今天要来点数学吗? 曲面几何
勾股定理或毕达哥拉斯定理没有人不知道吧?
但是在曲面上——比如地球——也存在直角三角形。
我们能把勾股定理推广到曲面吗?
是的
球面:cos(c) = cos(a) cos(b)平坦:c^2 = a^2 + b^2双曲:cosh(c) = cosh(a) cosh(b)
如果考虑足够小的面积,任何表面大致都是平坦的。比如地球是球形的,但周围看起来大致是平的。
对于足够小的三角形,你可以展开这些方程,得到
c^2 = a^2 + b^2+一个微小的误差量
但在2017年,有人(R.Foote )找到一个方程,可以以一种美丽的方式将三者统一起来。
见图二,证明同样美丽,基于一辆绕圈旋转的自行车扫过的区域~
原论文中非常适宜教学,结合广义余弦定律。甚至可以用这个结果推导不同几何形状下的圆面积和圆盘上的高斯-博内定理。
www.jstor.org/stable/10.4169/math.mag.90.1.59


