皮亞諾曲線的發現
皮亞諾(Peano)曲線是一條能夠填滿正方形的曲線。
![皮亞諾曲線](/img/f/835/wZwpmL3gjMwATN4kDM5YzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL5AzL4gzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
![皮亞諾曲線](/img/b/453/wZwpmL2AjM4gDO4YDM5YzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL2AzLwEzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
![皮亞諾曲線](/img/7/bc6/wZwpmL3cjMyIjM4UDM5YzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL1AzLwIzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
![皮亞諾曲線](/img/5/ebf/wZwpmLzcDMyEjM4UDM5YzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL1AzL2EzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
1890年,義大利數學家皮亞諾(Giuseppe Peano)發現能填滿一個正方形的曲線,叫做皮亞諾曲線。皮亞諾對區間上的點和正方形上的點的對應作了詳細的數學描述。實際上,正方形的這些點對於 ,可規定兩個連續函式 和 ,使得x和y取屬於單位正方形的每一個值。 後來,希爾伯特作出了這條曲線。
維數的認識
在傳統概念中,曲線的維數是1維, 正方形是2維。按照通常的理解,沒有寬度的一維的曲線是不可能填滿2維的方格的。
皮亞諾曲線說明我們對維數的認識是有缺陷的,有必要重新考察維數的定義。這就是分形幾何考慮的問題。在分形幾何中, 維數可以是分數的叫做分數維度。
此外皮亞諾曲線是連續的但處處不可導的曲線。因此如果我們想要研究傳統意義上的曲線, 就必須加上可導的條件,以便排除像皮亞諾曲線這樣的特例。
集合論觀點
![皮亞諾曲線](/img/c/1e8/wZwpmL1AjM2YDO4MDM0kTO0UTMyITNykTO0EDMwAjMwUzLzAzL2EzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
![皮亞諾曲線](/img/1/52e/wZwpmLwADNxUDO5kDM5YzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL5AzL4czLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
![皮亞諾曲線](/img/1/52e/wZwpmLwADNxUDO5kDM5YzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL5AzL4czLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
![皮亞諾曲線](/img/7/14a/wZwpmLzUzN4EzMycDM5YzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL3AzL1YzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
與 均為不可數集,且基數均為連續統基數。對於 的方塊 ,存在一個一一映射
![皮亞諾曲線](/img/e/874/wZwpmL0QTO3UDN2ATM5YzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLwEzLyYzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmL0E2LvoDc0RHa.jpg)
同理存在一個一一映射
![皮亞諾曲線](/img/9/2e6/wZwpmLzIjNzIjNxATM5YzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzLwEzLwYzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
![皮亞諾曲線](/img/c/1e8/wZwpmL1AjM2YDO4MDM0kTO0UTMyITNykTO0EDMwAjMwUzLzAzL2EzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLwE2LvoDc0RHa.jpg)
![皮亞諾曲線](/img/1/52e/wZwpmLwADNxUDO5kDM5YzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL5AzL4czLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLxE2LvoDc0RHa.jpg)
由於 與 基數相同,故存在一個一一映射
![皮亞諾曲線](/img/5/8f0/wZwpmL0QTN5cTM3cDM5YzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL3AzL1AzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLzE2LvoDc0RHa.jpg)
![皮亞諾曲線](/img/9/4c5/wZwpmLxcjNzMTNxcDM5YzM1UTM1QDN5MjM5ADMwAjMwUzL3AzL3EzLt92YucmbvRWdo5Cd0FmLyE2LvoDc0RHa.jpg)
但該映射不一定是連續的。Peano曲線給出了一個 的連續滿射,一般來說,一維的曲線是不可能填滿2維的方格的。但是皮亞諾曲線恰恰給出了可行的例子。
數學分類導航
數學是研究現實世界中數量關係和空間形式的科學。簡單地說,是研究數和形的科學。由於生活和勞動上的需求,即使是最原始的民族,也知道簡單的計數,並由用手指或實物計數發展到用數字計數。基礎數學的知識與運用總是個人與團體生活中不可或缺的一塊。其基本概念的精煉早在古埃及、美索不達米亞及古印度內的古代數學文本內便可觀見。從那時開始,其發展便持續不斷地有小幅的進展,直至16世紀的文藝復興時期,因著和新科學發現相作用而生成的數學革新導致了知識的加速,直至今日。 | |||
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