怎样用一个圆形圈住你喜欢的人

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  放眼整个学术界,当属数学家们最能死磕。
  为什么“1 1=2”?为什么正五边形无法铺满平面?
  为了这些我们用脚趾都能选对的数学题,数学家们打得不可开交,其中争论时间最长的,当属“周长相等,圆的面积最大”这一定理了。数学公主用牛皮圉出个国家
  传说,公元前814年,迦太基发生战乱,国家被敌人占领,一下子迦太基变“家太挤”,国王虽下令举国搬迁,但搬到哪里去,依然是个谜。
  国家虽然被玩完了,但瞅瞅人家那小金库,金银珠宝不计其数,咱有钱,还怕买不到一块地吗?负责购买土地的迦太基公主更是财大气粗,来到突尼斯,刚一见人家置业顾问,便掏出一张银行卡,说:“这是定金,密码是你生日。”可偏偏突尼斯也是个不差钱的主儿,无论公主出价多少,硬是连个小村庄也不肯卖。眼看谈判就要失败,公主眼珠一转,你不仁我不义,看老娘怎么用数学玩死你。
  第二天,公主带着一张牛皮再次登门“突尼斯地产”,说只购买一张牛皮能围起来的面积,突尼斯人一听,一块牛皮能围出多大块地?就赏赐给你了吧。
  公主将牛皮剪成小条,沿着海岸线围成了一个半圆,牛皮剪得越细,周长越长,半圆的面积也就越大,而迦太基的人民就在这里建立起了一个国家。
  突尼斯人大吃一惊,连忙问公主这是什么操作,“周长相等,圆的面积最大。”公主说,“没事多刷数学题,对脑子有好处。”
  怎么证明你是对的?
  无论是迦太基公主用牛皮圈出一个国家,还是老百姓们在日常生活中的运用,大家似乎对“周长相等,圆的面积最大”这一定理深信不疑。但如何用数学证明它,谁也想不出方法(估计也没人成天想着要证明)。
  直到一位名叫芝诺多罗斯的古希腊数学家,率先提出了他的证明方法,在证明这条定理之前,他先证明了另外两条定理:
  1.等周的多边形中,正多边形面积最大。最直观的例子便是长方形与正方形的对比。
  2.同样等周的正多边形中,边数越多面积越大。看看以下图形你就知道了!
  在前面两条定理都成立的情况下,“周长相等,圆的面积最大”自然也能成立,这看上去似乎无懈可击,因此在接下来一千多年的时间里,都没人对这种证明方法产生质疑。
  时间一晃到了1839年,一位名叫雅可布·施泰纳的德国数学家对证明“圆的面积最大”产生了兴趣。大家都知道,德國人是出了名的严谨,这位数学家也不例外。当他看完芝诺多罗斯的证明过程后,小脑袋瓜立马摇成拨浪鼓,两条定理就想推出正确结论?做梦!再怎么着,也得三条!
  面积最大图形特征一:它一定是外凸的!
  举个例子,我们将心形内凹的部分向上翻折,变成左边的形状,在周长不变的情况下,面积却大了许多。
  面积最大图形特征二:当一条弦平分该图形的周长,那么它的面积也被平分了。
  如果一个图形不是对称的,那么它的左右两边总是有大有小,将面积大的一边绕对称轴旋转180°,是不是也能让面积增大呢?
  面积最大图形特征三:两段在一条直线上的图形,半圆面积最大
  将两段在一条直线上的图形划分成三部分,A、B两部分和三角形c部分,假设A、B固定,要想使三角形周长不变,面积增加,只能将其转换为直角三角形,这是由于直角三角形高线最长。
  再结合上述两大特征,我们得出结论“周长相等,圆的面积最大”。
  别以为这就结束了,1870年,另一位德国数学家维尔斯特拉斯用变分法再次证明了这一定理,直到20世纪90年代,还有数学家提出自己的证明。
  整整两千多年,不同国家不同流派的数学家们为了这条众所皆知的结论,不断提出自己的观点、发表自己的推论。也许在你的认知里,这是一个不用怎么动脑就能说出答案的问题,但在数学家们的世界里,但凡有一丝不合理,都值得用一生去死磕。
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