是不是存在这样一个永远不会被踩到的点
规范一下表述:任取N个两两不等的正实数,分别记为
、
,若存在正实数A,当N→∞时,对任意i、j,A满足A≠j
(j为正整数,i为正整数且i\u0026lt;N),则称A为“不会被踩到的点”。“不会被踩到的点”是否存在?给出证明。
(这里N代表人数,
代表第i个人的步幅,j代表第i个人走的步数,A代表不会被踩到的点距起点的距离。)
存在。证明如下
证明:不妨将j 【是不是存在这样一个永远不会被踩到的点】
以小数形式表示:j
=
(i、j为正整数,且i\u0026lt;N)
构造:A=0.
满足:
≠
,|k|=(i+j)(i+j-1)/2+1-j (这样可保证有序数对(i,j)到|k|的映射是一一对应的,比如(1,1)对应1,(3,1)对应6...)
显然,无论i、j如何取值,j
均不可能等于A。(因为二者至少有一个小数位不相等),A满足题意,为“不会被踩到的点”。
如此,构造出来的A既不可能等于任何一个人的步幅,也不可能等于任何一个人步幅的整数倍,所以这个点是不会被踩到的。
实际上,这样我们还发现这样的点不仅存在,而且存在无穷多个。因为我们构造出的A有无穷位小数,而每一位都有9种取法。
■网友的回复
当然,如果每个人的步幅都是有理数,每个人都脚印视为数轴上的一个点,所有人从0出发,那么任何无理数都不会被踩到。
■网友的回复
无穷悖论
理论:无穷的时间里无穷个人踩出无穷个点,但是坐标轴上点的个数也是无穷的,那么前者无穷点能否覆盖整个坐标轴?
现实:每个人踩一脚大约覆盖75cm2,请问我们学校昨天下的雪为什么今天变成平滑的冰面了?
■网友的回复
“足够多的人”是多少?可数多个还是连续统还是更多?
如果是可数多个人,踩出的点也是可数集,这时候几乎所有的点都没有被踩到噢~
■网友的回复
当这个点不存在时,就永远不会踩到。然后考虑不存在的点应该是什么情况。
其实还可以转换下,即一个人有无限时间一直在一条无限长的路上行走,那么他永远不会路过的是哪个点。
简单逻辑上可以考虑到,是终点,终点永远不会路过。同时这个点在概念上应该是存在的,却实际上不存在,因为无限的线即使有起点也不会有终点。所以永远不会路过。
那么回到题主的问题,在一条足够长的马路上,则可以认为无限长。有足够多的人,则可以认为人数无限。那么足够长的时间随机踩,则一定也存在永远不被踩到的点,这个点等同于转换问题中的终点,是一个概念上存在,实际也“不存在”的点。
但这个点在哪里?这个点并不像终点那样有固定的方位,而是随机的。这个点可以认为只有一个,但马路上的任何一个点都可能是它。或者说它是“最后一个可能被踩到的点”,在概念上存在,实际上永远踩不到。所以这个点存在,位置不定。
■网友的回复
不管你步幅变不变,只要两步之间有时间间隔,无限时间内一个人能走到的点就只能是可数个,而你只有至多可数个人,全部并起来就只能踩到可数个点。实数集是不可数集。
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