Квадратура круга

Квадратура круга. Решение задачи. Почти точное. Математический розыгрыш.

Квадратура круга

Это построение не является решением задачи о квадратуре круге, но оно заставило меня взять в руки математику и выполнить все проверочные вычисления. Если правильное решение должно давать отрезок длиной 1,77245 радиуса, то длина красного отрезка на рисунке составляет 1,78885 радиуса. Чуть-чуть больше, чем необходимо. Насколько больше? Отрезок превышает необходимую длину на 0,9253% или на 0,01640 радиуса. Площадь квадрата со сторонами, равными длине этого отрезка, на 1,8592% больше площади круга.

Как этим пользоваться? Для дружеского розыгрыша любителей математики. Строите квадрат со сторонами, равными десяти сантиметрам. В квадрат вписываете окружность радиусом 5 сантиметров. Проводите линию, как показано на рисунке и предлагаете линейку для измерения длины полученного отрезка. Она будет равна 8,9 сантиметра. При помощи калькулятора вычисляете площадь круга, которая равна 78,54 квадратных сантиметра. Площадь квадрата со сторонами в 8,9 сантиметра равна 79,21 квадратных сантиметра. Такое расхождение можно объяснить низкой точностью измерений при помощи линейки. Лично я после таких грубых расчетов сел за проверку решения.

Не рекомендую так шутить со своими учителями или преподавателями математики - они могут заставить вас выполнить все проверочные расчеты для опровержения этого решения задачи о квадратуре круга. Неразрешимость этой задачи доказал немецкий математик Линдеман ещё в 1882 году. Впрочем, я уже давно отношусь с очень большим недоверием ко многим доказательствам математиков.

Знак больше и меньше

Я не буду здесь рассказывать вам, что такое знак больше и меньше, я расскажу вам, как их запомнить. В далекие-далекие времена, когда я был маленьким и учился в школе, этому нас научила учительница. Даже став взрослым, я всегда, при необходимости, пользовался этим способом.

Правой рукой мы всегда делаем больше, чем левой. Если мы согнем правую руку в локте и поднимем над головой, мы получим знак "БОЛЬШЕ". Левой рукой мы делаем меньше. Согнутая и поднятая левая рука даст нам знак "МЕНЬШЕ". Локоть правой руки смотрит в ту же сторону, куда направлено острие знака больше. Вот как это выглядит на картинке.

Знак больше и меньше

Действительно, согнутая в локте рука очень похожа на символ больше и меньше. Даже не обязательно поднимать руку. И эта шпаргалка всегда будет с вами. Ну, разве что математики вам руки отрубят.

Если вы левша и левой рукой делаете больше, чем правой? Как тогда быть? У вас два варианта. Либо вы рассуждаете также, как и все и у вас не будет проблем с математикой. Либо вы пишите свою "математику для левшей" и математики будут от вас просто в шоке.

2 в ноль пятой степени

Сколько будет 2 в ноль пятой степени? Вопрос с подвохом, как и всё то, что придумывают для нас математики. Если кратко, преобразования выглядят вот так.

2 в ноль пятой степени

А теперь разберемся более подробно в логике математиков.Возведение числа в целую степень - это умножение этих чисел. Возведение числа в дробную степень - это извлечение корня из числа, при этом число в знаменателе показывает, корень какой степени нужно найти. А вот саму дробь можно записать и в виде десятичной дроби, и в виде обычной дроби. Засыпаем всё это в горшок, тщательно перемешиваем и математический ребус для учебника готов.

Разгадывать этот ребус нужно в следующем порядке. Переводим десятичную дробь ноль пять в обычную дробь и получаем одну вторую. Вот теперь мы число 2 с показателем дробной степени можем записать как квадратный корень из двух и вычислить его значение.

Для закрепления пройденного материала, рассмотрим ещё парочку простых примеров.

4 в ноль пятой степени

4 в ноль пятой степени - это тоже самое, что и 4 в степени одна вторая. Четыре в степени одна вторая - это квадратный корень из 4. Извлекая квадратный корень из четырех, мы получаем два.

25 в ноль пятой степени

После рассмотрения двух предыдущих примеров, 25 в ноль пятой степени для нас не представляют никого труда. Как заправские шаманы, мы ноль пять превращаем в одну вторую, извлекаем квадратный корень из 25 и получаем такой желанный результат - корень из двадцати пяти равен пять.

Зачем все эти пляски шаманов с бубнами? У этой математической медали есть две стороны. Лицевая сторона - математики учат нас пользоваться математикой. Обратная сторона медали - если математики будут просто и ясно выражать свои мысли на языке математики, тогда они не будут казаться нам такими умными, а мы сами не будем выглядеть такими дураками.

101 в кубе. Как не надо делать.

Как найти 101 в кубе, используя формулы сокращенного умножения? Я уже показывал, как при помощи формулы куба суммы можно вычислить сто один в кубе. Там я одно число 101 представил в виде суммы двух чисел 100 и 1. Использование более простых (более удобных в вычислениях) чисел облегчает вычисление.

На просторах Интернета я увидел другой пример применения формул сокращенного умножения, а именно сумму и разность кубов. Предупреждаю сразу, так не надо делать. Для нахождения 101 в кубе там берут числа 101 и 100. Вот как это выглядит.

101 в кубе. Как не надо делать.

Почему так не надо делать для нахождения 101 в кубе? Сейчас я вам покажу. Я не буду брать числа 101 и 100, я возьму другую пару: число 101, куб которого нам нужно найти, и ноль (у меня уже язык не поворачивается называть ноль числом). Смотрите, что получилось у меня.

101 в кубе. Убираем мусор.

При помощи нуля я убрал из вычислений весь математический мусор. Ведь вместо двух умножений (это возведение числа в куб) какой-то умник нам предлагает выполнять ещё четыре умножения и четыре сложения или вычитания. С чем это можно сравнить? Все знают, что из одной комнаты в другую, соседнюю, можно пройти через дверь. Но вот нашелся человек, который предлагает вылезть в окно в одной комнате и залезть в окно в другой комнате. Да, так можно можно сделать, но зачем?

Я понимаю, что когда математикам делать нечего, они занимаются вычислениями, но лучше бы они брали пример с котов.

Сто один в кубе

Сегодня мы разберем пример, как при помощи формул сокращенного умножения можно найти сто один в кубе. Другими словами, как число 101 возвести в третью степень при помощи формулы сокращенного умножения.

В комментариях раздался вот такой крик о помощи:

Помогите пожалуйста, задача (пример) из физ-мата 8 класс:

101^3

Я не понимаю, как это решить с помощью формул сокращённого умножения.

Возвести число 101 в куб очень просто - нужно набрать число 101 на калькуляторе и два раза умножить на такое же число 101.

101^3=101*101*101=1030301

Если под рукой нет калькулятора (мало ли, телефон только что украли), то можно вычислить на бумажечке в столбик (картинка будет в конце, как проверка и калькулятора, и формулы).

Применяем формулу сокращенного умножения.

В условии задачи сказано, что нужно не просто найти куб числа 101, а применить для этого формулу сокращенного умножения. По мнению учителей математики, эти формулы должны знать все. Наивные. А если вы не знаете, где её взять?

Можно поискать в Интернете по запросу формулы сокращенного умножения. Есть у меня прямо здесь такая страница, если она не нравится - Гугл вам в помощь. Можно эти формулы найти в справочнике по математике, в учебнике по математике за какой-то там класс (врать не буду, а искать лень), можно спросить у знахарая-одноклассника, который знает формулы сокращенного умножения наизусть. Нужная нам формула сокращенного умножения называется "Куб суммы". Ниже вы её увидите.

И теперь ответ на самый каверзный вопрос: как из одного числа получить сумму чисел? Нужно это число разложить на слагаемые. С точки зрения математики, количество слагаемых может быть любое, но... Формулы сокращенного умножения для возведения суммы в куб я нашел только для двух и трех слагаемых. Формула куба суммы трех слагаемых - это просто лютая жесть. А вот куб суммы двух слагаемых выглядит даже симпатично. Основной принцип разложения на слагаемые для применения формул сокращенного умножения заключается в том, чтобы числа можно было легко перемножать в уме, не используя калькулятор. Для числа 101 самым лучшим вариантом будет 101=100+1. Сто и единичку без проблем можно перемножать в уме. Давайте посмотрим, что у нас получится.

Сто один в кубе

Не знаю как вы, но я без бумажки обойтись не смог. Да, записывал я всё в строчку, а не в столбик, но тем не менее. И в заключение, выполним проверку нашего решения, умножив в столбик на бумажке.

Сто один в кубе в столбик

Ну, как-то так. Зачем всё это нужно вам? Чтобы вы знали, что умножать можно не только на калькуляторе или в столбик, но иногда можно эффективно применять и формулы сокращенного умножения. Если, конечно, вы их знаете.