35
Имеем
то есть — это десятичное число 149.
Нетрудно сообщать, что в младшем разряде этой системы придется использовать только цифры 0 и 1, в следующем — цифры 0, 1, 2, 3, в следующем — цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5. Легко понять, как будут выглудеть в этой системе признаки делимости на 2, 8, 48 (числа берутся в десятичной системе): число четно тогда и только тогда, когда ; число делится на 8 тогда и только тогда, когда (то есть оканчивается двумя нулями); число делится на 48 тогда и только тогда, когда (оканчивается третья нулями).
Научиться считать на «испорченых» счетах совершенно.
Прошло несколько минут, и ребята уверенно складывают и вычитали числа в «испорченой» системе чисс-
ления, решали и другие забавные задачи на «испорченых» счетах.
Предлагаем и вам поprobовать свои силы в решении некоторых задач.
Задачи
- а) Имеется 23 камешка. При их пересчитывании (по одному) выполняли косточек (по одному) на новых счетах. Как будут выглудеть счеты по окончании пересчитывания всех камешков? Изображите счеты с отмещенным на них результатом пересчитывания и запишите это число в «испорченой» системе.
- Какое наиболее число можно отложить на «испорченых» счетах? Запишите это число в «испорченой» системе. Какому десятичному числу оно равно?
-
На счетах, изображенных на рисунке, отмещены числа в «испорченой» системе. Каким десятичным числом они соответствуют?
-
Отложите на необъчных счетах десятичные числа 37, 59, 101, 269.
-
Выполните указанные действия (результаты проверте на счетах):
-
Утройте число 21. Рассказите, как вы выполнили умножение.
-
Выполните умножение .
Письмо в редакцию
Уважаемый товарищ редактор!
Недавно вышла из печати книга В. Гильде и З. Альтрихтера «С микрокалькулятором в руках» (М., «Мир», 1980), рассчи-
танная на массового читателя. Хочу обратить Ваше внимание на опечатки в этой (в целом очень хорошо) книге на с. 38, которые описны прежде всего для юного читателя, поскольку старшее поколевание, возможно, еще помнит правильное значение числа истихи для его запоминания.
Во-первых, приведенное значение числа л неверно в двух последних знаках. Правильное значение составляет 3,1415926536, это округление значения 3,141592653589…
Во-вторых, не подходит извввенный стилок для заполнения числа л. В этом стилке число буков в словах определяет последовательные цифры числа л, но все дело в том, что приведенный в книге текст дает верный результат только в старой орфографии:
Кто и шутя, и скоро
пожелает
Пи узнать число, ужь знаеть!
E. C.
37
в виде дроби не единственно. Так, .
Будем искать определение степени , где , , исходя из необходимости сохранения свойства . Это значит, что для любых и должны выполняться соответствие .
Предположим, что мы уже знаем, что такое . Пусть .
Тогда должно быть . Окончательно получаем .
Это соответствие подсказывает следующие определение:
О пределене 4. Если , то . Заметим, что для отрицательных понятие степени с рациональным не целым показателем не определяется. Также заметим, что в учебнике изучению степени с рациональным показателем предшествует тема «Корень -й степени и его свойства» («Алгебра 8», §9), в котором выводятся основные свойства корня -й степени, позволяющие доказать, что приятое нами определение корректно. Под корректностью определения в данном случае понятие независящность числа от записи числа в виде дроби, то есть, в конечном случае, справедливо равенства , где , , .
Упражнение 3. Повторите свойства корня -й степени и выведите из них свойства степени с рациональным показателем.
Степень с действительным показателем.
В учебнике «Алгебра и начала анализ 10» вводится показательная функция с любым действительным показателем (п. 108). Фактически и здесь ставится задача найти
*) «Алгебра 8», § 10.
«хорошее» определение степени с действительным показателем, причем в самом определении показательной функции перечисляется те ее свойства, которые могут быть выведены из этого «хорошого» определения. Каково же «хорошее» определение степени с любым действительным показателем?
Пусть для определности . Если — рациональное число, то нами уже определено, причем функция в силу свойства возвращает на множество всех рациональных чисел (при функция убивает (свойство ) на множество ).
Для того чтобы продолжить функцию на множество всех действительных чисел, мы сначала потребуем лишь сохранения многоотности этой функции.
Пусть — irrationalное число, а и — irrationalные числа, для которых . Предположим, что нам уже известно, что такое . В силу нашей требования, должны быть справедливны неравенства
Таким образом, число должно быть заключено между любыми двумя числами и , где .
В курсах математического анализа доказывается, что существует единственное число , для которого справедливо все неравенства , где и — произвольные рациональные числа, для которых .
Это дает возможность следующей определение:
О пределене 5. Пусть irrationalно и . Тогда — это действительное число, заключенное между любыми двумя числами и , где и irrationalны и .
Рамки школьного курса не позволяют доказать существование числа , и мы примем его на веру. Ограничимся доказательством единственности.
Для доказательства нам понадобится важное и само по себе неравенство Бернулли , где и .
38
Докажем его методом математической индукции.
При это неравенство верно . Предположим, что , и докажем, что . Имеем , что и требовалось доказать.
Докажем теперь, что при .
Пусть дано и , тогда , где . Отсюда, при меняя неравенство Бернулли, получаем . Поэтому . Легко видеть, что при .
Мы доказали, таким образом, что , но это и значит, что .
Теперь перейдем к доказательству единственности.
Пусть существует 2 числа и , для которых справедливый неравенства и при любых рациональных и , для которых . Пусть для определения .
Тогда . Ясно, что . Существуют для любого такие и , что и .
Для этих и (по свойству для рационального показателя) .
По доказанному ранее, для любого существует такое , что при всех справедливо неравенство . Поэтому при любом справедливо неравенство , что невозможно.
Исходя из определения 5, можно доказать, что для степени с действительным показателем сохраняется все свойства , установленные нами для натуральных показателей. Эти и завершаются построение функций .
*) Слушай разберите самостояльно.
Следует заметить, что при определении степени с irrationalным показателем мы отошли от приняной ранее схемы: строить определения, лишь исходя из необходимости сохранения свойства можно бесконечным количеством способов.
Точнее, существует бесконечного многофункций таких, что при , для которых .
Из всех этих функций монotonной (и непрерывной) будет лишь одна построенная нами функция . Все остальные функции этого семейства устроены достаточно «дико». Например, любая из них не ограничена ни на каком промежутке числовой оси.
Как вычислить ?
Рассмотрим несколько десятичных приближений по недостатку и по избытку. Эти приближения удовлетворяют неравенствам . Тогда, по нашему определению 5, число должно удовлетворять неравенствам , или .
Второе из этих неравенств позволяет найти с точностью до целых, третье — с точностью до десятих. Понятоно, что можно получить значение с любой заданной точностью, взяв соответствующие приближения .
Ураженяя
-
Чем больше или ?
-
Докажите свойства и для степени с любым действительным показателем.
-
Докажите свойство для степени с любым действительным показателем.
-
Докажите непрерывность функций при при , где .
-
Пусть и — irrationalные числа. Можно ли число быть рациональным?
-
Докажите, что и — одна и та же функция.