Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Чистяков В.Д. Старинные задачи по элементарной математике

.pdf
Скачиваний:
53
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
8.09 Mб
Скачать

■244

откуда

20(93 — 3)

328 • 20

4

х =

328

288

34

196.Условия задачи приводят к системе

 

5* 4- 3у = 540;

откуда

X + у = 138,

 

х =

63 (аршин синего сукна);

у =

75 (аршин черного сукна).

Решите эту задачу арифметическим путем, не при­ бегая к уравнениям.

 

 

198.

 

 

 

 

 

 

Услови

О

дят к

системе

 

 

 

 

 

 

 

 

х +

7 =

5 — 7);

 

 

 

 

у +

5 =

7 (* — 5).

 

 

Решая эту

систему, получаем

 

 

 

 

 

2

 

 

14

 

 

 

* =

 

 

У =

9 ^ -

 

 

Следовательно,

 

первый

имел

 

7

2

динария, а второй

 

14

 

 

—9у7

 

динария.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача взята

из «Liber

abaci» —

 

сочинения

итальянского

математика

 

Леонардо

Пизанского

Фибоначчи,

 

который родился около

1170

г. в г.

 

Пизе (откуда и название Пизанский).

 

Математическое образование получил

 

в Алжире. Путешествуя по Востоку,

 

ознакомился с арабской математикой,

 

достижения которой отразил

в

своих

 

трудах

и тем самым

сделан

их до­

 

стоянием

Запада.

«Liber

abaci» —

 

основное сочинение

ученого,

 

 

 

В предисловии к своему сочи­

 

нению

он

писал:

«Отец мой ро­

 

дом из Пизы, служил

синдиком в

 

таможне

в

Бужи,

в Африке, куда

3/1ПДДРИ Я

он меня взял с собою для изучения

искусства

считать.

Удивительное

искусство

считать

при помощи толь­

EBP О ПЛ

ко девяти

индусских

знаков

мне так

понравилось,

что я непременно

хотел

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■248

познакомиться

с

тем, что известно

об этом искусстве в Египте,

Греции,

Сирии,

 

Сицилии

и Провансе. Объехав все эти страны,

я убедился, что индусская система

счисления самая совершенная

и превосходит алгоритм и метод Пифагора. Изучив основательно

эту систему и все к ней относящееся, прибавив свои собственные

исследования и почерпнутое из «Начал» Евклида,

я решил напи­

сать это

сочинение».

 

 

 

 

 

«Liber abaci» представляет собой трактат по арифметике и

алгебре,

в котором дан

свод

арифметических и

алгебраических

знаний того времени, и состоит из

15 глав.

 

 

Решая задачу о капиталах нескольких лиц,

предложенную

придворным философом,

Леонардо

Пизанский впервые в Европе

высказал идею отрицательного числа в виде долга.

 

Величайшая

заслуга Леонардо Пизанского перед наукой

за­

ключается в том, что он

первый познакомил европейских ученых

с алгеброй и индийской системой счисления.

 

 

199.

Пусть х — число

воробьев; у — число

горлиц;

z — число голубей. Тогда

получим систему

 

ху 2 = 30;

-g- X-\---2~ у -f- 2z = 30.

Исключая г, находим

10*-f = 180

или

10

г/ = 20 —

Полагая х = 9, получаем у = 10 и 2 = 1 1 .

200.Эту задачу Региомонтан решал двумя спосо­

бами.

Первый способ. Уравнение преобразуется к виду

10* = *2 +

ЗЛПЛД +М » £ВРОПЛ

247 - — — ------------------ -------------------------------------------------------------------- ------------------

откуда

*= 5 - } /^ |Г

Второй способ. Положив 10\ _ х = у, получим

у + т = 25,

откуда

251 / Ш -

У= = _ _ _ у _

Теперь без особого труда находится искомый корень х.

Необходимо заметить, что в обоих случаях Регио­ монтан берет корни со знаком минус.

Региомонтан (1436— ,1476) — известный немецкий ученый (на­ стоящие имя и фамилия его Иоганн Мюллер).

Региомонтан знаменит своими работами по тригонометрии и переводами классических трактатов древнегреческих ученых. Осо­ бенно большой известностью пользовался его трактат «О тре­ угольниках всех видов», опубликованный после его смерти в 1533 г. В этом трактате Региомонтан впервые в Европе рассматривал тригонометрию как самостоятельную науку, обособленную от астрономии.

201. Пусть АВС — данный треугольник (рис 50). Проведем через его вершины прямые, параллельные противоположным сторонам, получим треугольник МК.Р, у которого точки А, В, С будут серединами соответствующих сторон. Высоты данного треуголь-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■248

ника будут перпендикулярны к сторонам полученного

треугольника и восставлены

в их серединах. А такие

перпендикуляры пересекаются в одной точке (проверить,

м ^

; С--------- 7 я

почему).

 

Следовательно,

высоты

данного треугольника пересекаются

 

 

 

в одной

точке, что и требовалось

 

 

 

доказать.

 

Постарайтесь

эту

задачу

 

 

 

 

202.

 

 

 

 

 

решить

самостоятельно.

 

 

 

рис. и

 

 

Задача

взята из

трактата

«О преоб­

 

 

 

разовании»

Леонардо

да Винчи

(1452—i

1519). В трактате рассмотрены вопросы преобразования одного

тела

в другое

без убавления

или возрастания материала.

там,

 

По убеждению ученого, нет

должной

достоверности

«где

нельзя приложить

ни

одной

из

математических

наук». Он

был глубоко уверен, что любой спор должна решать математика,

ибо

только она

способна

«налагать

молчание на языки

спор­

щиков».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

203. Пусть х — количество денег у первого, у — у второго, z — у третьего. Тогда вопросы сводятся к ре­ шению системы

х Н— 2* + z) — 12;

У Н— з~ (х +

2) — 12;

2 + - 4-

У) — 12,

откуда

х = 3

9 -. _ 7 J3_.

17 ’ У ~

\7'

249,

ЗА П М -Н -** ЕВРОПА

 

Адам Ризе (1492— 1559) — немецкий математик, автор из­ вестного алгебраического трактата «Die Coss» (1524).

204.Из точки А данным радиусом на прямой АВ

делаем засечку D (рис. 51).

Далее, из точки В тем

же радиусом на той же прямой АВ

делаем

другую засечку С. Затем на

отрезке

СВ

строим

равносторонний

треугольник СКВ, а на отрезке AD

равносторонний треугольник

ADH.

Точка пересечения сторон ВК и АНс

точка М — дает третью вершину иско­

мого треугольника АМВ.

р и с . ъ\

Эту

задачу

впервые предложил

видный итальянский матема­

тик Никколо Тарталья (ок.

1499 — 1557). Математику Тарталья

изучил самостоятельно. Также самоучкой он овладел в совершен­

стве греческим

и латинским языками. В

области

математики

он

открыл способ решения

кубического

уравнения вида

 

 

 

х3 +

рх = q,

 

 

 

где р и д— положительные числа.

 

 

 

 

205.

Кардано

решал

эту

зада­

 

 

чу геометрическим способом. Даем

X

 

решение в

современной

символике

 

 

Пользуясь чертежом (рис. 52),

на­

X

X

ходим

 

 

 

 

 

 

 

х2 + 2-Зл: + 9 = г ! +

 

 

X

3

+ 6* + 9 = (х + 3)а.

 

 

 

 

 

3

Согласно условию,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х2=91.

 

 

 

РИС. 52

 

 

 

 

 

 

■250

Из этих двух уравнений вытекает

 

 

 

 

(х +

3)а =

91 + 9 =

100,

 

 

откуда х + 3 = 10,

следовательно,

х — 7.

 

 

(Рекомендуется решать эту задачу обычным

прие­

мом по формуле квадратного уравнения.)

 

 

Знаменитый

итальянский

математик

Джероламо

Кардано

(1501 — 1576) — составитель

научного трактата «Великое

искус­

ство, или об

алгебраических правилах»,

изданного

в

1545 г.

В трактате впервые было опубликовано решение кубического урав­ нения, хотя саму формулу ученый заимствовал у Тартальи. В атом

ж е сочинении Кардано

излагает решение

уравнений четвертой

степени, которое впервые дал его ученик

Л. Феррари (1522 —

1565).

 

 

Кроме математики,

Кардано много занимался медициной, ко­

торую он даже преподавал, и философией. В своих философских произведениях Кардано призывал к знанию, основанному на опыте.

206. Если пользоваться современными обозначения­ ми, задача сводится к уравнению

х2— 10х + 4 0 = 0 ,

откуда

Xj = 5 + У — 15; х2= 5 — У — 15.

Во времена Кардано задача о нахождении двух чисел, сумма которых равна 10, а произведение 40, не имела решений, так как тогда еше не было установлено понятие о мнимых числах и опе­

рациях

над ними. Сам

ж е

Кардано, встретившийся

в

этой и

других

задачах

с комплексными

числами, не мог дать

им

надле­

жащего

истолкования и считал

их «несуществующими

числами»;

он был крайне

удивлен,

что

сложение, и умножение этих

«несу­

3 *ГМ А + + Д Я £ В Р О П Л

251

ществующих чисел» по обычным правилам приводит к результа­ там, удовлетворяющим условию задачи.

Одна из заслуг Кардано заключается в том, что он обратил внимание на комплексные числа и впервые ввел некоторые опе­ рации над ними. Однако строгое обоснование арифметика комп­ лексных чисел получила впервые в 1799 г. в работе датского ма­

тематика Весселя (1745— 1818), опубликованной в трудах

Датс­

кой

академии наук. Современный вид

эта теория

приобрела в

XIX

в. и главным

образом в результате

исследований

немецкого

математика

Гаусса.

Усилиями математиков XIX в. на базе

стро­

гой

теории

комплексных чисел создана теория функций комплекс­

ного переменного, находящая широкое применение в современной науке и техника

207.Решение имеется у А. П. Киселева в его учебнике геометрии (первая часть). Впервые полное решение этой задачи дал известный итальянский мате­ матик Джероламо Кардано.

208.Решение Виета заключалось в следующем. При помощи подстановки х — у + z данное уравнение примет вид

у2 + у (2z - f р) -f z2 - f рг + q = 0.

Пользуясь произвольностью г, положим, что коэффи­ циент при у первой степени равен нулю, т. е. + р = 0, откуда

2 =

£_

2 ’

 

Тогда

г2 + рг -f q = - £

4 '

Учитывая полученное, преобразуем уравнение

У* + 17 - - £ = 0

252

или

Следовательно,

 

 

 

x = y + z = — - Y ± V

-----Ч-

 

Франсуа Виет

(1540— 1603) — французский математик,

по

профессии адвокат,

видный государственный

деятель. Виет

про­

явил себя как талантливый специалист по расшифровке сложных шифров, которыми пользовалась инквизиторская Испания в войне против Франции. Благодаря своему сложному шифру Испания

могла свободно сноситься с противниками

французского короля

даже внутри Франции,

и эта переписка

все

время оставалась

не­

разгаданной.

попыток найти

ключ к этому

шифру

ко­

После

бесплодных

роль Генрих IV обратился, наконец,

к

Виету с просьбой разга­

дать тайцу

Виет после

напряженной

работы раскрыл

тайну

ис­

панского шифра. За свой патриотический поступок он чуть было не поплатился жизнью. Испанская инквизиция объявила Виета богоотступником и заочно приговорила ученого к сожжению на костре, однако выполнить свой варварский план не смогла.

Велика заслуга Виета в развитии буквенной алгебры. Неда­ ром его называют отцом этой науки. Он обозначал буквами не только искомые величины (это делали и до него), но и коэффи­ циенты алгебраических уравнений и придал алгебре ее современ­ ный вид. В частности, ему принадлежит теорема о зависимости между корнями и коэффициентами уравнения (теорема Виета). единый метод решения уравнений 2-й, 3-й и 4-й степени и раз­ личные преобразования корней. Работа Виета не замыкалась рам­ ками одной алгебры Он много сделал в области геометрии и

З Л ПЛД+trtЯ- €ВРОПЛ

253'

тригонометрии. Так, в тригонометрии дал полное решение задачи об определении всех элементов плоского и сферического тре­ угольника по трем данным. Свои исследования по математике Виет опубликовал в 1579 г. в книге «Математический канон»

209. Обозначим через t время, за которое дробинка пройдет вертикальный путь AD — путь свободного па­ дения, причем сопротивление воздуха в расчет не при­ нимается (см. рис. 3). Тогда

где g — ускорение при свободном падении;

Обозначиь через tx время движения дробинки по хорде АС (сопротивлением воздуха и трением прене­ брегаем), получим

где а — ускорение движения по наклонной линии АС. Тогда

Опустим из точки С на прямую AD перпендикуляр СЕ (обозначен пунктиром).

В механике устанавливается, что

а __ АЕ

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ