周长肯定会变化上千公里吧!

事实真是如此吗?不妨一算。

设地球直径为D,橘子直径为d,则地球直径C=πD,增加一个橘子的大小后,周长C'=π(D+d),于是周长需要增大C'-C=π(D+d)-πD=πd

只需要增加一个橘子的周长!

假设有一只直径10cm的大橘子,要让地球的直径增加10cm,那周长只需要增加大约31.415cm即可!

竟然这么小!!!

再问一个问题,地球的直径增加一个橘子的大小,地球体积和表面积增大了多少呢?

奇妙数学之从两组勾股数引发的几何错觉谈起

周长才增加不到40cm,体积和表面积能有多大变化???估计也就增加几十个橘子的体积和表面积吧!

事实真是如此吗?不妨再算一算。

将地球视为一个完美的球形,以半径6400km计算,根据球体积公式V=4/3πr^3,则体积增加dV≈4πr^2dr≈25700000000000m^3!球表面积公式S=4πr^2,则表面积增加dS≈8πrdr≈8042477m^2!

25700亿立方米!!多了140个洞庭湖!!

八百万平方米!!!多了十六个梵蒂冈!!!

竟然这么大!!!!

多一块橘子的大小,体积和表面积就能增大这么多,还真是划算呢!!!


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