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

■234

са, который первоначально на нем имелся. Следова­ тельно, 12 быков в течение 4 недель съели столько

травы, сколько занимает луг площадью в

1

+ 40

югеров. Далее легко подсчитать, что 1 бык

в

1 неде­

лю съедает столько травы, сколько занимает луг пло­ щадью

(3 4" + 1 Г у ) : 48 = Ш 1 4 4 ° ~ (ю геР ° в)-

Теперь находим площадь участка, содержащего за­ пас травы для прокормления 21 быка в течение 9 не­

дель. Она

составляет

10 +

90г/ югеров,

так как

не­

дельный

прирост

на

 

1 югер — у,

9-недельный

при­

рост на

1

югер — 9у

 

и 9-недельный прирост на 10

югеров — 90у. Таким

 

образом, площадь, достаточная

для прокормления 1

быка

в

течение

1

недели,

со­

ставляет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ю

+

ту

 

10 +

90у

(югера).

 

 

 

 

9

21

 

 

189

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как нормы прокормления должны быть одина­

ковыми,

то

 

 

10 +

40у

10 + 90у

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

144

 

189

 

'

 

 

 

Отсюда находим

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12-

 

 

 

 

 

После этого площадь

 

луга, нужная для прокормления

1 быка

в течение

1 недели,

выразится

числом

 

ЗЛГМД+МЯ £ВРОПД

235

10+ 40у

10+ 40• 12

5

t

,

 

144

--------144--------=

-ST (ЮГеРа)-

 

Обозначая через к искомое

число быков,

которых

может прокормить

третий луг

в течение

18

недель,

получим уравнение

 

 

 

 

 

24 + 2 4 . 1 8 - - ^ -

 

5

 

 

 

18*

~

5 4 ’

 

 

решив которое, найдем х = 36.

Следовательно, третий луг в течение 18 недель может прокормить 36 быков».

226. Р е ш е н и е Нь ют о н а . «Чтобы решить вопрос, заметьте, что в нем содержатся в скрытом виде неко­

торые предложения, которые все должны

быть выявле-

ны и выражены.

 

 

 

 

 

 

 

Словесно

 

Алгебраически

У торговца имеется со­

 

*

 

 

стояние, из которого он в

х — 100

первый

год

затрачивает

100фунтов

 

 

 

. . . . * — 100

4* — 400

Остаток

он

увеличивает

х 100Н-------

5----- или-------^------

 

•3

 

о

на одну

треть

он

опять

4* — 400

ПА

 

4* — 700

Во

второй

год

------ ^-----------100 и л и -------- g------

тратит

100

фунтов

и оста­

Ах — 700

,

 

Ах 700

ток

увеличивает на

одну

 

треть

 

 

 

 

 

3

1

 

9

 

 

 

 

 

 

16* — 2800

ИЛИ g

•286

Словесно

В третий год он опять

тратит

100

фунтов и оста­

ток также

увеличивает на

одну

треть,

причем оказы­

вается

вдвое

богаче, чем

был вначале

Алгебраически

16* - 2 8 0 0

)0А

16* 3700

ИЛИ ----------

g----------

 

16* 3700

, 16* 3700

9

1

27

6 4 * — 14 800

и л и --------

27---------

 

64*— 14 800

_

27

 

 

Таким образом,

вопрос выражается уравнением

 

64* — 14 800

_

 

 

 

 

27

г х ’

 

приведя которое, мы найдем *.

 

 

Умножьте уравнение на 27, и вы получите

 

 

64* — 14 800 =

54*,

 

вычтите из

обеих

сторон

54*

и останется

10* —

— 14 8 0 0 =

0 или

10*= 14800;

разделив на

10, вы

найдете, что * = 1480. Таким образом, состояние тор­ говца вначале, а также его последующая прибыль, или доход, были равны 1480 ф.»

227. Преобразуем первое и второе слагаемое к ви­ ду а + ib. Для первого слагаемого

V \ + 1 / ^ 3 = V 1 + iV 3 =

ЗАПАДНАЯ £ВРОПА

287

- ] / [ У ± Ы 1 У - т Ь * У - т -

=У ( 7 Т + п Щ - К ? +гV T -

Для

второго

слагаемого таким же путем найдем

j f l - y = 3

= y rl - i y r - 3 = ]/- 1---

откуда

искомая

сумма

y i +у^з + Уi-K^l=21/-|— v'e,

что и требовалось установить.

Автором этой задачи является немецкий математик и фило­ соф Готфрид ВильГельм Лейбниц (1646— 1716) родом из Лейпци­ га, сын нотариуса и профессора морали. В родном городе поступил в университет, где изучал юридические науки. Мате­ матика привлекла его своей логикой. Еще в детстве, имея при­ страстие к чтению научных трактатов, изучил труды Аристотеля и Декарта.

Научную работу Лейбниц сочетал с государственной дея­ тельностью в качестве дипломатического посланника в Париже. В 1673 г. он был в Англии, где продемонстрировал Королевско­ му обществу арифмометр собственной конструкции, изобретенный им после ознакомления с арифмометром Паскаля. После воз­ вращения в Париж он вскоре был избран членом Королевского общества.

Одновременно с Ньютоном и независимо от него Лейбниц

■288

дал современную разработку математического анализа — диффе­ ренциального и интегрального исчисления.

Ученый положил начало теории определителей, которая возникла при решении систем уравнений первой степени со мно-

Сгими неизвестными. Кроме того, Лейбниц

много трудился по исследованию свойств М кривых и по разложению функций в ря­

ды, где достиг также замечательных ре­ зультатов.

N

а)

228. 1) Необходимость. Пусть

 

прямые AL,

ВМ,

CN (рис. 61,

а)

 

пересекаются

в

одной точке

О

м,

(случай, когда прямые параллель­

ны, рекомендуется рассмотреть са­

N'

мостоятельно). Докажем, что

в

этом случае выполняется соотно­

Г)

шение

 

 

 

AN

BL

СМ

 

РИС. 81

 

 

NB

LC

МА = 1.

 

Исходя

из чертежа, получим

 

 

 

AN

* Д ACN

AON

ЪА NCB

ЪА NOB

' Д АСЫ — S Д AON

ЪА АОС

5 Д NCB — S A NOB

SА ВОС

Аналогично доказывается,

что

BL

Тс

 

С М __

S А СОВ

’ Д СОА

МА

$ А АОВ

 

ЗЛПОД+МЯ £ВРОПЛ

289

откуда после перемножения и сокращения найдем

AN

BL

CM ^

SЛ А0С

' S д В0А '

SA сов

^ ^

NB

LC

МА

SA вос

SA С0А

S A дов

 

2) Достаточность. Пусть теперь выполняется соот­ ношение

AN

BL

СМ _ .

( 1)

NB

LC '

МА ~ К

с

а)

с

РИС. 62

Докажем, что в этом случае прямые AL, ВМ, CN пересекаются в одной точке.

Обозначим точку пересечения прямых AL и ВМ че­ рез О (рис. 61, б) и соединим ее с точкой С. Прямые

290

AL, BM, CN' пересекаются в одной точке О по по­ строению, следовательно, для них на основании пер­ вой части решения (необходимости условия) выполня­ ется соотношение

A N '

B L

С М

_

N 'B

L C

М А

(2)

Приравнивая левые части

равенств (1) и (2) и произ

водя сокращения, получаем

 

 

 

A N '

 

A N

 

 

N ’ B

~

N B

ИЛИ

 

 

A N + N B

A N ' -f N 'B

 

N 'B

 

~

 

N B

ИЛИ

 

 

 

 

 

_ AB _ _

AB_

 

 

N 'B

~

N B

'

откуда

N'B = NB

или

N' совпадает c N.

Следовательно, прямая CN, совпадая с прямой CN', пройдет через точку О, т. е. все три прямые AL, ВМ, CN пересекаются в одной точке, а именно в точке О.

Джиованни Чева (1648— 1734) — итальянский геометр, по профессии инженер-гидравлик. Задача Чевы взята из его трак­ тата «О прямых линиях» (1678). Свою задачу Чева решил не­ сколькими способами, чисто геометрически и опираясь на зако­ ны статики, т. е. исходя из механических соображений.

ЗЛГИД+МЯ- £ВРОПЛ

291

229.1) Рассмотрим произвольный треугольник АВС

ипроведем его медианы AL, ВМ, CN (рис. 62, а);

 

AN

BL

СМ

 

 

NB

LC '

МА

 

так как

для медиан

 

 

 

 

AN = NB; BL =

LC\ CM = МА.

Раз

соотношение

 

 

 

 

AN

BL

CM

1

 

NB

LC

MA

 

 

выполняется, то медианы AL, BM, CN пересекаются

водной точке.

2)AL, ВМ, CN — высоты треугольника АВС (рис.

62, б).

Обозначим углы, образованные высотами со сторона­

ми треугольника АВС, через а, р, у. Тогда

 

AN _

M gT

_ J i l ,

( 1)

NB

h3tga

tga’

 

BL

hi tga

tg®.

(2)

LC

M eP

tgP’

 

CM

M eP

tgP

(3)

MA

M g 7

tgir ■

 

После умножения соотношений (1), (2), (3) получим

AN BL CM

tg7 tga

tgЭ

= 1

NB " LC " MA

tga " tgP

tg7

 

Последнее соотношение говорит о том, что высоты тре­

угольника AL, ВМ, CN

пересекаются в одной точке.

3) Пусть теперь AL,

ВМ, CN — биссектрисы уг­

лов А, В, С треугольника АВС (рис. 62, б). Обозна-

■292

чим стороны данного треугольника для краткости че­ рез а, Ь, с. Тогда на основании известного свойства биссектрисы треугольника напишем соотношения:

A N ____BL__________с_. СМ_ _а_

NB ~ a ’ LC ~ Ь ' ~МА ~ с

Перемножив эти равенства, получим

AN

BL

СМ _

,

NB

LC

МА

Ь

Следовательно, биссектрисы AL, ВМ, CN пересе­ каются в одной точке.

230.Для членов геометрической прогрессии иь иъ

..., ип, ип+1 имеет место соотношение

. 11% — Un . Un+Xy

где п = 2, 3, 4,...

Положим, что данная геометрическая прогрессия возрастающая, тогда их будет наименьшим, а ип+1 — наибольшим ее членом. По известному неравенству Евклида

ип+1 +

«1 > и 2 + ип>

un+i > ип + («а — «О-

При п = 2, 3, 4, ...

 

« 3 > « 2 + (« 2 — “ l) ;

Ui

и3 Т~ ( Ы2 ---- U l) i

«„+1 > ия + («2 — Их).

злгм-д++*а с вропл

283'

Сложив эти неравенства, получим

« л+ 1 > « 2 + ( я — 1)(«г — «i)- (О

Учитывая данные условия, находим

и2 + (п — 1)(ы2— ы1) = а 2 + (« — 1)(а2— а ,)= а л+1. (2)

Из

соотношений

(1) и (2) окончательно следует

 

 

 

п — 2, 3, 4,

и п + 1 >

а п + Ъ

 

 

 

где

что и требовалось доказать.

 

 

 

Якоб

Бернулли

(1654 — 1705)—.швейцарский

ученый,

про­

фессор Базельского

университета.

Известен своими

работами по

дифференциальной геометрии, вариационному исчислению

 

(явля­

ется основоположником) и математической физике.

 

 

 

 

231.

Предположим, что

лошадь куплена за

х пи-

столей, тогда при продаже

 

X^

писто­

некто потерял щ

лей. Следовательно, согласно условию задачи,

 

 

 

Решая полученное квадратное уравнение, получаем

два

результата:

хх — 40 и х2= 60.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, некто купил лошадь за 40 или 60 пистолей.

Решенная задача составлена французским математиком Этьеном Безу (1730— 1783). Его перу принадлежат исследова­ ния по общей теории алгебраических уравнений (1779), а также

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ