Let me say something.
The proposition is WRONG, if you don't give any assumption. (e.g. when the curve CANNOT be approximate by polygons, like a fractal curve)
咁邪惡的counterexample, 當然要找魔鬼...
http://en.wikipedia.org/wiki/Cantor_function
(又叫Devil's Staircase)
2008-04-14 12:17:01 補充:
這是一條由0 到1的 continuous curve. 但係其長度只是1, 因為是由 Cantor Function 的橫線組成的.而對稱性得出 area under curve = 1/2.
現在將4條 Devil's Staircase 貼成凌形的樣子. 這個凌形的周界=4x1 = 4, 面積= 4x 1/2 = 2. 但周界=4的圓形面積只有 4/pi = 1.273, 被遠遠拋離...
2008-04-14 12:19:09 補充:
問題就是出在這條continuous curve 唔係smooth curve, 即是不可微分. 於是便不可以用 approximation by polygon 去做. 不能define Arc Length 的Curve 也會出問題.
所以大前題, 證明這個定理 (Isoperimetric Inequality), 唔多唔少都要假設周界係可微的, 並要用到Differential Geometry 的技巧. 用Polygon 去Approximate 係一個好的Motivation, 但絕對唔可以當係Formal Proof
2008-04-14 12:20:54 補充:
>>假設周界係可微的
正確D 講係Piecewise Smooth (Piecewise C^1), 即係有限個C^1 curve 的union.
2008-04-17 05:35:25 補充:
點解會係 3/2?
留意這個 Cantor Function 的構造:
首先中間一條 1/3 的橫線.
然後兩條 1/9 的橫線
然後四條 1/27 的橫線...
.....
這些線都是 Cantor Set 的 Complement, 由於 Cantor Set measure = 0, 這些直線的總長度是1:
1/3 + 2/9 + 4/27 + 8/81 + ... = 1/3 (1/(1-2/3)) = 1
2008-04-18 01:46:18 補充:
你計錯了...
畫個 graph 出黎. f1 的長度係 1/3 + 2 sqrt(13/36)
中間的橫線的長度是1/3, 唔係0.5
而頭尾兩條鈄線的長度唔係L0/3, 而要用 Pythagorus Theorem 計的呀~
2008-04-18 04:27:35 補充:
計完......... 魔鬼的長度是2.........
看來我錯了.......
沮喪中 T_T