Vì sao phương pháp thay thế dần lại cho một con số có tính ngẫu nhiên?

Hình vẽ ở bên dưới là một hàm bậc hai y = ax(1 - x); 0 < x <1, a là một tham số. Với x = 1/2ta nhận được cực trị của đường parabon. Với mỗi giá trị 0 < x < 1, ta sẽ nhận được một điểm y duy nhất trên đường parabon. Với một số x0 0 < x0 < 1 ta nhận được số y0. Lại đem thay y0 vào hàm bậc hai ta được giá trị mới y1. Lại đem y1 thay vào hàm, ta lại được y2, lại tiếp tục đưa y2 vào thay... ta sẽ thu được dãy số y0, y1, y2....quá trình này trong toán học gọi là phương pháp thay dần.

Xuất phát từ hàm bậc hai, ta chọn số x0 bất kì (0 < x0 < 1) làm giá trị thay thế ban đầu, với các tham số a khác nhau, ta sẽ nhận được các kết quả đáng chú ý.

Khi chọn a = 2 và x0 = 0,2 tiến hành việc thay thế dần, ta sẽ nhận được dãy số yi là 0,18; 0,2952; 0,4161140; 0,485926; 0,499604; 0,50000. Cuối cùng dãy số sẽ dừng lại ở con số 0,50000.

Khi a = 3,2 và chọn giá trị ban đầu là, x0 = 0,2 ta sẽ nhận được dãy số: 0,512; 0,799539; 0,512840; 0,7994690; 0,530190; 0,7994580; 0,5130400; 0,7994560; 0,51304403; 0,7994560; 0,5130440; 0,7994560; 0,5130440..., dãy trị số thay thế dần cuối cùng sẽ dừng lại ở hai số: 0,7884560 và 0,5130440 chúng sẽ thay phiên nhau xuất hiện.

Với a = 3,5 và giá trị ban đầu x0 = 0,2 tiến hành thay thế dần đến 30 lần cuối cùng xuất hiện các số 0,3828200; 0,8269410; 0,500840; 0,8749970, từ đó 4 số này thay nhau xuất hiện. Khi cho a tăng dần thì cuối cùng sẽ xuất hiện 8 số thay nhau xuất hiện khi tiến hành cuộc thay dần tiếp tục,...rồi lại xuất hiện 16 số thay nhau xuất hiện...

Nhưng khi cho a tăng đến a > 3,57 ví dụ a = 3,58 thì dãy số do kết quả các thay thế dần là: 0,572800; 0,8760270; 0,388020; 0,8507340; 0,4546100; 0,8876240; 0,3570966; 0,8218190; 0,5240630; 0,892927; 0,3422780; 0,8059430... và hiện tượng quy luật mất hẳn, người ta không nhận được bất kì giá trị nào được lặp lại, không hề có tính quy luật, trái lại các số xuất hiện đều có tính ngẫu nhiên. Các bạn thử tiếp tục thay thế sẽ thấy.

Xuất phát từ một hàm bậc hai, chọn các tham số a và tiến hành phép thay thế dần ta sẽ nhận được dãy số không lường trước được, làm mọi người khó tin nhưng đó là sự thực có thể kiểm nghiệm bằng máy tính. Đó là một đặc tính cố hữu của các hệ phi tuyến, được gọi là tính ngẫu nhiên nội tại. Tính ngẫu nhiên nội tại là đặc trưng của một ngành khoa học mới: lí luận về trạng thái hỗn độn.

Tính xác định có bao hàm tính ngẫu nhiên. Ở đây xuất hiện quy luật thống nhất giữa các mặt đối lập. Do phép thay thế dần có bao hàm các sự kiện ngoài sự tiên liệu. Sự xuất hiện các số ngẫu nhiên giúp người ta nhận thức sâu hơn về tự nhiên.

Tại sao cây đa có thể một mình tạo thành rừng?

Cây đa là một loại cây cao to, xanh quanh năm, chịu được nhiệt độ cao, mưa to, độ ẩm không khí lớn, nó sống chủ yếu ở vùng nhiệt đới và á nhiệt đới,...

Vì sao nói năng lượng hạt nhân là nguồn năng lượng sạch?

Bất kì hoạt động công nghiệp nào cũng phải trao đổi chất với môi trường, vì thế mà gây ảnh hưởng cho môi trường. Việc khai thác năng lượng hạt nhân...

Vì sao nheo mắt có giúp chúng ta nhìn rõ hơn?

Hành động nheo mắt làm thay đổi hình dạng không gian ánh sáng đi qua tạo nên hình ảnh sắc nét trên võng mạc...

Vì sao khi đổ bộ vào đất liền thì cường độ của bão giảm xuống nhưng mưa lớn không ngừng?

Bão là vòng tròn khí lớn nhiệt đới xoay tròn dữ dội ở trung tâm khí áp thấp bao quanh. Sau khi đi vào đất liền, cơn bão chịu ảnh hưởng của ma sát mặt...

Vì sao có một số xét nghiệm máu phải lấy mẫu khi đói?

Những người đã xét nghiệm máu đều biết rõ, khi làm một số xét nghiệm máu như đường huyết, mỡ huyết, bệnh nhân không được ăn gì vào buổi sáng để lấy...

Vì sao muốn phóng tàu vũ trụ phải dùng tên lửa nhiều tầng?

Các loại vũ trụ du hành trong không trung đều dùng tên lửa để phóng lên. Chỉ khi các con tàu vũ trũ (vệ tinh, tàu thăm dò, trạm vũ trụ và máy bay vũ...

Vì sao khi tuyết rơi không lạnh nhưng khi tuyết tan lại lạnh?

Vào mùa đông, nhiều vùng ở Trung Quốc thường chịu sự chiếm lĩnh của luồng không khí lạnh. Luồng không khí vừa lạnh vừa khô bắt nguồn từ phương Bắc di...

Trên Mặt Trăng có núi lửa đang hoạt động không?

Từ năm 1969 đến nay con người đã từng lần lượt lên Mặt Trăng tám lần (bao gồm hai lần không có người đổ bộ) và mang về gần 1 vạn kg các mẫu đất Mặt...

Hoa văn trên cánh bướm có công dụng gì?

Có người gọi bướm là "bông hoa biết bay", đó là bởi vì trên hai đôi cánh của bướm thường có hoa văn đẹp rực rỡ.