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失踪的正方形去哪儿了?数学中有趣的几何视觉错觉

发布时间:2023-08-12 07:09来源:奇趣网编辑:QiQu阅读: 当前位置:奇趣网 > 科学探索 > 手机阅读

导语:失踪的正方形谜题属于数学中的一种视错觉,它描述的是4个几何图形的2种不同拼法,都是13乘5的大三角形,但是第二种方法却缺少了一个1乘1的正方形,其中的下面就跟着探秘志小编一起来看看吧!

失踪的正方形是什么?

失踪的正方形去哪儿了?数学中有趣的几何视觉错觉

失踪的正方形实际上就是数学中的一种几何视觉错觉,这是在1953年由一个纽约的业余魔术师保罗嘉理发明的,不过这样的裁剪原理在1860年就被数学界所知,失踪的正方形其实就是2种几何拼接方法,拼完的每一个图形都是13乘5的三角形,但是只有其中的一种方法少了一个1乘1的正方形。

失踪的正方形去哪儿了?数学中有趣的几何视觉错觉

在拼接的过程中并没有对图形动手脚,只是将原本的三角形分成了四个特定的图形,然后再重新拼接,可是新的三角形却少了一块,这让很多人疑惑不解,到底是哪儿丢失了这一个正方形的面积呢?

失踪的正方形去哪儿了?

失踪的正方形去哪儿了?数学中有趣的几何视觉错觉

其实第二种拼法拼成的三角形,并不是真正的三角形,红色部分和蓝色部分的倾斜度有轻微的差异,所以这时候的“三角形”就会多出一条十分细小的平行四边形的边,这就是那块失踪的正方形多出来的面积,如果将两张图重合,就会明显的发现,而这个细长的平行四边形就恰好占据了一格的面积。

失踪的正方形去哪儿了?数学中有趣的几何视觉错觉

所以对于没有精确运算,只是凭借肉眼观察的人眼来说,这样细微的差别根本无法看到,所以就会显得这个失踪的正方形很突兀,好像十分不合情理,这就像晃动的方块幻觉一样,所以我们就用算法来精确的证实一下吧!

失踪的正方形去哪儿了?数学中有趣的几何视觉错觉

根据图上的格子来看,四个图形占了32个单位,但是总三角形是13乘5的,所以通过计算得出了32.5个单位,这一下就多了0.5个单位,因为蓝色三角形的长宽比是5:2,而红色是8:3,明显不是一个长宽比,所以斜边实际上缩短了。

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而总共缩短的长度是一个单位的1/28,这一点细微的溢出,在人眼看来并不明显,所以当这个溢出的平行四边形合拢时,就是刚好一格的大小,也就正好是失踪的正方形。

结语:在数学上还有很多有趣的现象,比如毕达哥拉斯树,就是利用勾股定理所画出的一棵树,所以说数学其实也可以很有意思。

导语:不可能图形是一种只能在二维世界存在的图形,属于一种典型的视错觉现象,是由于人类视觉对二维图形的三维投影出现了光学错觉导致的,不可能图形在三维世界中是不可能存在的,下面就跟着探秘志小编一起来看看不可能图形吧!

不可能图形是什么?

失踪的正方形去哪儿了?数学中有趣的几何视觉错觉

不可能图形其实就是一种视错觉,是人类视觉对一个二维图形的三维投射,都不可能在三维空间中存在,就像纪念碑谷中的那些诡异的图形链接,实际上都是视觉系统的错误判断,就像艾宾浩斯错觉一样,这样的图形其实还有很多,比如无尽阶梯,彭罗斯三角形等。

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不可能图形的最先提出者是莫里茨·科内利斯·埃舍尔,他是著名的视错觉画家,他的画作中大部分都是此类不可能图形,这位荷兰籍的画家就是以画面中的数学性而闻名的,所以经常能在他的画中看到许多的数学概念,比如对称,分形和双曲几何等。

无尽的阶梯

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无尽的阶梯又被称为彭罗斯阶梯,这是一个十分著名的几何悖论,描述的就是一个始终走不到头的台阶,可以无限的循环,就像彭罗斯三角形一样。这是1985年英国数学家彭罗斯提出的,这是高维空间才能实现的图形,所以不可能在三维空间中存在,就像克莱因瓶一样。

彭罗斯三角形

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彭罗斯三角也是不可能图形中的一个,也是最纯粹的不可能图形,同样是由英国数学家彭罗斯设计并推广的,发表于1958年2月的《英国心理学期刊》上。整体看起来像是一个三角立体图形,但是仔细观察会发现,这个图形无法在三维中实现。

埃舍尔作品:不可能的世界

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《瀑布》就是不可能的世界中的其中一个,一条瀑布从高处倾泻而下,转动着水轮,但是顺着水流慢慢向前,你却会发现水流竟然留到了瀑布的上方,之后又向下流去,这样周而复始,循环往复,形成一个既矛盾又有趣的画面。

失踪的正方形去哪儿了?数学中有趣的几何视觉错觉

《观景楼》也是不可能世界中的一个,整栋楼看似正常的排列,但是仔细观察就会发现,其中一个竖立的梯子它的最上面靠在观景楼的外边,但是最下面却伸进了观景楼的里面。

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《画手》相信很多人都看过,一只手画着另一只手,让人分不成到底哪个才是真正的画。所有的一切仿佛都被固定在画中,但是又好像没有固定。

结语:不可能世界中还有很多不可能图形的体现,埃舍尔就是用这种独一无二的画法,让人印象深刻,空间的错乱让人不禁感叹数学的艺术美。

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