книги из ГПНТБ / Чистяков В.Д. Старинные задачи по элементарной математике
.pdf■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 (у — 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 -Т 2 = 30;
-g- X-\---2~ у -f- 2z = 30.
Исключая г, находим
10*-f 9у = 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* {у + z) — 12;
У Н— з~ (х +  | 
	2) — 12;  | 
2 + - 4- (х  | 
	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 АН— с  | 
||||
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-Ь 6х =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. 2г + 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
