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.

Vũ trụ được tạo thành như thế nào?

Trái đất mà ta sinh sống là một đại hành tinh trong hệ Mặt Trời. Hệ Mặt Trời có tất cả 9 hành tinh lớn: Thuỷ tinh, Kim Tinh, Trái Đất, Hoả Tinh, Mộc...

Tại sao vỏ cây đỗ trọng sau khi bẻ sẽ có sợi rất dai?

Chúng ta ăn ngó sen tươi non trắng, bẻ đôi nó, sẽ thấy có rất nhiều những sợi tơ mảnh nối liền có thể kéo dài hơn 10 cm. Nếu đặt dưới kính hiển vi...

Vì sao khi đốt pháo lại gây nên tiếng nổ?

Pháo là một đặc sản của Trung Quốc. Pháo có nhiều loại: Pháo ta, pháo cây, pháp tép.

Tại sao có lúc E-mail bản Trung văn nhận được lại là những con số hỗn loạn?

Nhận được thư điện tử, thỉnh thoảng thấy toàn những con số hỗn loạn. Đó là 20 môi trường thao tác Trung văn mà bên phát và bên nhận sử dụng không đồng...

Tại sao ô tô trong tương lai có thể không dùng chìa khóa?

Trong đời sống hằng ngày của chúng ta, các loại ô tô, mô tô thậm chí cả xe gắn máy đều không tách rời khỏi chìa khoá: Mở cửa xe phải dùng chìa khoá,...

Vì sao gương cười khiến chúng ta bị biến hình?

Gương cười là loại gương khác hẳn với gương chúng ta vẫn dùng hàng ngày. Nó là loại gương có bề mặt rất bằng phẳng, khi soi vào hình của ta không bị biến hình, tỉ lệ độ to nhỏ cũng không thay đổi.

Có thể hợp nhất máy tính, ti vi và điện thoại làm một được không?

Ba chức năng máy tính, ti vi và điện thoại có thể được thực hiện bởi một thiết bị.

Vì sao khi máy bay cất cánh hoặc hạ cánh, thính lực của hành khách biến đổi?

Những người từng đi máy bay thường có cảm giác sau: khi máy bay cất cánh và hạ cánh, lỗ tai như có vật gì nút chặt, những âm thanh chung quanh trở nên...

Vì sao mặt nạ phòng độc lại chống được khí độc?

Tháng 4 năm 1915, vào một ngày trời râm mát, binh sĩ liên quân Anh - Pháp đang đồn trú dưới chiến hào, chiến trường hoàn toàn yên tĩnh.