“腦洞大開”的傑作!讓人拍案叫絕的證明

1、伽利略的"落體佯謬"證明自由落體定律

自亞里士多德的二千多年以來,人們都認為"物體自由下落時,重物下落快,輕物下落慢。"

直到十六世紀末,伽利略提出"落體佯謬":

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“如果把一個重物和輕物綁在一起:

一方面,輕物下落慢,會拖累重物,導致下落速度慢於重物單獨下落;

另一方面,兩個物體綁在一起後,總重量變大,那麼下落速度應該比重物單獨下落快。

可是,這兩個推論是相互矛盾的。”

同樣,我們假設"輕物下落快重物下落慢",也會得到同樣的矛盾,所以只有輕物和重物下落速度一樣,才不會有矛盾。據説伽利略還做了著名的實驗——兩個鐵球同時着地。

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證明了他的推論。

2、萊布尼茲級數的證明

大名頂頂的萊布尼茲級數

該級數形式非常美妙,還包含了圓周率,表面上看,這個級數的證明,應該不簡單,可事實是,只要稍微懂點微積分知識,就相當容易。

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3、伯努利對最速降線的證明

最速降線問題,是17世紀的著名難題,難倒了很多數學家。

1630年,大科學家伽利略,提出"一個質點,只在重力作用下,從一個給定點,到不在它垂直下方的另一點,不計摩擦力,問沿着什麼曲線下滑,所需時間最短?"

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伽利略認為這個曲線是圓,可是他的答案是錯誤的。該問題最先由伯努利解開,伯努利利用變分法巧妙地解決了這個難題,他的解答如下:

“如果使分層無限增加,每層的厚度無限變薄,則質點的運動趨近於空間A、B兩點間質點運動的真實情況,此時折線也就無限增多,其形狀就趨近我們所要求的曲線——最速降線。

而折線的每一段趨向於曲線的切線,因此得到最速降線的一個重要性質,即任意一點上切線和鉛垂線所成的角度的餘弦,與該點落下的高度的平方根的比值是常數。而具有這種性質的曲線就是擺線。”

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4、歐拉對巴塞爾級數的證明

巴塞爾級數(1+1/4+1/9+1/16+……),於1650年提出,一百多年來,無人能給出準確值,甚至牛頓、萊布尼茲和伯努利這樣的大數學家,掌握微積分都無能為力。

然而在1734年,27歲的大數學家歐拉,利用非常基礎的知識解決了這個難題。

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5、康托爾對自然數和有理數"一樣多"的證明

康托爾之前,人們都認為有理數遠遠多於自然數,直到康托爾指出,兩者的勢是一樣的,並提出著名的對角線法則。

“腦洞大開”的傑作!讓人拍案叫絕的證明

按照圖紙箭頭走法,我們將"逐一"取遍所有正有理數,也就是有理數和自然數一一對應。

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