Có thể vẽ được mọi đường cong không?

Vào những đêm mùa hè, chúng ta thường thấy các ngôi sao băng trên bầu trời sao. Các ngôi sao băng dịch chuyển trên bầu trời dưới dạng các đường cong. Nếu bạn đốt một nén hương trừ muỗi (tốt nhất vào ban đêm) rồi di động, đốm lửa ở đầu nén hương sẽ vẽ thành đường cong giống như sao băng. Chính từ gợi ý này mà các nhà toán học đã nghĩ ra phương pháp “vẽ bằng điểm” để vẽ các đường cong. Đường tròn, đường parabôn, đường hypecbôn, đường hình sin v.v... đều được vẽ theo phương pháp vẽ điểm.

Thế nhưng liệu có phải mọi đường cong phẳng đều có thể được vẽ bằng phương pháp vẽ điểm? Tiến thêm một bước có thể đặt câu hỏi liệu có thể có các đường cong phẳng nhất định cần phải được vẽ ra không?

Đến đây ta lại cần phải định nghĩa về đường cong phẳng. Thực ra từ năm 1893, nhà toán học Pháp Giocđan (Jordan) đã đưa ra định nghĩa rõ ràng về đường cong mà trước đó các nhà toán học chưa hề đưa ra định nghĩa chính thức về đường cong. Đường cong là một khái niệm mà hình học sử dụng như một khái niệm ban đầu. Trong khái niệm ban đầu này, đường cong là đường được vẽ ra chỉ có độ dài mà không có bề rộng, và một đường được tự nhiên vẽ ra sẽ là một loại đường cong.

Từ sau khi có định nghĩa rõ ràng về đường cong, tuỳ theo sự phát triển của toán học, đặc biệt với sự phát triển của các ngành hình học vi phân, tôpô học, khái niệm đường cong ngày càng được mở rộng. Việc vẽ được hay không vẽ được không còn là tiêu chuẩn để phân biệt các đường cong. Các nhà toán học thực sự đã nghĩ ra không ít loại đường cong không thể vẽ ra được. Ví dụ nhà toán học Ba Lan Serfinski đã đưa ra định nghĩa “thảm Serfinski” là một loại đường cong phẳng. Serfinski đã làm như sau:

Chọn một hình vuông A chia thành 9 hình vuông nhỏ bằng nhau sau đó khoét bỏ hình vuông ở giữa như ở hình 1. Sau đó lại tiếp tục chia 8 hình vuông ở ngoài biên này (người ta gọi chúng là hình vuông cấp một), mỗi hình vuông thành 9 hình vuông nhỏ khác bằng nhau, sau đó

lại khoét bỏ hình vuông nhỏ ở giữa (hình 2) và nhận được 82 = 64 hình vuông bao ngoài biên (ta gọi chúng là các hình vuông cấp hai). Sau đó lại tiếp tục chia các hình vuông cấp hai theo phương pháp tương tự như đã mô tả ở trên, ta sẽ được 83 = 512 hình vuông bao quanh khác (ta gọi đó là các hình vuông cấp ba) (hình 3). Tiếp tục quá trình như vừa mô tả đến vô hạn lần, cuối cùng hình vuông chỉ còn lại tập hợp các điểm C được gọi là “Thảm Serfinski”. “Tấm thảm” này phù hợp với định nghĩa một đường cong phẳng. Đường cong phẳng loại này rõ ràng khác với đường cong phẳng thông thường khác, đường cong loại này không vẽ được bằng phương pháp vẽ điểm. Loại đường cong phẳng này có tác dụng quan trọng trong quá trình nghiên cứu khái niệm vẽ đường cong.

Xã hội tin học hóa có những đặc tính gì?

Xã hội hiện đại là xã hội tin học hóa, dù là ngành nào đều không tách rời khỏi thông tin. Thông tin đã trở thành một trong năm yếu tố kinh tế (năm yếu...

Vết đen Mặt trời là gì?

Bề mặt Mặt Trời sáng chói, thường xuất hiện những vết tối gọi là vết đen hay nhật ban. Những ngày gió cát đầy trời, ánh nắng giảm yếu ta có thể dùng...

Tại sao trong ống nghiệm cũng có thể gây giống thực vật?

Khi hạt giống của thực vật có được điều kiện môi trường cần thiết như đất, nhiệt độ, độ ẩm, không khí..

Tại sao con đập ngăn nước thường theo dạng hình thang?

Nếu quan sát các con đập ngăn nước theo mặt cắt ngang, chúng thường có dạng hình thang, trên hẹp dưới rộng hoặc mặt đập đón nước thì đứng, mặt lưng bên kia thì có dạng trên hẹp dưới rộng.

Tại sao âm nhạc lại có thể thúc đẩycây trồng phát triển?

Chúng ta hay nói “đàn gảy tai trâu” để ví một người không hiểu gì về âm nhạc. Nhưng trong chuồng bò, chuồng gà mà thường xuyên phát ra những bản nhạc...

Tại sao nhiều loài hoa đẹp lại có độc?

Có nhiều loài hoa đẹp, được con người yêu thích, nhưng chúng lại có độc, như cây trúc đào có hoa màu hồng tươi tắn, quanh năm ra hoa, nhưng lá, rễ và...

Vì sao nhiệt độ giữa miền Bắc và miền Nam Trung Quốc chênh lệch khác nhau theo mùa?

Ở Bán cầu Bắc Trung Quốc, mùa đông thường có Mặt Trời chiếu sáng, tất cả là chiếu nghiêng.

Con người làm sao biết được đáy biển?

Trước đây đại dương luôn được con người gọi là thế giới thần bí. Từ cổ xưa con người đã sáng tác nhiều chuyện thần thoại đẹp làm xúc động lòng người...

Tại sao mầm cây lại phát triển cong về hướng Mặt Trời?

Năm 1880, nhà sinh vật học Đácuyn (Darwin) đã quan sát thấy một hiện tượng kì lạ: nếu mầm cây lúa, cây mạch có ánh sáng chiếu vào thì sẽ cong về hướng...