Квант

61

Расстояние между любыми двумя (различными) клетками в этом пространстве равно 1 или 2.

На рисунке 2 зеленым цветом показаны шары радиуса 1, имеющиеся в этом пространстве. Вся доска является шаром радиуса 2 с центром в любой клетке (межу прочитам, ее можно считать и шаром любого радиуса r>2!r > 2!).

Пример 2. Определим расстояние между действительными числами x,yx, y следующим образом (рис. 3):

ρ(x,y)={x2+y2, если x≠y,0, если x=y.\rho(x, y) = \begin{cases} \sqrt{x^2 + y^2}, & \text{ если } x \neq y, \\ 0, & \text{ если } x = y. \end{cases}

Легко проверить, что все аксимы расстояния снова выполняются. В этом пространстве шаром с центром 0 радиуса rr является отрезок [−r;r][-r; r]. Для a≠0a \neq 0 шар с центром aa радиуса r>∣a∣r > |a| строится так, как показано на рисунке 4. Поэтому для a≠0a \neq 0 шар с центром aa радиуса r>a2r > a\sqrt{2} имеет центр внутри себя (рис. 5), при r=∣a∣2r = |a|\sqrt{2} центр лежит на границе шара (рис. 6), при ∣a∣<r<∣a∣2|a| < r < |a|\sqrt{2} центр лежит вне шара (рис. 7). При r=∣a∣r = |a| шар состоит из двух точек: 0 и aa; наконец, при 0<r<∣a∣0 < r < |a| шар состоит только из самой точки aa (таким образом, каждая точка a≠0a \neq 0 «в одиночку» является шаром). В этом пространстве существует «возрастаюшая» последовательность шаров

K1⊂K2⊂K3⊂…K_1 \subset K_2 \subset K_3 \subset \dots

(Kn+1≠KnK_{n+1} \neq K_n) с убывающей последовательностью

∣O2B∣<∣O1A∣|O_2B| < |O_1A|

r1>r2>r3>…r_1 > r_2 > r_3 > \dots

M. Ашкалова

Непривычные уравнения

Определим сумму числового множества AA с числом bb как множество чисел вида a+ba + b, где a∈Aa \in A. Аналогично определяются множества A−bA - b, A⋅bA \cdot b, A:bA:b. Например:

{1,5,10}+3={4,8,13},\{1, 5, 10\} + 3 = \{4, 8, 13\},

{2,4,6,8,10,… }:2={1,2,3,4,5,… }.\{2, 4, 6, 8, 10, \dots\}: 2 = \{1, 2, 3, 4, 5, \dots\}.

Тепер мы можем писать «уравнение с множеством», уравнения, в которых «искомыми» значениями переменной являются числовые множества. Например, легко видеть, что множество чисел является корнем уравнения

X+2=X,X + 2 = X,

(1)

а множеством чисел 2p(p∈Z)2^p(p \in \mathbb{Z}) — корнем уравнения

X⋅2=X.X \cdot 2 = X.

Межу прочитам, каждое из этих «уравнений первого степени с одной переменной» имеет бесконечное множество корней. Уравнение (1) равно солью уравнения X−2=XX - 2 = X, а уравнение (2) — уравнение X:2=XX:2 = X.

Определим теперь квадрат числового множества следующим образом:

A2={a2∣a∈A}.A^2 = \{a^2 | a \in A\}.

Тепер можно составлять и решать «квадратные» уравнения. Уравнение

X2=XX^2 = X

опять имеет бесконечное множество корней (множество {...,2,2,2,4,16,… }\{..., \sqrt{2}, \sqrt{2}, 2, 4, 16, \dots\} — один из его корней), а уравнение

X2+1=XX^2 + 1 = X

корней не имеет*). (Это легко вывести из того, что если AA — его корень и a∈Aa \in A, то a−1∈A\sqrt{a-1} \in A.) (Докладчица сказала, что ей неизвестно, при каких a,b,ca, b, c уравнение aX2+c=X⋅baX^2 + c = X \cdot b имеет корни.)

H. Голлицидзе

*) Если не считать пустого множества. (Прим. ред.)