托里拆利小號

托里拆利小號

托里拆利小號(Torricelli's Trumpet)是由義大利數學家埃萬傑利斯塔·托里拆利(Evangelista Torricelli)所發明的一個表面積無限大但體積有限的三維形狀。

含義

托里拆利小號 托里拆利小號

此形狀又被稱為加百利號角(Gabriel's Horn),根據宗教傳說,天使長加百利吹號角以宣布審判日(Judgment Day)的到來。

數學定義

義大利數學家托里拆利(Evangelista Torricelli)將 y=1/x 中 x≥1 的部分繞著 x 軸旋轉了一圈,得到了上面的小號狀圖形(注意,上圖只顯示了這個圖形的一部分)。這個發現是在微積分發明前用祖暅原理得出的。然後他算出了這個小號的一個性質——它的表面積無窮大,可它的體積卻是 π。這明顯有悖於人的直覺:體積有限的物體,表面積卻可以是無限的!換句話說,填滿整個托里拆利小號只需要有限的油漆,但把托里拆利小號的表面刷一遍,卻需要無限多的油漆!這個形狀是由(x的域為)的曲線沿軸旋轉而成。

通俗解釋

用上面灌滿油漆的例子,油漆灌滿小號之後是有限的體積,是三維;塗滿小號內部的是面積,是二維。

不管小號,將油漆平鋪地面,無視厚度,也可以鋪成無限的面積,厚度無限接近於0,那么面積就無限大。

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