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

74

ный месяц отличается от принятого современной астро­ номией всего лишь на 0,4 сек.

2. Вавилоняне создали шестидесятиричную систему

счисления, в основе которой лежало не число

10, как

у нас, а число 60.

Они создали систему мер

и весов,

в которой каждая

последующая

мера

больше преды­

дущей в 60 раз. Отсюда ведет

начало

наше деление

мер времени — часа, минуты, секунды — на 60 частей,

круга — на 360°.

3. Вавилоняне решали уравнения второй степени и некоторые виды уравнений третьей степени, причем последние — при помощи специальных таблиц.

Есть основания предполагать, что математика древ­ них вавилонян оказала влияние на математическую культуру закавказских народов, в особенности на ар­ мянскую, содействовав ее исключительно раннему рас­ цвету.

1. Сторона правильного шестиугольника, вписан ного в окружность, равняется радиусу, следовательно,

 

откуда

 

2т,R =

6R,

 

 

 

6R

о

 

 

 

 

 

 

 

 

* = 2*

=

3.

 

 

2.

 

 

 

Древние

 

строить

равносторонний

треуголь­

 

ник, а с его помощью делить

 

прямой

угол

на три

равные части.

 

Пусть

дан

прямой

угол

АВС

(рис.

4). Требуется разделить

этот угол

на три

рав­

ные

части. Для этой цели

на отрезке

BD сторо­

6 / 4 В И /I О Н

75

ны ВА построим равносторонний треугольник BED. Тогда угол СВЕ и будет составлять одну треть дан­ ного прямого угла. Остается только разделить попо­ лам угол EBD и задача будет решена.

3. Согласно условию задачи, площадь четырех­ угольника

о

_

Ч+Jl

cJrd

°

~

2 '

2 ’

где а, Ь и с, d — две пары

противоположных сторон.

Эта формула будет точной для прямоугольника. Дей­ ствительно, для прямоугольника

а = Ь; с — d\ S — ас.

о

£ Г И П Е Т

Вторым после Вавилона культурным центром глубокой древности был Египет (зани­ мал примерно ту же террито­ рию, что и современный Еги­ пет). В этой «стране пирамид» за много тысяч лет до нашей эры возводились гигантские сооружения в виде храмов и пирамид. Некоторые из этих памятников сохранились до настоящего времени. Различ­ ные строительные работы, раз­ витие земледелия, основанно­ го на искусственном ороше­ нии, рано вызвали потребность в математических познаниях и особенно в геометрии.

Математические правила, нужные для земледелия, аст­ рономии и строительных ра­ бот, древние египтяне записы­ вали на стенах храмов или на папирусах — лентообразных свитках из особого писчего материала растительного про­ исхождения.

В Британском музее хра­ нится так называемый папирус Райнда, расшифрованный про­ фессором А. Эйзенлором

Е Г И П Е Т

77

в 1877 г. Рукопись относится к периоду 2000— 1700 лет до н. э. В ней содержится 84 задачи, причем боль­ шинство из них арифметического характера.

Московский папирус относится к 1850 г. до н. э. Он был приобретен русским коллекционером Голени­ щевым в 1893 г., а в 1912 г . — перешел в собствен­ ность московского Музея изобразительных искусств. Этот редкий, весьма ценный памятник глубокой древ­

ности

был изучен советскими учеными — академиками

В. А.

Тураевым и В. В. Струве.

В этом папирусе решается задача на вычисление объема усеченнойпирамиды с квадратными основа­ ниями.

Оказывается, как показала расшифровка папирусов, египтяне еще четыре тысячи лет назад решали ряд практических задач по арифметике, алгебре, геометрии, причем в арифметике пользовались не только целыми числами, но и дробями.

4. Решение задачи сводится к решению уравнения

откуда х =

9.

 

 

 

5. Здесь имеется пять членов геометрической про­

грессии со

знаменателем 7: 7,

49,

343, 4201, 16 807.

Теперь подсчитаем

сумму

 

 

 

аъдai _

16 807 7

7 _

7(16 8071)

 

{

 

 

 

я— 1

7 — 1

 

6

 

7 16 806 = 7 • 2801 =

19 607.

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

78

6.

По

условию задачи

 

 

 

 

Тогда

 

82 • • 4

 

 

 

 

 

 

64 • 4

3,16.

 

 

92 • d2

 

81

 

 

 

 

 

 

7.

По

египетскому

способу

 

, где а — ос­

нование,

b — боковая

сторона

 

равнобедренного треу­

гольника.

Обозначив

высоту

треугольника через h,

найдем

 

 

 

 

 

 

Точное значение площади выразится формулой

=1-(£),=sil/'|-(s)'

откуда

I - / ' - { - k J =

°-98-

т. е. ошибка не больше 2%. 8. По египетскому способу

где а и Ь— соответственно нижнее и верхнее основа­ ния трапеции, с — боковая сторона. Обозначив высоту трапеции через h, получим

Е Г И П Е Т

79

л = С У 1 - ( т г ) ’ -

Точное значение площади выразится формулой

S, = S i j / 1 - ( * = - * ) ’•

откуда

1; = /

Теперь остается подставить данные числовые зна­ чения и произвести элементарный подсчет.

9. Египтяне решали эту задачу по формуле

Гус. пир = "з- (я2 + ob + b2),

где h — высота пирамиды, а и Ь— соответственно нижнее и верхнее основания.

10. Обозначив через х и у искомые длины сторон, сводим задачу к системе уравнений

х__ т

xy = S.

Перемножив эти уравнения, получим

' - V T 7*-

80

Для второй стороны найдем

У =

• S .

11. В рукописи дробная часть ответа 172 до­

дается в виде суммы дробей, числители которых рав­ ны 1, а именно:

_ L . _ L 4_ J _ . _ L

2 ~г 8 "f" 48 т 96 •

о

ГРЕЦИЯ

Первыми учителями древ­ них греков были египтяне. В VII в. до н. э. иностранным путешественникам был открыт свободный доступ в Египет. Этим широко пользовались ученые древней Греции, совер­ шавшие путешествия в «стра­ ну пирамид». Примерно с IV в. до н. э. древние греки стали на путь самостоятельных изы­ сканий по математике и дости­ гли в этом направлении значи­ тельных успехов, особенно по геометрии. В III в. до н. э. древнегреческая геометрия до­ стигла своего апогея в работах Евклида, написавшего тринад­ цать книг по геометрии, объе­ диненных общим названием «Начала».

В трудах Евклида логичес­ кая сторона геометрии была доведена до очень высокого уровня, который был прев­ зойден только на рубеже XIX и XX вв. в трудах немецкого математика Гильберта и его школы.

82

Древние греки интересовались не только вопроса­ ми элементарной геометрии (тогда этого термина не было), но и заложили прочные основы высшей геомет­ рии (работы Аполлония, Архимеда и др.)

Значительных успехов в теории чисел достигли Пи­ фагор и его ученики,

В области алгебры, в частности в решении неоп­ ределенных уравнений, много сделал Диофант, жив­ ший на рубеже II — III вв. н. э. в Александрии, почему его и называют иногда Диофантом Александ­ рийским. Он улучшил алгебраические методы путем введения первых буквенных алгебраических обозначе­ ний и символического изображения уравнений.

Самое значительное сочинение Диофанта — это его «Арифметика», которая дошла до нас в шести книгах (полагают, что их было 13). По содержанию «Ариф­ метики» Диофанта можно судить о состоянии алгебры

удревних греков.

12.Эта задача известна под названием «теоремы Пифагора» и вошла во все курсы элементарной геомет­ рии как одна из основных ее теорем. Почти во всех учебниках геометрии, предназначенных для школы, теорема Пифагора доказывается по Евклиду. Такое

доказательство,

например,

дается

и

в учебнике

А. П. Киселева

«Геометрия»

(у Н.

Н.

Никитина, в

его учебнике «Геометрия» для 6 — 8 классов, она дока­ зывается исходя из наглядных соображений). Хотя доказательство Евклида и относится, по меткому вы­ ражению Шопенгауэра, к типу «доказательства-мыше­

Г Р £ ЦИЯ

83

ловки», в котором совершенно отсутствует наглядность и в сложных рассуждениях надо слепо следовать Евклиду, однако, по мнению проф. В. Литдмана, до­ казательство Евклида, если его рассматривать в рам­ ках геометрической системы, изложенной в «Началах»,

надо

признать чрезвычайно простым. Дело в том, что

у Евклида наглядность

не является самоцелью и не

стоит на первом плане.

 

Простейшим

доказательством

для

Евклида

является

то,

в ко­

G

тором предыдущие

теоремы при­

 

ходится

применять

наименьшее

 

число раз. С

этой

точки

зрения

 

доказательство теоремы

 

Пифаго­

 

ра, данное Евклидом, действи­

 

тельно является простым. Евклид

 

для доказательства из преды­

 

дущего

материала

использовал

 

один

раз теорему о первом приз­

 

наке

равенства треугольников и

 

два

раза — теорему о

том,

что

 

если

параллелограмм и треуголь­

 

ник имеют одинаковые основания и высоту, то площадь параллелограмма равна удвоен­ ной площади треугольника.

Ниже воспроизводим доказательство теоремы Пи­ фагора (предложение 47), данное Евклидом в его «На­ чалах», причем, по свидетельству Прокла (410—485), это доказательство принадлежит самому Евклиду.

«Пусть АВС—прямоугольный треугольник, имеющий прямой угол ВАС; я утверждаю, что квадрат на ВС равен вместе взятым квадратам на ВА и АС (рис. 5).

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ