Числовые спирали введение

Числовые спирали

https://doi.org/10.5281/zenodo.15024975

Аннотация

Числовые спирали – это представление натуральных чисел на спирали в единицах измерения углов. Соблюдение определенных правил размещения чисел позволяет получить бесконечную спиральную таблицу умножения для любого натурального числа а>1. Внешний вид и структура конкретной а-спирали будут одинаковыми для любых единиц измерения углов в любых системах счисления натуральных чисел.

Введение

Визуальное изображение натуральных чисел известно давно и имеет вид числового луча.

Числовой луч

Для визуализации чисел на числовом луче используются единицы измерения длины. Числовой луч начинается с нуля, поскольку иначе невозможно изобразить единичный отрезок как единицу измерения. Расстояния между числами одинаковые и равны единичному отрезку.

В 1963 году Станислав Улам предложил изображение натуральных чисел в виде спирали. Сегодня это визуальное представление натуральных чисел известно как скатерть (или спираль) Улама.

Скатерть Улама

Двумерная плоскость разбита на квадраты одинакового размера. В центре спирали находится единица, вокруг неё в каждый квадрат вписывается одно натуральное число по спирали. Данная спираль построена без применения каких-либо единиц измерения, ноль отсутствует.

В 1994 году Роберт Сакс расположил натуральные числа по Архимедовой спирали и получил спираль, известную сегодня как спираль Сакса (в Википедии описана в разделе "Вариации скатерти Улама").

Спираль Сакса

Для построения спирали Сакс использовал единицы измерения углов для поворота и единицы измерения длины для определения расстояния от центра спирали до каждого натурального числа. В центре спирали расположен ноль единиц измерения длины, на нулевом луче единиц измерения углов Сакс расположил квадраты натуральных чисел.

Продолжение: Числовые спирали.

1 в степени 0

Раньше я никогда не обращал внимания на странное равенство – 1 в степени 0 равно 1 в степени 1. Любое число в степени 0 равно единице. Любое число в первой степени равно такому же числу. Если число равно единице, получается интересное равенство.

1 в степени 0

В процессе изучения теории чисел я дошёл до того места, где общепринятый вариант возведения единицы в нулевую степень нарушает логику определённых правил. Логически правильный результат получается, если единица в нулевой степени равна нулю.

1 в степени 0, 1 в степени 1

Введение одного условия в общие правила привело к изменению многих очевидных утверждений, которые без этого условия не вызывали бы никаких сомнений. Почему я так жестоко поступаю с математикой? Ради результата, когда это является логическим завершением области распространения общих правил. Чем глубже я погружаюсь в неизведанное, тем больше нового и интересного нахожу. В такой ситуации очень сложно закончить работу над чем-то, что еще вчера казалось простым и понятным.

Я очень плохо знаю математику, которая мне не интересна. Знаете ли вы разделы математики, в которых единица в нулевой степени равна нулю?

Простое число Х

Простое число X

Илон Маск опубликовал на своей странице в сети "X" опубликовал простое число Х. Это простое число Илона Маска состоит из 1800 цифр. Вы сами в этом можете убедиться, если не забыли таблицу умножения. Количество строк и столбцов (в десятках) обозначено синим цветом на рисунке выше.

Пользователи Reddit затеяли увлекательную дискуссию по поводу этого простого числа. Мне понравились эти комментарии, перевод которых я привожу ниже:

Осторожно: в конце десятого ряда есть хитрая цифра 7.

Совершенно очевидно, что кто-то попробовал несколько настроек, пока не нашел конфигурацию, которая действительно дает простое число. Но да, цифра 7 является наиболее заметной и, конечно же, последним внесенным изменением - по сути, это тот момент, когда автор отказался от более красивого решения :)

Насколько я понимаю, есть специальная программа для рисования цифрами всякого рода бяк в огромных числах. Наверное, есть другая программа для проверки чисел на простоту, типа числа-лузеры, которые даже делителей нормальных не имеют, не говоря про остальное. Вот представьте, вы нарисовали циферками такой гламурненький рисунок в числе. Решили его проверить на простоту, а у этого числа, оказывается, не только куча делителей, а ещё и свой Инстаграм, и кругленький счет в заграничном банке, и целое море других прибамбасов. Как-то так.

Но вернемся к нашему простому числу X. Сейчас я уберу с рисунка все циферки 1 и посмотрим, что осталось.

Простое число X без 1

Как видите, количество восьмерок в линиях не соответствует идеальному шаблону. Ладно верхняя и нижняя части перекладины буквы "Х", где восьмерок в одном ряду 11, в другом 12. Будем считать, что "художник так видит". Но то 5, то 4 восьмерки в разных рядах... Не камильфо. А еще эта цифра 7. Да, даже Илон Маск бессилен против математики.

Меня интересует такой вопрос: сколько денег заплатил Илон Маск математику за эту работу? Лично я не пожалел бы самой большой суммы. Что может быть больше СУММЫ ВСЕХ НАТУРАЛЬНЫХ ЧИСЛ? Ничего. Кому я должен -$1/12? Кстати, почему эту сумму можно использовать в физике, но нельзя использовать для оплаты труда математиков? Вы только представьте, платите математикам самую большую из всех возможных сумм и все проблемы с повышением зарплаты навсегда решены. Вот где волшебная сила математики зарыта. Кстати, это решение российской госдуре очень даже понравится, дарю.

Почему 13?

Нет, сегодня я не буду вам рассказывать, почему число 13 считается несчастливым. Все числа одинаковы. Это мы сами считаем некоторые числа счастливыми или несчастливыми, положительными или отрицательными. Сегодня речь пойдет о сумме двух чисел на циферблате часов. Почему сложение двух цифр на циферблате часов равно 13? Мы видим на циферблате шесть пар таких чисел. Объяснение очень простое.

Почему 13?

Если мы прибавим 1 к одному слагаемому и вычтем 1 из другого слагаемого, сумма останется неизменной. Такой фокус можно повторять много раз и результат сложения не изменится. Это свойство сложения (или свойство чисел?) можно наблюдать не только на циферблате часов, но и на числовой оси.

Сумма на числовой оси

В качестве исходной суммы на числовой прямой можно взять два соседних числа (верхняя картинка) или два числа, расположенных рядом с выбранным нами числом (нижняя картинка). Такие суммы я назвал «суммы разложения». На подобном свойстве чисел можно придумать много разных математических фокусов, типа "загадайте любое число...", а дальше пляски шаманов с бубнами вокруг загаданного числа. Цель - пусть человек сам скажет достаточно информации для отгадывания задуманного числа. Надеюсь, делить на 2 в уме многие научились.

Отрицательные числа: игра в числа

Вы все видели игру в шахматы. Взрослые люди выходят на сцену, садятся за стол друг напротив друга и начинают игру.

Давайте организуем подобную игру между математиками. Назовем её "Игра в числа". Правило очень простое – побеждает тот математик, который правильно нарисует числовую ось.

Два математика выходят на сцену, садятся за стол напротив друг друга. Между игроками находится лист бумаги. На листе уже нарисована ОДНА прямая линия. Задача игроков — превратить эту линию в числовую ось. Звучит гонг, игра началась.

Игроки рисуют ноль, помещают стрелку в направлении положительных чисел и выбирают размер одной единицы. После этого на игровом поле появляются положительные и отрицательные числа. Игра закончена.

Отрицательные числа: игра в числа

Как и следовало ожидать, игра завершилась вничью. Оба математика правильно нарисовали числовые оси. В полном соответствии с определениями, как их учили. Дальше победителя можно определить либо по количеству научных публикаций, либо переходом от математики к боксерскому поединку.

Что мы получили в результате этой "Игры в числа"? Все числа оказались одновременно и положительные, и отрицательные. Знак числа зависит от того, с какой стороны мы смотрим на числовую ось. Ведь положительные числа всегда расположены справа от нуля, а отрицательные - слева.

Секрет этого фокуса заключается в том, что в природе числа не имеют знака. Знаки плюс и минус являются отражением нашего собственного мнения о том или ином числе. Это мнение может быть разным у двух разных людей.