Удивительный мир чисел и фигур. Загадки и шарады, фокусы, ребусы, головоломки, танграм, кросснамберы и чайннамбер
Покупка
Издательство:
Мир и Образование
Год издания: 2022
Кол-во страниц: 352
Возрастное ограничение: 6+
Дополнительно
Вид издания:
Научно-популярная литература
Уровень образования:
Дополнительное образование
ISBN: 978-5-94666-884-2
Артикул: 780366.02.99
Две стихии господствуют в математике — числа и фигуры с их бесконечным многообразием свойств и взаимосвязей. В книгу вошли два издания мэтра отечественной научно-популярной литературы Б. А. Кордемского: «Удивительный мир чисел» и «Удивительный квадрат». Это дополненное и обновленное современное переиздание. Первая часть книги содержит более 200 задач, загадок, шарад и ребусов. Во второй части предлагаются задачи-
головоломки на составление разнообразных фигур из частей квадрата. В конце книги приводятся ответы и подробные решения ко всем задачам. Эта книга для всех, кто увлекается математикой, — независимо от возраста. Она нацелена на проникновение разумом в удивительный мир чисел и фигур, на раскопку его богатств, на возбуждение математической любознательности и собственной инициативы.
Тематика:
ББК:
УДК:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
g=г=д*, , ш=!=д/, -%*3“/, !еK3“/, г%л%"%л%м*,, 2=…г!=м, *!%““…=мKе!/ , ч=L……=мKе! ÓÄÈÂÈÒÅËÜÍÛÉ ÌÈÐ ×ÈÑÅË È ÔÈÃÓÐ Áîðèñ Êîðäåìñêèé Москва Мир и Образование
УДК 51 ББК 22.1я9 К66 Кордемский, Борис Анастасьевич. Удивительный мир чисел и фигур. Загадки и шарады, фокусы, ребусы, головоломки, танграм, кросснамберы и чайннамбер / Б. А. Кордемский. — Москва : Мир и Об ра зо вание, 2022. — 352 с.: ил. ISBN 978594666884-2 Две стихии господствуют в математике — числа и фигуры с их бесконечным многообразием свойств и взаимосвязей. В книгу вошли два издания мэтра отечественной научно-популярной литературы Б. А. Кордемского: «Удивительный мир чисел» и «Удивительный квадрат». Это дополненное и обновленное современное переиздание. Первая часть книги содержит более 200 задач, загадок, шарад и ребусов. Во второй части предлагаются задачиголоволомки на составление разнообразных фигур из частей квадрата. В конце книги приводятся ответы и подробные решения ко всем задачам. Эта книга для всех, кто увлекается математикой, — независимо от возраста. Она нацелена на проникновение разумом в удивительный мир чисел и фигур, на раскопку его богатств, на возбуждение математической любознательности и собственной инициативы. УДК 51 ББК 22.1я9 ISBN 978594666884-2 © Луковцева А. К., Фохт О. Б., 2019 © ООО «Издательство «Мир и Образование», 2022 К66 Все права защищены. Перепечатка отдельных глав и произведения в целом без письменного разрешения владельцев прав запрещена.
Торопись, ведь дни проходят, Ты у времени в гостях. Не рассчитывай на помощь, Помни: всё в твоих руках. Юстас Палецкис Две стихии господствуют в математике – числа и фигуры с их бесконечным многообразием свойств и взаимосвязей. Задача – это почти всегда поиск, раскрытие каких-то свойств и отношений, а средства её решения – это интуиция и догадка, эрудиция и владение методами математики. Эти же качества человеческого ума воспитываются, укрепляются, обогащаются у каждого, кто регулярно отдает часть своего досуга умственной гимнастике, и лучшим видом которой является решение математических головоломок, ребусов, задач с интригующим содержанием. В первой части книги предпочтение отдано стихии чисел. Такая одноплановость состава задач не уменьшает ни удовольствия, ни пользы от самостоятельного поиска их решения и даже от ознакомления с решениями, приведенными в книге: какое-либо из них может оказаться более изящным, чем свое. Само возникновение понятия числа – одно из гениальнейших проявлений человеческого разума. Действительно, числа не только что-то измеряют, сравнивают, вычисляют, но даже рисуют, проектируют, сочиняют, играют, делают умозаключения, выводы.
1. Самые древние по происхождению числа – натуральные. «Ручейки» натуральных чисел, сливаясь, порождают безбрежный океан вещественных и разного рода особых специальных чисел. Внутренняя красота разнообразных свойств первых обитателей этого океана – вещественных чисел – привлекла к ним внимание автора предлагаемых умственно-гимнастических упражнений. Искомое тут почти всегда число или какое-либо свойство чисел определенного вида. Некоторое пристрастие автора к большим числам вполне созвучно космической эре цивилизации. Работа с такими числами потребует обращения к справочникам, таблицам и калькуляторам, а этот навык необходим в наше время каждому. Некоторые из предлагаемых задач близки по форме и содержанию задачам школьных учебников. Другие – по трудности – на ступеньку выше, оставаясь все же в границах доступности для учащихся 9–11 классов и всех, окончивших школу. Но и те, и другие задачи нацелены на проникновение разумом в удивительный мир чисел, на раскопку его богатств, на возбуждение математической любознательности и собственной инициативы. Упражняйтесь!
1.1 1.1 Зеленый огонек светофора, открывающего доступ к математике, зажигается для нас еще в раннем детстве вместе с таблицей умножения. И не только потому, что с помощью таблицы умножения мы начинаем учиться вычислять и преобразовывать математические выражения. Таблица умножения является одной из форм проявления закономерностей, правильностей, управляющих жизнью и направляющих нашу умственную деятельность. Вот выучил мальчик таблицу умножения. Радость познания и жажда исследований побудили его выписать в свою тетрадь последние цифры произведения чисел 0, 1, 2, ... , 9 на 7: 0, 7, 4, 1, 8, 5, 2, 9, 6, 3. (*)
1. Вычитая из каждого последующего числа предыдущее, он обнаруживает ритмичную последовательность разностей: 7, –3‚ –3‚ опять 7, –3, –3 и опять 7, –3, –3. Простое действие вычитания сотворило гармонию чисел! Продолжая наблюдения, мальчик устанавливает дополнительно, что, переписав последовательность (*) в обратном порядке, он получает строку последних цифр результатов в таблице умножения на 3. Мы можем сказать теперь, что этот мальчик вышел на одну из тропинок к математике, тропинку находок и маленьких открытий, объявившихся при помощи наблюдений незнакомых для себя соотношений и связей между числами или фигурами. Математика, в сущности, и занимается изучением и классификацией всевозможных закономерностей. Что же касается искусства вычислений и преобразований, то оно всего лишь рабочее орудие математика. Впрочем, владеть им надо в совершенстве. Гаусс – «король математиков» – никогда не избегал вычислений, даже любил вычислять. Многие из его ранних открытий являются результатом наблюдений и изучения своих кропотливых вычислений. От наблюдений над разностями чисел одного из столбиков таблицы умножения естествен шаг к испытаниям «на разность» какоголибо набора произвольно взятых чисел. Возьмем наугад четыре натуральных числа а1, а2, а3, а4 и вычислим абсолютные значения четырех разностей «по кругу»: |а1 – а2|, |а2 – а3|, |а3 – а4|, |а4 – а1|. С получившимися разностями произведем аналогичные вычисления и, повторив эту процедуру несколько раз – совсем не так уж много, – доберемся, к удивлению, всегда до четырех нулей!
1.1. ... 9 Можно нарочно взять числа с контрастными разностями, например такие: 5, 1012, 98, 96, но процедура вычислений никогда не получается длительной. В данном случае 5 1012 98 96 1007 914 2 91 93 912 89 916 819 823 827 823 4 4 4 4 0 0 0 0 – всего пять шагов. Мы брали много других исходных «квартетов» чисел, и ни разу нам не потребовалось более 12 шагов! Но ведь все множество натуральных чисел не испытаешь! Поэтому экспериментально обнаруженный феномен еще нельзя считать закономерным, пока не убедишься в его всеобщности. Попытайтесь! Если самостоятельный поиск обоснования закономерного, а не случайного превращения четверок разностей в нули не приведет вас к успеху, загляните в решение задачи «Безошибочный прогноз» (с. 241). Иной результат наблюдается для серии разностей в случае комплекта из трех произвольных натуральных чисел: в финале всегда получаются две единицы и нуль в том или ином чередовании. П р и м е р. Пусть исходная тройка чисел R0 = (7‚ 12, 1).
1. Тогда последовательность разностей будет: R1 = (5‚ 11, 6), R2 = (6‚ 5, 1), R3 = (1, 4, 5), R4 = (3‚ 1, 4), R5 = (2, 3, 1), R6 = (1, 2, 1), R7 = (1, 1, 0), … . Много интересных, красивых, полезных числовых соотношений, связей, результатов таится на тропинке наблюдений над простыми числами, т. е. имеющими только два делителя: единицу и самого себя (2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, ...). Наблюдаем: из цифр 1, 3, 6, 9 формируются 24 различных четырехзначных числа; из них только два – простые: 3169 и 3691 – хотите верьте, хотите проверьте! Заменим цифру 6 цифрой 8, и никакая расстановка цифр 1, 3, 8, 9 не дает простого четырехзначного числа. Догадываетесь почему? Не может не восхитить результат еще одного наблюдения. Будем делить произведение n первых натуральных чисел (1 · 2 · … × × (n – 1) · n = n! – читается «эн факториал») на их сумму (1 + 2 + ... + + (n – 1) + n), краткая запись: n n n =∑ 1 . Наблюдаем: n = 3 – простое число: 1 2 3 6 ⋅ ⋅ (делится, n + 1 = 4 – составное число); 1 2 3 4 10 ⋅ ⋅ ⋅ (не делится, n + 1 = 5 – простое число); 1 2 3 4 5 15 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ (делится, n + 1 = 6 – составное число); 1 2 3 4 5 6 21 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ (не делится, n + 1 = 7 – простое число); 1 2 3 4 5 6 7 28 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ (делится, n + 1 = 8 – составное число); 1 2 3 4 5 6 7 8 36 ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ (делится) и т. д. Замечания в скобках подсказывают вывод-гипотезу: n! (n > 2) не делится на n n n =∑ 1 только в том случае, когда n + 1 – простое число.