Miesięcznik Murator ONLINE

Skocz do zawartości

Zagadki, łamigłówki...


Becik

Recommended Posts

Szczególny przypadek problemu Malfattiego

W trójkąt równoboczny o długości boku a=10 należy wpisać trzy okręgi tak, aby suma ich pól była maksymalna.

 

W jakim z przedstawionych poniżej dwóch wariantów, suma pól okręgów jest większa?

 

Wariant 1: Promienie wszystkich okręgów są jednakowe.

RozwiazanieMalfattiego.JPG

 

Wariant 2: Jeden z okręgów jest wpisany w trójkąt.

RozwiazanieMax.JPG

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

  • Odpowiedzi 632
  • Utworzony
  • Ostatnia odpowiedź

Najaktywniejsi w wątku

Zakręcona, Lopesjus- gratulacje :)

 

Podzielony kwadrat

Dany jest kwadrat o boku długości a. Kwadrat ma zostać podzielony na dwa różne prostokąty, przy czym mniejszy prostokąt musi pasować dokładnie do większego w sposób pokazany na poniższym rysunku.

 

W jakim stosunku a : c musi zostać podzielony kwadrat?

 

[ATTACH=CONFIG]141569[/ATTACH]

 

c = a * (2-3^1/2) czyli a* 0,26795...

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Liczby pierwsze, podzielność i liczba 24

Weźmy liczbę pierwszą większą od 3, pomnóżmy ją przez samą siebie i odejmijmy od tego 1.

Dlaczego wynik jest zawsze podzielny przez 24?

 

 

Lina rozciągnięta wokół równika Ziemi

Rozciągamy linę wokół równika (promień kuli ziemskiej r = 6378km), tak aby ściśle do niego przylegała, a następnie przedłużamy ją o 1 metr.

Jak wysoko można pociągnąć w dowolnym miejscu linę, dopóki ponownie nie będzie naciągnięta?

 

http://www.brefeld.homepage.t-online.de/Mathematik%20Dateien/seil-2.gif

 

 

Mszyca i sekwoja

Mszyca siedzi u podnóża sekwoi o wysokości 15m. Na początku roku mszyca wspina się po pniu o 2cm do góry. Przez resztę roku sekwoja rośnie równomiernie wzdłuż całej długości o 4cm. Ten proces powtarza się każdego roku: mszyca wspina się o 2cm do góry, a następnie drzewo rośnie o 4cm.

Czy w ten sposób mszyca osiągnie kiedykolwiek wierzchołek drzewa?

Jeśli tak, to ile lat będzie na to potrzebować i jak wysokie będzie wtedy drzewo?

 

Wskazówka: Należy rozpatrywać to zadanie tylko z matematycznego punktu widzenia i zignorować nasuwające się wątpliwości natury biologicznej, np. oczekiwanej długości życia mszycy, procesu wzrostu sekwoi, etc.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

 

Mszyca i sekwoja

Mszyca siedzi u podnóża sekwoi o wysokości 15m. Na początku roku mszyca wspina się po pniu o 2cm do góry. Przez resztę roku sekwoja rośnie równomiernie wzdłuż całej długości o 4cm. Ten proces powtarza się każdego roku: mszyca wspina się o 2cm do góry, a następnie drzewo rośnie o 4cm.

Czy w ten sposób mszyca osiągnie kiedykolwiek wierzchołek drzewa?

Jeśli tak, to ile lat będzie na to potrzebować i jak wysokie będzie wtedy drzewo?

 

Wskazówka: Należy rozpatrywać to zadanie tylko z matematycznego punktu widzenia i zignorować nasuwające się wątpliwości natury biologicznej, np. oczekiwanej długości życia mszycy, procesu wzrostu sekwoi, etc.

 

Wygląda na to, że mszyca nie dotrze na szczyt, granicą jest połowa wysokości drzewa. Gdyby jednak odwrócić parametry (wędrówka 4cm, a przyrost 2cm), to już po 749 latach mszyca będzie rozkoszować się widokiem z poziomu 30m (29,96)

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Liczby pierwsze, podzielność i liczba 24

Weźmy liczbę pierwszą większą od 3, pomnóżmy ją przez samą siebie i odejmijmy od tego 1.

Dlaczego wynik jest zawsze podzielny przez 24?

 

 

Zadanie sprowadza się do udowodnienia, że p^2-1 = 2*2*2*3*n, gdzie p oznacza liczbę pierwszą, n liczbę naturalną.

p^2-1=(p-1)*(p+1) jest to iloczyn dwóch kolejnych liczb parzystych. Mamy zatem 2*2*n a z informacji że są to kolejne liczby parzyste wiemy, że jedna z nich jest podzielna przez 4. Załatwione mamy zatem dzielenie przez 8

Szukamy dowodu na podzielność przez 3, co też jest proste - mamy p-1, p oraz p+1 czyli ciąg trzech kolejnych liczb naturalnych. Jedna z nich jest podzielna przez 3

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Zadanie sprowadza się do udowodnienia, że p^2-1 = 2*2*2*3*n, gdzie p oznacza liczbę pierwszą, n liczbę naturalną.

p^2-1=(p-1)*(p+1) jest to iloczyn dwóch kolejnych liczb parzystych. Mamy zatem 2*2*n a z informacji że są to kolejne liczby parzyste wiemy, że jedna z nich jest podzielna przez 4. Załatwione mamy zatem dzielenie przez 8

Szukamy dowodu na podzielność przez 3, co też jest proste - mamy p-1, p oraz p+1 czyli ciąg trzech kolejnych liczb naturalnych. Jedna z nich jest podzielna przez 3

Świetnie!

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Wygląda na to, że mszyca nie dotrze na szczyt, granicą jest połowa wysokości drzewa. Gdyby jednak odwrócić parametry (wędrówka 4cm, a przyrost 2cm), to już po 749 latach mszyca będzie rozkoszować się widokiem z poziomu 30m (29,96)

To nie jest prawidłowa odpowiedź.

Wskazówka: Również wzrost drzewa wynosi mszycę do góry.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Wziąłem to oczywiście pod uwagę... sprawdziłem obliczenia i upieram się przy swojej odpowiedzi :-(

Proponowane rozwiązanie:

 

Mszyca pokonuje na początku pierwszego roku odcinek 2cm, co odpowiada 1/750 (2cm/15m) wysokości drzewa. Mszyca zachowuje tą relatywną pozycję podczas gdy sekwoja rośnie równomiernie na całej swojej długości o 4cm. Drzewo osiąga wtedy wysokość 15.04m i mszyca wspina się w następnym roku znowu o 2cm, co tym razem odpowiada 1/752 (2cm/15,04m) wysokości drzewa. W kolejnym roku wspina się ponownie o 2cm, co odpowiada 1/754 (2cm/15,08m) wysokości drzewa, etc.

 

To znaczy, że relatywna całkowita wysokość Hr, na której znajduje się mszyca po n latach, jest równa:

Hr = 1/750 + 1/752 + 1/754 + ... + 1/(750 + 2*n) = (1/2) * (1/375 + 1/376 + 1/377 + ... + 1/(375 + n))

 

Wyrażenie w nawiasie jest, z wyjątkiem skończonej ilości składników początkowych, ciągiem harmonicznym.

Ponieważ ciąg harmoniczny z powodu swojej rozbieżności, dąży do nieskończoności, Hr musi w końcu przekroczyć wartość 1.

Wtedy właśnie mszyca osiągnie wierzchołek drzewa.

 

Przy pomocy prostego algorytmu możemy z łatwością obliczyć, że

(1/2) * (1/375 + 1/376 + 1/377 + ... + 1/2766) = 0,99987

(1/2) * (1/375 + 1/376 + 1/377 + ... + 1/2767) = 1,00005

 

Czyli mamy 2767 – 375 + 1 = 2393 skadników, których suma jest większa od 1.

 

Ponieważ mszyca wspina się zawsze na początku roku, potrzebuje zatem 2392 lata aby osiągnąć wierzchołek drzewa.

Sekwoja osiąga wówczas wysokość 15m + 2392*0.04m = 110.68m

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Proponowane rozwiązanie:

 

Czyli mamy 2767 – 375 + 1 = 2393 skadników, których suma jest większa od 1.

 

Ponieważ mszyca wspina się zawsze na początku roku, potrzebuje zatem 2392 lata aby osiągnąć wierzchołek drzewa.

Sekwoja osiąga wówczas wysokość 15m + 2392*0.04m = 110.68m

 

Czasami zamiast się upierać, lepiej dwa razy sprawdzić obliczenia...

Na swoje usprawiedliwienie - źle "zahaszowłaem" funkcję w Excelu, wynik mam ten sam... :-(

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

 

Lina rozciągnięta wokół równika Ziemi

Rozciągamy linę wokół równika (promień kuli ziemskiej r = 6378km), tak aby ściśle do niego przylegała, a następnie przedłużamy ją o 1 metr.

Jak wysoko można pociągnąć w dowolnym miejscu linę, dopóki ponownie nie będzie naciągnięta?

 

Czy to zadanie ma rozwiązanie bez stosowania przybliżeń? (rozwinięcie tg)

Edytowane przez Lopesjus
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Czy to zadanie ma rozwiązanie bez stosowania przybliżeń? (rozwinięcie tg)

Dokładnego rozwiązania analitycznego nie ma. Natomiast można rozwiązać ten problem numerycznie (za pomocą iteracji) lub tak jak sugerujesz przy pomocy przybliżeń wynikających z rozwinięć potęgowych funkcji trygonometrycznych.

W obu przypadkach uzyskane wyniki, wyrażone w metrach, są identyczne do trzeciego miejsca po przecinku.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Dokładnego rozwiązania analitycznego nie ma. Natomiast można rozwiązać ten problem numerycznie (za pomocą iteracji) lub tak jak sugerujesz przy pomocy przybliżeń wynikających z rozwinięć potęgowych funkcji trygonometrycznych.

W obu przypadkach uzyskane wyniki, wyrażone w metrach, są identyczne do trzeciego miejsca po przecinku.

 

 

Szkoda, wolę takie "czyste" przypadki :-). Rozwiązanie jet dość zaskakujące, prawda?

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Dawno mnie tu nie było, a widzę, że to zadanie jeszcze nie doczekało się rozwiązania.

Szczególny przypadek problemu Malfattiego

W trójkąt równoboczny o długości boku a=10 należy wpisać trzy okręgi tak, aby suma ich pól była maksymalna.

 

W jakim z przedstawionych poniżej dwóch wariantów, suma pól okręgów jest większa?

 

Wariant 1: Promienie wszystkich okręgów są jednakowe.

[ATTACH=CONFIG]141572[/ATTACH]

 

Wariant 2: Jeden z okręgów jest wpisany w trójkąt.

[ATTACH=CONFIG]141573[/ATTACH]

Suma pól okręgów jest większa w drugim wariancie.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Dawno mnie tu nie było, a widzę, że to zadanie jeszcze nie doczekało się rozwiązania.

 

Suma pól okręgów jest większa w drugim wariancie.

 

Doskonale :)

 

Ja tylko dodam, że różnica jest bardzo niewielka:

 

S (wariant 1) = 3*pi*a^2/[4(1 + 3^1/2)^2] ~ 31.567

 

S (wariant 2) = 11*pi*a^2/108 ~ 31.9977

 

Włoski matematyk Malfatti twierdził w 1803 roku, że w wariancie 1 suma pól okręgów jest większa. Jego pomyłkę wykazali matematycy Lob i Richmond dopiero w roku 1929.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Wiek biskupa

Pastor mówi do organisty: "Dzisiaj były tylko trzy osoby w kościele".

Organista: "W jakim były wieku?"

Pastor: "Iloczyn liczby ich lat wynosi 2450. Natomiast suma ich lat jest równa Twojemu wiekowi".

Organista: "Hmm, te informacje nie wystarczą aby określić wiek każdej z nich".

Pastor: "No tak, zapomniałem jeszcze dodać, że cała trójka jest młodsza od naszego biskupa".

Organista: Aha, to teraz wszystko już wiem.

 

W jakim wieku jest biskup?

 

 

Dziewięciocyfrowa liczba vs podzielność

Istnieje tylko jedna dziewięciocyfrowa liczba, w której każda cyfra od 1 do 9 występuje dokładnie raz, i w której pierwsza cyfra jest podzielna przez 1, liczba złożona z pierwszych dwóch cyfr jest podzielna przez 2, liczba złożona z pierwszych 3 cyfr jest podzielna przez 3, ..., a cała liczba jest podzielna przez 9.

 

Jaka to liczba?

 

Przykład: 123654789

1 jest podzielne przez 1.

12 jest podzielne przez 2.

123 jest podzielne przez 3.

1236 jest podzielne przez 4.

12365 jest podzielne przez 5.

123654 jest podzielne przez 6.

1236547 nie jest podzielne przez 7! Zatem 123654789 nie jest rozwiązaniem!

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Dziewięciocyfrowa liczba vs podzielność

Istnieje tylko jedna dziewięciocyfrowa liczba, w której każda cyfra od 1 do 9 występuje dokładnie raz, i w której pierwsza cyfra jest podzielna przez 1, liczba złożona z pierwszych dwóch cyfr jest podzielna przez 2, liczba złożona z pierwszych 3 cyfr jest podzielna przez 3, ..., a cała liczba jest podzielna przez 9.

 

Jaka to liczba?

 

Przykład: 123654789

1 jest podzielne przez 1.

12 jest podzielne przez 2.

123 jest podzielne przez 3.

1236 jest podzielne przez 4.

12365 jest podzielne przez 5.

123654 jest podzielne przez 6.

1236547 nie jest podzielne przez 7! Zatem 123654789 nie jest rozwiązaniem!

381654729

Wiek biskupa

Pastor mówi do organisty: "Dzisiaj były tylko trzy osoby w kościele".

Organista: "W jakim były wieku?"

Pastor: "Iloczyn liczby ich lat wynosi 2450. Natomiast suma ich lat jest równa Twojemu wiekowi".

Organista: "Hmm, te informacje nie wystarczą aby określić wiek każdej z nich".

Pastor: "No tak, zapomniałem jeszcze dodać, że cała trójka jest młodsza od naszego biskupa".

Organista: Aha, to teraz wszystko już wiem.

 

W jakim wieku jest biskup?

biskup ma 50 lat

Edytowane przez Zakręcona
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Dołącz do dyskusji

Możesz dodać zawartość już teraz a zarejestrować się później. Jeśli posiadasz już konto, zaloguj się aby dodać zawartość za jego pomocą.

Gość
Odpowiedz w tym wątku

×   Wklejono zawartość z formatowaniem.   Usuń formatowanie

  Dozwolonych jest tylko 75 emoji.

×   Odnośnik został automatycznie osadzony.   Przywróć wyświetlanie jako odnośnik

×   Przywrócono poprzednią zawartość.   Wyczyść edytor

×   Nie możesz bezpośrednio wkleić grafiki. Dodaj lub załącz grafiki z adresu URL.




×
×
  • Dodaj nową pozycję...