用一刀能從乙個實體裡面切出來乙個莫比烏斯環嗎?切剩餘的形狀是什麼?請證明

時間 2021-05-31 06:28:18

1樓:羅必成

這個問題讓我想起來這張圖了:

餓了……

哈哈,但是莫比烏斯環是二維的,三維的實體怎麼切也只能切出像莫比烏斯環的三維圓環體出來而已。

2樓:張聖凱

我認為你這裡所說的實體很不恰當,改成乙個封閉曲面比價恰當。把這個問題反過來想的話,就是莫比烏斯環的一條邊,與另乙個曲面的邊,粘在一起形成乙個閉曲面。能這樣做的就兩種情形,兩個莫比烏斯環連在一起與乙個莫比烏斯環跟乙個圓面連在一起。

這兩種情況都不能在3維空間實現,至少應該是5維的。

3樓:

莫比烏斯環是二維的流形,但是不能在二維空間實現,所以我猜想你的「實體」是三維的,比如球。克萊因瓶不能在三維空間實現。

但是這樣問題就和「從一張紙裡剪出一條直線」一樣荒謬了:我只能剪出一條紙帶,剪的痕跡才是線。同樣我不能從三維實體中切出莫比烏斯環(乙個面)。

兩個變通方法:

方法一:用一本三頁紙的書(不是流形),可以一刀剪出,可能剩餘一塊。具體見圖。

方法二:用麵包圈(Solid Torus),不間斷轉著切兩圈,剩餘一塊。具體見圖。

若一定要從圓形蛋糕一刀完成幾何上接近莫比烏斯帶的麵包圈,那這刀必須卷刃,雙頭,智慧型換柄,並且操作者要能透視。立方體就更難操作了。剩餘一塊,與球同胚。

4樓:艾廣闊

樓上的答案有點問題。在這裡我也回答一下吧,確實是可以的——克萊因瓶,它本質上就是乙個三維的Mobius環;沿著它的對稱線一刀切下去之後可以得到兩個Mobius環。

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