- 다양한 주제에 대해 자유롭게 글을 작성하는 게시판입니다.
Date 15/09/07 10:49:45
Name   눈부심
Subject   재미있는 무한대
수학자 게오르그 칸토는 무한대도 크기가 서로 다를 수 있음을 증명했다고 하는데 오늘 이런 걸 봤어요.


반원이 있고 이것의 지름은 직선 AB와 거리가 같습니다. 반원 위에 있는 모든 점들을 직선 AB에 있는 점들과 대응시킬 수 있어요.  



이제 중심에서 반원에 있는 아무 점이나 지나쳐 아래에 있는 직선에 닿는 점과 대응을 시킵니다. 이렇게 엄청나게 많은 점을 대응시키다 보면 무한대의 직선에 대응되는 모든 점이 반원에 존재하기도 합니다. 
그래서 이게 의미하는 바가 뭐냐? 저도 잘 모르겠습니다;;



원래는 이 동영상을 보고 있었거든요. 원의 크기가 다른데 서로 아래위 위치만 다르고 같은 지점에서 출발했다가 같은 지점에 도착을 하잖아요. 처음에 이거 보면 머리 쥐어 뜯어요. 저는 gif가 안 퍼져서 링크를 가지고 오면,
저게 일종의 착시래요. '아리스토텔레스의 바퀴'라고 하는 역설인데 두 원이 같은 거리의 직선을 움직이는 듯 보이는 이유가 실은 원 하나는 slip하기 때문이라는데 slip이면 미끄러지는 건데.. 이게 정확하게 무슨 말인지 모르겠어요.
대신, 링크에서 빨간색칠이 된 두 원이 직선 위로 움직일 때 마크표시에 손끝을 대고 같이 따라가 보세요. 그러면 큰원이 분명 더 많은 거리를 움직인다는 걸 알 수 있어요. 큰원이 움직이기 시작하는 순간에는 왼쪽으로 원을 그리며 붕 떴다가 다시 오른쪽으로 여행해서 도착할 때엔 다시 붕 돌아 왼쪽으로 돌며 도착지에 닿아요.  



0


    Vinnydaddy
    사각형 안에 사각형, 오각형 안에 오각형, 육각형 안에 육각형... 이런 식으로 점점 늘려나가면서 생각해보면 slip이라는 게 무슨 말인지 좀 더 알기 편하더군요. 정확하게 수학적인 증명이 어찌 되는지는 모르겠지만 저는 \'무한번 미끄러진다\' 내지는 \'무한번 덜컹한다\'고 생각하고 있습니다.
    눈부심
    근데 두 원이 같은 평면에 딱 붙어 있는데 하나만 무한번 덜컹덜컹하는 게 뭔지 모르겠더라고요. 수학 잘하는 건 타고나야 되는 것 같아요. 전 좀 모지란 사람 붙들고 설명해 주듯 하는 게 아니면 모르겠더라고요;; 이거 질문방으로 갔어야 으크..
    얄팍하게 아는 지식상에서 얘기해봅니다. 잘못된게 있을수도 있어요 -_-

    1. 위쪽 그림은 가지는 의미가 쟤네들끼리 집합의 농도(세기, 대등 으로도 표현)가 같다는 의미입니다.
    [무한집합에서 크기]를 얘기할때 집합들끼리 [일대일 대응이 되는가?] 를 가지고 얘기를 합니다.
    자연수, 정수, 유리수 끼리는 서로 일대일 대응이 되어 같은 농도이나, 실수는 일대응 대응이 되지 않아 다른 농도를 가집니다.
    거기에 0~1 까지의 실수는 실수 전체와 일대일 대응이되어 같은 농도입니다.

    좀더 자세한 정보는 다음 링크들을 보시... 더 보기
    얄팍하게 아는 지식상에서 얘기해봅니다. 잘못된게 있을수도 있어요 -_-

    1. 위쪽 그림은 가지는 의미가 쟤네들끼리 집합의 농도(세기, 대등 으로도 표현)가 같다는 의미입니다.
    [무한집합에서 크기]를 얘기할때 집합들끼리 [일대일 대응이 되는가?] 를 가지고 얘기를 합니다.
    자연수, 정수, 유리수 끼리는 서로 일대일 대응이 되어 같은 농도이나, 실수는 일대응 대응이 되지 않아 다른 농도를 가집니다.
    거기에 0~1 까지의 실수는 실수 전체와 일대일 대응이되어 같은 농도입니다.

    좀더 자세한 정보는 다음 링크들을 보시면 됩니다. 제가 제대로 이해하고 남한테 얘기할 수 있는건 위에 3줄뿐... ㅜㅜ
    ----
    위키백과 - 기수 (수학) : https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B8%B0%EC%88%98_(%EC%88%98%ED%95%99)
    나무위키 - 무한대 : https://namu.wiki/w/%EB%AC%B4%ED%95%9C%EB%8C%80#s-2
    DoMath - Set Power : http://domath.kr/wiki/index.php/Set_Power


    2. 영어 스크립트를 보고 동역학 계산좀 해봐야 정확하겠지만 추측해보면 다음과 같습니다.
    둘레의 길이와 선의 길이가 일치하는 것은 바퀴의 테두리 뿐입니다. 나머지는 착시!
    저런 운동을 계산하려면 두가지를 동시에 해주면 되는데, [축이 움직이는 직선운동 + 바퀴의 구름으로 인한 회전운동] 을 계산해야합니다. 동역학 쪼끔만 배우면 나와요 흐흐.
    우리가 보기엔 두원이 바퀴의 구름으로 인한 회전운동으로 가는 것처럼 보여 원의 둘레 = 선의 길이 로 보이나, 실제로는 [축이 움직이는 직선운동이 더해져서 미끄러지기 때문에] 차이가 발생하는거죠.
    계산은 짬이난다면 해보도록 하겠습니다 (..) 계산해보고 아니면 잽싸게 바꾸겠습니다.


    뱀다리.
    댓글 이거 쓰는데도 30분 걸리네요 ㅠㅠ 글 어떻게 하면 빨리 쓸 수 있나요 어흑
    눈부심
    고맙습니다. 무한대동영상 하나 보긴 봤어요. 실수리스트를 한 줄, 두 줄, 세 줄, 네 줄, 막 늘어놓고 대각선으로 없애고 어떤 규칙에 근거해 새로운 숫자를 하나 만들어 봤더니 아무리 숫자가 무한대로 늘어나도 결코 리스트에 나타날 수 없는 숫자가 만들어지더라고요. 실수무한대보다 큰 무한대가 존재한다는 뜻이었던 것 같아요. (4분 43초부터 나와요)
    https://www.youtube.com/watch?v=elvOZm0d4H0
    Infinity is bigger than you think - Numberphile


    [축이 움직이는 직선운동이 더해져서 미끄러지기 때문]이 뭔지 아직 이해가 안 되는데 혹시 제가 이해못해도 너무 갑갑해 하진 마시고 그냥 포기하시라는...크크
    의사소통이 많이 어려운 공돌이 1이니 이해 안가는 부분은 가감없이 태클걸어주시면 됩니다! 이런 피드백이 저를 발전시키겠죠 ㅠㅠ

    [점이 도는 것 + 바퀴 전체가 움직이는 것 = 점이 움직인 경로] 인데, 저영상을 보면
    [점이 도는 것 = 점이 움직인 경로] 라고 생각되어 원둘레 = 선길이 로 보이게 되는겁니다.

    그자리에서 회전하고 선이 움직이게하면 딱 원의 둘레만큼만 선이 움직일텐데, 바퀴가 회전하면서 앞으로 가기때문에 앞으로 가는게 더해져서 같아보이는 겁니다.
    눈부심
    아... 이거 죄송해서 어떡하나 제가 좀 바붕..
    저는 링크에 나오는 gif에서 큰 원의 빨간부분을 손가락끝으로 따라가니까 출발할 때는 고무줄처럼 늘어나는 것 같고 도착할 때는 늘어났던 고무줄이 줄어드는 것 같이 보이더라고요. 이렇게 이해한 걸 slip이라고 하니까 그말이 그말인가 싶고 아이...부끄럽다..
    보충설명 붙이는 짬에 댓글다셨네요 ㅠㅠ 한번에 다설명해야하는데, 항상 해놓으면 부족한 부분이 보여서 ㅠㅠ 죄송합니다.

    저 영상에서 판 위의 두 점을 따라가면 안되요. 그 방법으로 따라가도 되는 점은 원 둘레 뿐입니다.

    판의 회전과, 축의 직선운동 두개를 분리해야합니다.
    \"중심이 움직이지 않는\" 회전운동에서 각 점들의 속도는 중심을 향한 속도 + 진행방향인 쪽 속도 가 있습니다.
    여기서 \"중심이 움직이면\" 각각의 속도들에 중심이 움직이는 속도를 더해야하죠.
    ... 더 보기
    보충설명 붙이는 짬에 댓글다셨네요 ㅠㅠ 한번에 다설명해야하는데, 항상 해놓으면 부족한 부분이 보여서 ㅠㅠ 죄송합니다.

    저 영상에서 판 위의 두 점을 따라가면 안되요. 그 방법으로 따라가도 되는 점은 원 둘레 뿐입니다.

    판의 회전과, 축의 직선운동 두개를 분리해야합니다.
    \"중심이 움직이지 않는\" 회전운동에서 각 점들의 속도는 중심을 향한 속도 + 진행방향인 쪽 속도 가 있습니다.
    여기서 \"중심이 움직이면\" 각각의 속도들에 중심이 움직이는 속도를 더해야하죠.
    http://physics.stackexchange.com/questions/80858/why-is-velocity-of-outermost-point-on-a-rotating-wheel-double-the-velocity-of-ce
    요기 나와있는 그림처럼요. 여기 그림은, 중심부분 속도는 생략했습니다만 이것만 보셔도 될 것 같습니다. 우리의 관심사는 지면과 평행한 선이니까요!

    바퀴 안쪽 지면에 평행한 속도(x 방향 속도라고 하겠습니다.)들은 위아래 속도 화살표들 끝을 연결하면 됩니다.
    왼쪽같은경우
    위에서 중심까지 +v -> 0 으로 점차 감소하고, 중심에서 아래로 0 -> -v 로 점차 왼쪽으로 커집니다.
    오른쪽같은경우
    위에서 중심까지 +2v -> +v 으로 점차 감소하고, 중심에서 아래로도 +v->0 으로 점차 감소합니다.
    오른쪽에서 지면에 접한 점을 빼면, 모두 x방향 속도가 0이 아니에요!

    손끝으로 따라가도 상관 없는것은 순간 속도가 0인 부분만 해당이 됩니다. 나머지는 속도가 있기때문에 시간에따라 움직여서 안되요.

    뱀다리.
    속도가 0인데 어떻게 굴러갈 수 있느냐는, 저 순간의 속도가 0인 것이고, 속도가 0이여도 가속도가 있기때문에 쪼금의 시간만 지나면 속도가 생겨 움직이게 됩니다.
    궁금하시면 미분방정식 푸시면 됩니다. (..)

    뱀다리 2.
    원래 그림도 만들고 해야하는데, 그정도 할 여건이 지금은 안되네요. 시간이 된다면 그림까지 첨부하여 자세히 설명하는 훌륭한 설명충이 되도록 하겠습니다.
    J_Square
    해당 증명은 셀 수 없는 무한대가 존재한다는 것입니다.
    실수의 집합을 셀수 있다고 가정하면 모든 실수를 말씀하신 것처럼 전부 나열할 수 있는데,
    그 나열한 리스트에 없는 실수가 존재하여 셀수 있는 무한대와 동형이 아니게 된다… (즉 실수의 집합의 기수는 셀 수 없는 무한대)
    뭐 그런 수학 전공자 아니면 사는데 지장없는 그런 게 있습니다. (..)
    무한이 들어가는 수학 영역은 상식으로 받아들이기 어려운 것들이 워낙 많아서…
    눈부심
    아아.. 그런 뜻이군요. 고맙습니다.
    세인트
    요 근래 몇 일간 홍차넷을 못 들어왔었습니다.
    오랜만에 들어오자마자 눈부심님 글이 주르륵 많아서 몹시 즐거워하며 읽었습니다.
    항상 감사하고 잘 읽고 있습니다! 종종 와이프에게도 보여주곤 합니다 크크.
    눈부심
    고맙습니다 흐흐흐흐흐흐
    아리스토텔레스의 바퀴라네요~
    네이버캐스트에서 다룬 적이 있습니다.
    http://navercast.naver.com/contents.nhn?rid=22&contents_id=286
    눈부심
    오와.... 비니대디님께서 설명하신 게 이거군요. 못 알아듣고 있었어요.
    저는 네이버를 전혀 쓰지 않아서 저렇게 유용한 정보가 있는지 몰랐어요. 늘상 구글만 사용했는데 검색결과가 정말 형편없더라고요.
    위에 Top님께서 설명해주신 것도 다시 들여다봐야 겠어요. 고맙습니다.
    삼공파일
    이래서 가우스 분포를 알 것 같은 이미지가 있었던 겁니다!
    눈부심
    이상하다... 그 정반대가 아니고요...이상타..
    전 무식한 거 티나는 거 \'뭐 그럴 수도 있지\'하고 생각하는 편이라 뭘 많이 물어봐요 크크.
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