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降维了 2 次还是和圆有关,π这个常数你是甩不掉的。
这一点对更高维度的球也适用。
ex 也是这样,而且比球面更厉害
无论如何降维,ex 总是老样子,一点儿都没变!
就好像你切掉孙悟空的一部分,你以为是一小片肉,睁眼一看,居然是另一个孙悟空,而且一样大!
这种自相似或全息性太匪夷所思、太好玩儿了!
大刘!我知道怎么化解《三体》外星人的降维攻击了!
下面就是 ex 在直角坐标系中的样子
美妙的螺线
在上面的部分中,指数函数 ex 的美并没有真正的体现出来。
让我们换一个视角看,你一定会大吃一惊。
我们知道二维坐标系除了直角坐标系外,还有一种常用的是极坐标系,如下图
我们把指数函数 ex 换成极坐标,就变成了 eθ,θ是点与极轴的夹角。
这时的指数函数就会变成下图的样子,这个螺线叫对数螺线(Logarithmic spiral),又叫等角螺线。
之所以叫等角螺线,是因为在极坐标中,螺线和射线的夹角始终是一个固定夹角,如下图所示,蓝线每次穿过射线时,其夹角是固定的,也就是等角,我们在后面会用到这个等角特性。
有人说:等等!我好想在哪里见过这货?
不对,这个图,好像有什么东西乱入了……
这就是人体曲线,啊不,是斐波那契螺线,网上很流行玩这种摄影,都快被玩坏了。
斐波那契数列就是 1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89……这样的数列。
其特点是前两个数加起来就是下一个数,例如
1+1=2
1+2=3
2+3=5
……
34+55=89
……
用这些数画出来的半圆,可以拼接成下面的螺线形状,这就是斐波那契螺线。
套用在美女图片上就可以这样玩,虽有过度解读之嫌,但可以获得极好的传播效果。
有趣的是这个数列还和黄金比例有关,例如 55/34≈1.6176,接近黄金分割比例 1.618,数列的数字越到后面,结果就越趋近于黄金分割这个无理数,如下图
不过斐波那契螺线仅仅是对一种叫黄金螺线(Golden spiral)的近似,黄金螺线是一种内涵黄金分割比例的对数螺线 eθ,下图红色的才是黄金曲线,绿色的是「假黄金螺线」(斐波那契螺线),近似却不重合。
很多科学家发现对数螺线 eθ 在自然界中广泛存在。从大如星系、台风,到小如花朵、海螺……宇宙中到处都是对数螺线 eθ 的身影:
原来 e 以这种特殊的方式隐藏在自然之中。需要注意的是,这不是 e 被称为自然底数的原因,这和大自然没太大关系。
为什么自然界中存在这么多的对数螺线呢?
因为对数螺线具有等角性,受环境影响,很