数学发现:阿基米德平衡原理与自然数倒数之和之间的美妙关系
如下是前面叙述的有关阿基米德平衡原理,左边是1KG物体,右边是2KG物体,则这两个物体的平衡中心就是2/3
如果将右边的物体换成3KG,则这两个物体的平衡中心是3/4
上述的计算,阿基米德给出了更为直观的解法,将右边的3KG分成均等的2等分,很明显平衡中心就是3/4,
但是数学家的思维是无法想象的,它们往往从最简单的原理得出非同一般的结论,就像牛顿发现万有引力一样。
我们根据上述的原理进一步拓展,如下是两块完全相同的板块,最上面一块的平衡中心就是1/2,所以如下图的放置方式是处于一种平衡状态
那么上下两块板子的平衡中心在哪里呢?很明显是如下图样式
我们将两块板子移动到相对于地面的平衡支点的位置,如下图,右边是不会掉下去的
此时平衡点距离地面的水平距离是1/2
我们按此原理增加第三块板子,如下图
那么这三块板子的平衡支点在哪里呢?我们将每一块板子标记为1KG,那么上述2块平衡板子的重量就是2KG,所以三块板子的平衡支点就是1KG和2KG的平衡位置
如下所示,根据开篇中的原理
平衡位置就是1与2之间距离的2/3处,也就是如下图所示1/3处
我们继续重复上述的原理,最终得到如下优美的结论,
最终最右边板子的边缘距离地面的水平距离会越来越大,大家都知道有关自然数倒数之和的无穷级数是发散,所以板子会不断向右倾斜,但始终保持平衡。
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