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【转载】数学就悖论正论大全,一起来证明1=2

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1楼2011-12-01 15:36回复
    平方根的阴谋 (1)
    定理:所有数都相等。
    证明:取任意两个数 a 和 b ,令 t = a + b 。于是,
    a + b = t
    (a + b)(a - b) = t(a - b)
    a^2 - b^2 = t·a - t·b
    a^2 - t·a = b^2 - t·b
    a^2 - t·a + (t^2)/4 = b^2 - t·b + (t^2)/4
    (a - t/2)^2 = (b - t/2)^2
    a - t/2 = b - t/2
    a = b
    怎么回事儿?
    问题出在倒数第二行。
    永远记住, x^2 = y^2 并不能推出 x = y ,只能推出 x = ±y 。
    平方根的阴谋 (2)
    1 = √1 = √(-1)(-1) = √-1·√-1 = -1
    嗯?
    只有 x 、 y 都是正数时, √x·y = √x·√y 才是成立的。
    -1 的平方根有两个, i 和 -i 。 √(-1)(-1) 展开后应该写作 i·(-i) ,它正好等于 1 。
    复数才是王道
    考虑方程
    x^2 + x + 1 = 0
    移项有
    x^2 = - x - 1
    等式两边同时除以 x ,有
    x = - 1 - 1/x
    把上式代入原式中,有
    x^2 + (-1 - 1/x) + 1 = 0

    x^2 - 1/x = 0

    x^3 = 1
    也就是说 x = 1。
    把 x = 1 代回原式,得到 1^2 + 1 + 1 = 0 。也就是说, 3 = 0 ,嘿嘿!
    其实, x = 1 并不是方程 x^2 + x + 1 = 0 的解。在实数范围内,方程 x^2 + x + 1 = 0 是没有解的,但在复数范围内有两个解。
    另一方面, x = 1 只是 x^3 = 1 的其中一个解。 x^3 = 1 其实一共有三个解,只不过另外两个解是复数范围内的。考虑方程 x^3 - 1 = (x - 1)(x^2 + x + 1) = 0 ,容易看出 x^3 = 1 的两个复数解正好就是 x^2 + x + 1 的两个解。因此, x^2 + x + 1 = 0 与 x^3 = 1 同时成立并无矛盾。
    注意,一旦引入复数后,这个谬论才有了一个完整而漂亮的解释。或许这也说明了引入复数概念的必要**。
    颇具喜剧色彩的错误
    众所周知,
    1 + 2 + 3 + … + n = n(n+1) / 2
    让我们用 n - 1 去替换 n ,可得
    1 + 2 + 3 + … + (n-1) = (n-1)n / 2
    等式两边同时加 1 ,得:
    1 + 2 + 3 + … + n = (n-1)n / 2 + 1
    也就是
    n(n+1) / 2 = (n-1)n / 2 + 1
    展开后有
    n^2 / 2 + n / 2 = n^2 / 2 - n / 2 + 1
    可以看到 n = 1 是这个方程的唯一解。
    也就是说⋯⋯ 1 + 2 + 3 + … + n = n(n+1) / 2 仅在 n = 1 时才成立!
    这个推理过程中出现了一个非常隐蔽而搞笑的错误。等式两边同时加 1 后,等式左边得到的应该是
    1 + 2 + 3 + … + (n-2) + (n-1) + 1
    1 块钱等于 1 分钱?
    我要用数学的力量掏空你的钱包!请看:
    1 元 = 100 分 = (10 分)^2 = (0.1 元)^2 = 0.01 元 = 1 分
    用这个来骗小孩子们简直是屡试不爽,因为小学(甚至中学)教育忽视了一个很重要的思想:单位也是要参与运算的。事实上, “100 分 = (10 分)^2” 是不成立的, “10 分” 的平方应该是 “100 平方分” ,正如 “10 米” 的平方是 “100 平方米” 一样。
    数学归纳法的杯具 (1)
    下面这个“证明”是由数学家 George Pólya 给出的:任意给定 n 匹马,可以证明这 n 匹马的颜色都相同。
    对 n 施归纳:首先,当 n = 1 时命题显然成立。若命题对 n = k 成立,则考虑 n = k + 1 的情形:由于 {#1, #2, …, #k} 这 k 匹马的颜色相同, {#2, #3, …, #k+1 } 这 k 匹马也相同,而这两组马是有重叠的,可知这 k+1 匹马的颜色也都相同了。
    这个证明错在,从 n = 1 推不出 n = 2 ,虽然当 n 更大的时候,这个归纳是正确的。这是数学归纳法出错的一个比较奇特的例子:基础情形和归纳推理都没啥问题,偏偏卡在归纳过程中的某一步上。
    数学归纳法的杯具 (2)
    下面,我来给大家证明,所有正整数都相等。
    为了证明这一点,只需要说明对于任意两个正整数 a 、 b ,都有 a = b 。
    为了证明这一点,只需要说明对于所有正整数 n ,如果 max(a, b) = n ,那么 a = b 。
    我们对 n 施归纳。当 n = 1 时,由于 a 、 b 都是正整数,因此 a 、 b 必须都等于 1 ,所以说 a = b 。若当 n = k 时命题也成立,现在假设 max(a, b) = k + 1 。则 max(a - 1, b - 1) = k ,由归纳假设知 a - 1 = b - 1 ,即 a = b 。
    这个问题出在, a - 1 或者 b - 1 有可能不是正整数了,因此不能套用归纳假设。
    


    3楼2011-12-01 15:39
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      所有三角形都是等腰三角形
      别以为谬证都是隐藏在数字和字母之中的。下面就是一个经典的几何谬论。
      画一个任意三角形 ABC 。下面我将证明, AB = AC ,从而说明所有三角形都是等腰三角形。

      令 BC 的中垂线与 ∠A 的角平分线交于点 P 。过 P 作 AB 、 AC 的垂线,垂足分别是 E 、 F 。由于 AP 是角平分线,因此 P 到两边的距离相等,即 PE = PF 。于是,由 AAS 可知 △APE ≌ △APF 。由于 DP 是中垂线,因此 P 到 B 、 C 的距离相等,由 SSS 可知 △BPD ≌ △CPD 。另外,由于 PE = PF , PB = PC ,且 ∠BEP = ∠CFP = 90° ,由 HL 可知 △BEP ≌ △CFP 。现在,由第一对全等三角形知 AE = AF ,由最后一对全等三角形知 BE = CF ,因此 AE + BE = AF + CF ,即 AB = AC 。

      这个证明过程其实字字据理,并无破绽。证明的问题出在一个你完全没有意识到的地方——这个图形就是错的!事实上, BC 的中垂线与 ∠A 的角平分线不可能交于三角形的内部。我们可以证明, P 点总是落在 △ABC 的外接圆上。如图, P 是 BC 的中垂线与外接圆的交点,显然 P 就是弧 BC 的中点,即弧 BP = 弧 PC 。因此, ∠BAP = ∠CAP ,换句话说 P 恰好就在 ∠A 的角平分线上。

      P 在 △ABC 外的话,会对我们的证明产生什么影响呢?你会发现,垂足的位置发生了本质上的变化—— F 跑到 AC 外面去了!也就是说,结论 AE + BE = AF + CF 并不错,只是 AF + CF 并不等于 AC 罢了。
      一个可怕的逻辑错误
      下面这个勾股定理的“证明”曾经发表在 1896 年的 The American Mathematical Monthly 杂志上:

      假设勾股定理是正确的,于是我们可以得到
      AB^2 = AC^2 + BC^2
      BC^2 = CD^2 + BD^2
      AC^2 = AD^2 + CD^2
      把后两式代入第一个式子,有
      AB^2 = AD^2 + 2·CD^2 + BD^2
      但 CD^2 = AD·BD ,因此
      AB^2 = AD^2 + 2·AD·BD + BD^2

      AB^2 = (AD + BD)^2

      AB = AD + BD
      而这显然成立。因此,我们的假设也是成立的。
      这个证明是错误的。假设结论正确,推出一个矛盾,确实能说明这个假设是错误的(这就是反证法);但假设结论正确,推出它与条件吻合,这却并不能说明假设真的就是正确的。错误的假设也有可能推出正确的结果来。最经典的例子就是,不妨假设 1 = 2 ,由等式的对称性可知 2 = 1 ,等量加等量有 1+2 = 2+1 ,即 3 = 3 。但 3 = 3 是对的并不能表明 1 = 2 是对的。
      


      4楼2011-12-01 15:39
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        不懂
        第一个是乘法分配律吧


        来自掌上百度6楼2012-03-13 14:40
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