Kvant
Kvant 1972, số 4

Kvant 1972, số 4 · Trang

Tờ 1

không đánh sốChép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

QUANTUM
4
THÁNG TƯ
1972

Tạp chí VẬT LÝ VÀ TOÁN HỌC PHỔ BIẾN
VIỆN KHOA HỌC LIÊN XÔ VÀ VIỆN KHOA HỌC SƯ PHÁP LIÊN XÔ

Tờ 2

không đánh sốChép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

Tổng biên tập - Viện sĩ I. K. Kikoin
Phó Tổng biên tập thứ nhất - Viện sĩ A. N. Kolmogorov

Tuyển tập biên soạn:

L. A. Artsimovich, M. I. Bashmkov, S. T. Belyaev,
V. G. Boltyansky, I. N. Bronshtein, N. B. Vasiliev,
I. F. Ginzburg, Yu. N. Efremov, V. G. Zubov, P. L. Kapitsa,
V. A. Kirillin, A. I. Klimanov (nghệ sĩ trưởng),
S. M. Kozel, V. A. Leshkovtsev (phó tổng biên tập),
L. G. Makar-Limanov, A. I. Markushevich, M. D. Millionshchikov, N. A. Patrikeeva, I. S. Petrkov, N. H. Rozov, A. P. Savin,
Tôi. Sh. Slobodetsky, M. L. Smolyansky (phó tổng biên tập), Ya. A. Smorodinsky, V. A. Fabrikant, A. T. Tsvetkov,
M. P. Shaskolskaya, S. I. Shvartsburg, A. T. Shirshov.

Trên trang đầu tiên và trang thứ tư của trang bìa có hình vẽ bức tượng “Bản đồ và sách tô màu” của A.P. Savin (nghệ sĩ V. Egorov). Bài viết nằm ở trang 30.

Trưởng ban biên tập L. V. Chernova. Nghệ sĩ trưởng A. I. Klimanov
Biên tập viên nghệ thuật O. N. Ykovleva. Người hiệu đính M. L. Medvedskaya
Nhà xuất bản “Nauka”, Tòa soạn chính văn học vật lý và toán học 117071, Moscow, V-71, Leninsky Prospekt, 15. Tel. 234-08-11, 234-07-93

Nộp để sắp chữ 16/1-1972 Ký in 29/II-1972 Giấy 70×100¹/₁₆ Vật lý. lò nướng l. 5. Lò nướng có điều kiện l. 6.5. Biên tập học thuật. tôi. 7 giờ 45. Lưu hành 340.985 T-01574. Giá 30 kopecks. Đặt hàng 2538.
Nhà máy in Chekhov Ủy ban In ấn Glavpolygraphprom thuộc Hội đồng Bộ trưởng Liên Xô, Chekhov, khu vực Moscow.

BẢN BẢN KHÔNG ĐƯỢC TRẢ LẠI

Tờ 4

tr. 2Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

2

Ngày du hành vũ trụ

Năm 1972, sẽ là 15 năm kể từ khi phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên của Trái đất và 11 năm kể từ chuyến bay có người lái đầu tiên vào vũ trụ. Cả hai sự kiện này đều diễn ra ở nước ta. Liên Xô sẽ mãi mãi còn trong ký ức của mọi người với tư cách là quốc gia đầu tiên mở đường ra ngoài vũ trụ.

Hơn mười năm nữa sẽ tách chúng ta ra khỏi những sự kiện này. Trong những năm này, khoa học đã biết được nhiều điều hơn về Mặt Trăng, Sao Kim, Sao Hỏa, Mặt Trời và không gian vũ trụ so với toàn bộ những quan sát và nghiên cứu bền bỉ trong suốt nhiều thế kỷ trước đó.

Cho đến nay, hơn một nghìn thiết bị khác nhau đã được phóng lên vũ trụ, một nửa trong số đó được chế tạo bởi bàn tay của các nhà khoa học, kỹ sư và công nhân Liên Xô. Chương trình không gian của chúng tôi tạo ra thế giới thông qua tính nhất quán của nó. Nó phân biệt rõ ràng ba hướng chính: nghiên cứu không gian gần Trái đất và bản thân Trái đất, không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn lớn hơn; nghiên cứu về mặt trăng; thám hiểm các hành tinh của hệ mặt trời.

Các vệ tinh nhân tạo của Liên Xô thuộc dòng Meteor có thể tạo ra một dịch vụ lâu dài để theo dõi các quá trình khí tượng trong khí quyển, các tảng băng, bề mặt đại dương, v.v. Các vệ tinh thuộc dòng Molniya đã mở rộng khả năng truyền thông tin một cách bất thường. Chúng là cơ sở đáng tin cậy để tạo ra hệ thống liên lạc không gian quốc tế “Intercosmos”.

Vệ tinh cung cấp hỗ trợ vô giá trong việc nghiên cứu chế độ nước và vẽ bản đồ các khu vực khó tiếp cận, tìm kiếm khoáng sản và bảo vệ tài nguyên rừng, tạo điều kiện thuận lợi cho điều kiện môi trường sống của tàu thuyền và tàu nhỏ cũng như kiểm soát sâu bệnh trong nông nghiệp.

Tờ 5

không đánh sốChép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

Chuyến bay dài của các phi hành gia A. G. Nikolaev và V. I. Sevastyanov trên tàu vũ trụ Soyuz-9 đã xác nhận khả năng con người có thể làm việc lâu dài thành công bên ngoài bầu khí quyển Trái đất. Các phi hành gia đã nhiều lần đi ra ngoài vũ trụ; hệ thống điều khiển cho các chuyến bay nhóm đã được sửa lỗi; tàu vũ trụ đã cập bến; Phương pháp hàn không gian đã được thử nghiệm. Nhìn bề ngoài, câu hỏi đã được đặt ra về việc tạo ra các đài quan sát quỹ đạo, nơi các nhóm nhà khoa học thay đổi định kỳ sẽ tiến hành nghiên cứu khoa học trên một chương trình rộng lớn. Trạm khoa học quỹ đạo có thể đi bằng bè đầu tiên được thành lập ở nước ta vào ngày 7 tháng 6 năm 1971, sau thành công của trạm khoa học quỹ đạo Salyut và tàu vũ trụ Soyuz-11.

Việc thám hiểm mặt trăng cũng tiến triển thành công. Đóng góp đặc biệt lớn cho chúng là các chuyến bay của các trạm tự động “Luna-16”, “Luna-17” và “Luna-20”. Cơ quan thứ nhất và thứ ba đã chuyển mẫu đất mặt trăng về Trái đất. Chiếc thứ hai hạ phòng thí nghiệm nghiên cứu di động “Lunokhod-1” xuống bề mặt Mặt trăng, nơi đã thực hiện một chương trình khoa học phức tạp trong nhiều tháng. (Một trong những bức ảnh toàn cảnh bề mặt mặt trăng do Lunokhod chụp được hiển thị trong bức ảnh hiển thị ở đây.)

Liên Xô đã tiến bộ rất nhiều trong việc nghiên cứu các hành tinh trong hệ mặt trời, chủ yếu là Sao Kim và Sao Hỏa. Bốn tàu đổ bộ của chúng ta đang ở trên bề mặt Sao Kim. Họ cung cấp thông tin chi tiết hơn về nhiệt độ, áp suất và thành phần hóa học của bầu khí quyển của hành tinh bí ẩn này. Vào ngày 2 tháng 12 năm 1971, lần đầu tiên trong lịch sử, mô-đun hạ cánh của trạm tự động Mars-3 đã hạ cánh nhẹ nhàng trên bề mặt Sao Hỏa. Trạm Mars-2 và Mars-3 trở thành vệ tinh nhân tạo của Sao Hỏa.

Khoa học và công nghệ vũ trụ của chúng ta sẽ còn tiến xa trong một thập kỷ rưỡi nữa. Và phía trước là con đường chưa biết đến các hành tinh xa hơn, tới các vì sao và thế giới có những sinh vật thông minh sinh sống. Và ai biết được cô ấy sẽ mang đến cho chúng ta những khám phá tuyệt vời gì trong thời gian sắp tới.

Tờ 6

tr. 4Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

4

SẮP XẾP
KHỐI

N. B. Vasiliev

Trong bài viết này, chúng tôi đã mổ xẻ jem lời giải một trong bài toán, dành cho học sinh lớp chín và lớp mười tại Olympic Toán học Toàn Liên minh năm ngoái ở Riga (xem «Kvant» Số 11, 1971). Nó được xây dựng như thế này.

Bài toán. Một khối lập phương có chiều dài cạnh nn được chia thành n3n^3 khối lập phương đơn vị. Hãy chọn một số hình khối và vẽ ba đường thẳng song song với các cạnh đi qua tâm của mỗi hình khối. Có thể chọn số hình lập phương nhỏ nhất là bao nhiêu để một đường thẳng vẽ qua chúng sẽ cắt hết tất cả các hình lập phương?

a) Chỉ định đáp số cho các giá trị nhỏ nn: cho n=2,3,4n=2, 3, 4.

b) Cố gắng tìm đáp số cho n=10n=10.

c) Giải tổng quát bài toán. Nếu bạn không thể tìm thấy chính xác đáp số, hãy chứng minh một số bất đẳng thức ước tính từ trên xuống dưới số hình lập phương được đánh dấu.

d) Lưu ý rằng bài toán này có thể được biểu diễn như thế này. Hãy xem xét tất cả các bộ có thể (x1,x2,x3)(x_1, x_2, x_3), trong đó mỗi chữ cái x1,x2,x3x_1, x_2, x_3 nhận một trong nn giá trị 1, 2, …, nn. Số tập hợp nhỏ nhất phải được chọn là bao nhiêu để với mỗi tập hợp còn lại trong số các tập hợp đã chọn, chúng ta tìm thấy một tập hợp chỉ khác nó ở một vị trí (theo giá trị của chỉ một trong các tọa độ x1,x2,x3x_1, x_2, x_3)? Cố gắng tìm ước tính cho số lượng bộ trong bài toán tổng quát hơn, khi xem xét các bộ không phải ba mà là bốn chữ cái trở lên.

Công thức với tân binh

Để tránh nhầm lẫn với các từ “khối”, “khối” và “khối đã chọn”, nên trình bày lại bài toán bằng các thuật ngữ khác. Chúng tôi gọi toàn bộ khối lập phương n×n×nn \times n \times n là “bàn cờ không gian”, mỗi khối 1×1×11 \times 1 \times 1 là một “ô”, mỗi khối được chọn là một “hình vuông do quân xe chiếm giữ”. Chúng ta sẽ giả sử rằng một quân Xe đứng trong một ô nào đó xx sẽ bị tấn công tất cả các ô nằm ở đó

Cơm. 1. Xe đứng trên ô 222 (khối màu hồng), có mười ô: ngoài ô 222, còn có 122, 322, 422 (theo hướng x1x_1 trong “chiều rộng”), 212, 232, 242 (theo hướng x2x_2 trong “chiều cao”), 221, 223 và 224 (trong hướng x3x_3 đến “độ sâu”).

Tờ 7

tr. 4Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

4

dọc theo ba đường thẳng song song với các cạnh của hình lập phương và đi qua tâm của ô xx (chúng ta cũng sẽ giả sử rằng quân xe chính là ô xx này (Hình 1)). Khi đó, câu hỏi đặt ra trong các điều kiện có thể được đặt ra như sau: số lượng quân nhỏ nhất có thể đặt trên bàn cờ n×n×nn \times n \times n để chúng bao phủ toàn bộ bàn cờ (tức là tất cả các ô vuông không có ngoại lệ) là bao nhiêu?

Bài tập 1. Giải bài toán tương tự cho bàn cờ “phẳng” n×nn \times n. (Đáp số: nn. Lưu ý rằng nếu n×nn \times n có ít quân xe trên bàn hơn nn quân xe, nó sẽ tìm thấy thứ hạng và tập tin không có quân xe).

Ước tính sơ bộ ban đầu

Chúng ta hãy biểu thị bằng AnA_n số lượng quân nhỏ nhất có thể chiếm toàn bộ bàn cờ n×n×nn \times n \times n.

Vì trên bàn cờ n×n×nn \times n \times n mỗi quân xe có 3n−23n-2 ô và có tổng cộng n3n^3 ô, nên để gửi toàn bộ bàn cờ, bạn cần đặt ít nhất n33n−2\frac{n^3}{3n-2} quân xe. Nói cách khác,

An≥n33n−2.A_n \geq \frac{n^3}{3n-2}.

Nó theo sau đó

A2≥2,A3≥4,A4≥7,A5≥10.A_2 \geq 2, A_3 \geq 4, A_4 \geq 7, A_5 \geq 10.

Thật dễ dàng để đưa ra một ví dụ về vị trí của các quân n2n^2 trải dài trên toàn bộ bàn cờ (chúng có thể được đặt trong một “lớp” ngang).

Điều này đưa ra ước tính sơ bộ này:

An≤n2.A_n \leq n^2.

Bài tập 2. Chứng minh rằng

An≤3n24,A_n \leq \frac{3n^2}{4},

sử dụng thông báo sau: nếu bạn đặt n1n_1 quân dọc theo cạnh n1n_1 của bàn cờ n1×n2×n3n_1 \times n_2 \times n_3, thì sau đó vẫn phải giải bài toán cho bàn cờ n1×(n2−1)×(n3−1)n_1 \times (n_2-1) \times (n_3-1).

Ghi lại các sắp xếp “theo kế hoạch”

Với n=2n=2, rất indo, hai quân xe là đủ để giữ tất cả tám ô bị tấn công (Hình 2), sau đó

Tờ 8

tr. 6Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

6

Cơm. 4.

Chúng ta hãy gọi một lớp là một tập hợp các ô có tâm nằm trong mặt phẳng song song với một trong các mặt của đế và một đường thẳng - một tập hợp các ô có tâm nằm trên một đường thẳng song song với một cạnh; một lớp bao gồm n2n^2 ô, một dòng - gồm nn ô. Hãy vẽ hình chiếu của bến tàu lên một trong các mặt, chẳng hạn như trên mặt phẳng Ox1x2Ox_1x_2 (mặt trước) và trên mỗi trường của bến tàu kết quả n×nn \times n, chúng ta viết số lớp mà quân xe xuất hiện, chiếu lên trường này. Khi đó, việc sắp xếp các quân xe như trong Hình 3 sẽ được viết như trong Hình 4 (chúng ta sẽ không gặp phải tình huống có nhiều hơn một quân xe trên một dòng, vì vậy dockki n×nn \times n sẽ viết không quá một số trên mỗi ô vuông). Lưu ý rằng trong Hình 4, đối với mỗi trường trống trong hàng và cột tại giao điểm của nó, tất cả các số sẽ xuất hiện: 1, 2 và 3. Điều này có nghĩa là mọi trường dock 3×3×33 \times 3 \times 3 không theo hướng x3x_3 sẽ theo hướng x1x_1 hoặc theo hướng x2x_2.

Vì vậy, chúng tôi tin chắc rằng A3≤5A_3 \leq 5. Thực tế là A3≥4A_3 \geq 4 đã được chứng minh (xem (1)). Câu hỏi đặt ra: A3A_3 bằng: 4 hay 5 là bao nhiêu? Chúng tôi mang đến cho độc giả cơ hội đa dạng hóa

lấy trường hợp n=3,n=4n=3, n=4, v.v. rồi đi thẳng vào trường hợp tổng quát.

Bài tập không thể đặt 4 quân xe để chúng chỉ là dockku 3×3×33 \times 3 \times 3; 6) chỉ ra một ví dụ về cách sắp xếp 8 quân xe, tổng cộng sẽ là 4×4×44 \times 4 \times 4; trong tài liệu rằng A4=8A_4=8.

Trường hợp chung. Công thức của kết quả

Trong bài toán ed của chúng tôi, có lẽ điều khó khăn nhất là đưa ra giả thuyết chính xác: cái gì bằng AnA_n. đáp số này đã dễ dàng hơn nhiều để xây dựng một ví dụ (nghĩa là ước tính AnA_n từ phía trên) và để chứng minh rằng không thể thực hiện được với ít quân xe hơn. Và đáp số là:

An={n22, если n четно,n2+12, если n нечетно.A_n = \begin{cases} \frac{n^2}{2}, \text{ если } n \text{ четно}, \\ \frac{n^2 + 1}{2}, \text{ если } n \text{ нечетно}. \end{cases}

Cụ thể là A4=8A_4=8, A5=13,…,A10=50A_5=13, \dots, A_{10}=50.

Ví dụ về vị trí “tối ưu” của quân AnA_n được nêu rõ trong Hình 5, aa (nn chẵn) và 5, bb (nn lẻ). Có thể dễ dàng kiểm tra xem tất cả các trường không tồn tại theo hướng x3x_3 có tồn tại theo hướng x1x_1 hoặc theo hướng x2x_2 hay không: trong mỗi “chữ thập” - một hàng và cột tại giao điểm của nó có một trường trống - tất cả các số từ 1 đến nn đều xuất hiện.

Vẫn còn phải chứng minh rằng với ít quân hơn thì họ không thể chiếm được toàn bộ bến tàu.

Bằng chứng đầu tiên

Đặt các quân MM sao cho chúng từ tất cả các ô vuông được neo. Từ tất cả các lớp, hãy chọn lớp có số lượng quân xe là tối thiểu (nếu có một số lớp như vậy thì có thể). Chúng ta có thể giả sử rằng nó nằm song song với mặt phẳng Ox1x2Ox_1x_2. Hãy biểu thị lớp này bằng SS và số quân xe trong đó là mm. Đặt các quân mm này thuộc m1m_1 hàng theo hướng x1x_1 và m2m_2 hàng theo hướng x2x_2 (chúng ta có thể giả sử rằng m1≥m2m_1 \geq m_2; tất nhiên, m≥m1m \geq m_1 và m≥m2m \geq m_2). Sau đó

Tờ 10

tr. 8Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

8

Bằng chứng thứ hai

Bổ đề. Đặt n×nn \times n là các số nguyên không âm trong bảng sao cho nếu trường nào đó chứa 0 thì tổng của tất cả các số trong hàng và cột tại giao điểm của trường này không nhỏ hơn nn. thì tổng của tất cả các số trong bảng không nhỏ hơn n22\frac{n^2}{2} (và do đó, nếu tất cả các số trong bảng đều là số nguyên thì nếu nn là số lẻ thì tổng này không nhỏ hơn n2+12\frac{n^2+1}{2}).

Từ bổ đề, bạn cần ước tính cho AnA_n thật dễ dàng: chỉ cần chiếu bảng lên một trong các mặt và viết vào trường nào của bảng kết quả n×nn \times n có bao nhiêu quân xe được chiếu vào đó. Rõ ràng là các điều kiện của bổ đề cho bảng kết quả sẽ được thỏa mãn.

Nó vẫn còn để chứng minh bổ đề. Chúng ta sẽ không làm điều này, vì bổ đề này đã xuất hiện gần đây trong «Kvant»: nghịch lý thay, nó lại được đề xuất vào cùng năm ngoái dưới dạng một bài toán riêng biệt tại Olympic Quốc tế (xem «Kvant» số 12, 1971). Thật không may, bằng chứng thứ hai về bài toán của chúng tôi, và do đó, bổ đề, đã không được thảo luận khi phân tích bài toán tại Olympic toàn Liên minh, vì vậy cả các nhà lãnh đạo của đội Liên Xô đều không biết bổ đề này (nếu không, tất nhiên, họ đã thêm nó để nó không được cung cấp cho học sinh vì nó quá nổi tiếng), cũng như những người tham gia trong nhóm của chúng tôi (nếu không thì tất cả họ đều giải quyết nó một cách hoàn hảo).

Vì vậy, bài toán chính, được thảo luận ở điểm a), b) và c) của điều kiện, lời giải.

Lưu ý về khái quát

Đối với bài toán tổng quát hơn, được xây dựng ở điểm r), - tương tự như bài toán không phải dành cho bảng “ba chiều”, mà dành cho bảng “k chiều” (k≥4k \geq 4), ở đây không biết kết quả cuối cùng. Đối với số lượng tối thiểu AnkA_n^k quân xe, chỉ có một bàn cờ n×n×⋯×nn \times n \times \dots \times n (chúng tôi giữ nguyên thuật ngữ cờ vua, nhưng ví dụ: bây giờ hình vuông xx là một tập hợp các số kk (x1,x2,…,xkx_1, x_2, \dots, x_k),

trong đó mỗi kk nhận giá trị từ 1 đến nn), dễ dàng thu được các ước tính tương tự như (1), (2):

Ank≤nk−1,Ank≥nkk(n−1)+1.A_n^k \leq n^{k-1}, A_n^k \geq \frac{n^k}{k(n-1)+1}.

Có razzhene 4. Chứng minh các bất đẳng thức này. Cố gắng cải thiện điểm nk−1n^{k-1} bằng cách sử dụng các cân nhắc tương tự như trong Bài tập 2.

Vì An2=nA_n^2=n và An3A_n^3 bằng n22\frac{n^2}{2} hoặc n2+12\frac{n^2+1}{2}, nên giả thuyết là AnkA_n^k gần với nk−1k−1\frac{n^{k-1}}{k-1}. Giả thuyết này, cùng với những giả thuyết khác, đã được thảo luận bởi những người tham gia Olympic và các thành viên ban giám khảo không chỉ trong Thế vận hội mà còn sau đó. Tuy nhiên, kết quả thú vị nhất đã được báo cáo cho chúng tôi bởi D. Grigoriev, một sinh viên tốt nghiệp Trường Vật lý và Toán học tại Đại học Leningrad, và độc giả V. Ginzburg của chúng tôi: họ (độc lập) đã chứng minh được rằng nếu MM quân xe là toàn bộ bàn cờ và không có hai quân nào khác nhau, thì M≥nk−1k−1M \geq \frac{n^{k-1}}{k-1} (chúng tôi đặt bằng chứng ở cuối bài viết). Rõ ràng, kết quả này đúng ngay cả khi không có giả định bổ sung được in nghiêng, tức là bất đẳng thức Ank≥nk−1k−1A_n^k \geq \frac{n^{k-1}}{k-1} là đúng, và, như các ví dụ đã cho thấy, đối với n>kn > k ước tính này khá gần với ước tính chính xác (hoặc thậm chí trùng khớp chính xác với nó).

Tuy nhiên, ước tính nk−1k−1\frac{n^{k-1}}{k-1} phụ thuộc không “rất chính xác” cho tất cả nn và kk.

Ví dụ: nếu n=2n=2 thì nk−1k−1=2k−1k−1\frac{n^{k-1}}{k-1} = \frac{2^{k-1}}{k-1} và ước tính “sơ bộ” nkk(n−1)+1=2kk+1\frac{n^k}{k(n-1)+1} = \frac{2^k}{k+1} hóa ra là tốt nhất (đối với k>3k>3); đối với kk lớn, số 2kk+1\frac{2^k}{k+1} được áp dụng gấp đôi so với 2k−1\frac{2}{k-1}.

Razzhene có 5. Tìm A24,A34,A25A_2^4, A_3^4, A_2^5.

Đôi lời về mã bài toán

Một bài toán, rất gần với công thức của chúng tôi, là quá sớm—quá sớm vì nó quan trọng đối với các ứng dụng. Trong “thuật ngữ cờ vua” thì có vẻ như thế này: cái nào tốt nhất

Tờ 11

tr. 9Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

9

số cổ của các quân xe có thể được đặt trên một bảng kk chiều n×n×⋯×nn \times n \times \dots \times n sao cho chúng không phải là nhau? (Tùy chọn khác: sao cho không có trường nào là gấp đôi?) Nói cách khác: tập YY nào của các tập y=(y1,y2,…,yk)y = (y_1, y_2, \dots, y_k) có thể được tạo sao cho a) cứ hai tập trong YY khác nhau ở nhiều hơn một tọa độ, hoặc b) mọi tập hợp x=(x1,x2,…,xk)x = (x_1, x_2, \dots, x_k), trong tập YY có nhiều nhất một tập hợp yy, khác với xx chỉ trong một tập hợp phối hợp? Việc hình thành nhiệm vụ liên quan trực tiếp đến lý thuyết về khoa học thông tin, hay chính xác hơn là liên quan đến phần của nó - lý thuyết về mã sửa lỗi. Lý thuyết này giải quyết các vấn đề thuộc loại này: soạn một tập hợp YY “từ” (y1,y2,…,yk)(y_1, y_2, \dots, y_k) sao cho nếu khi truyền một trong những từ này (chẳng hạn như qua điện thoại hoặc qua kênh liên lạc trong máy tính), nó được bao gồm trong một số “bức thư” thì lỗi này có thể được phát hiện và thậm chí tốt hơn là được sửa, tức là “từ” được truyền có thể được khôi phục. Do đó, tập YY thỏa mãn điều kiện a) được gọi là “mã phát hiện lỗi đơn” và tập hợp thỏa mãn điều kiện b) được gọi là “mã sửa lỗi đơn”. Bạn thấy rằng trong toán học, từ “mật mã” không được sử dụng theo cách hoàn toàn giống như trong sách quay.

Trong pháp luật b. Gọi BnkB_n^k là số quân xe tối đa có thể đặt trên một bảng kk chiều n×n×⋯×nn \times n \times \dots \times n sao cho chúng không phải là nhau a) Số nào lớn hơn: BnkB_n^k hoặc AnkA_n^k? b) Tìm Bn2,Bn3,Bn4B_n^2, B_n^3, B_n^4.

Lý thuyết về mật mã có lẽ là ví dụ nổi bật nhất về ứng dụng của đại số hiện đại trong một lĩnh vực mà thoạt nhìn thì không liên quan trực tiếp đến các ứng dụng kỹ thuật. Đã cống hiến nhiều công trình khoa học và một số cuốn sách dày dặn, cô ấy đang phát triển nhanh chóng và xứng đáng được làm quen với chuyên môn.

*) W. Peterson. Mã hướng dẫn lỗi, “Mir”, 1964; E. Berlekham p Lý thuyết mã hóa đại số, “Thế giới”, 1971.

Ứng dụng

Định lý. Đặt XX là tập hợp tất cả các bộ dữ liệu x=(x1,x2,…,xk+1)x = (x_1, x_2, \dots, x_k+1), trong đó mỗi tọa độ k+1k+1 xx nhận các giá trị nn: 1,2,…,n1, 2, \dots, n; YY là tập hợp con của XX sao cho (1) hai bộ YY bất kỳ khác nhau ở ít nhất hai tọa độ và (2) đối với mỗi xx của XX có một bộ yy của YY khác với xx ở nhiều nhất một tọa độ. Khi đó có nhiều nhất nk/kn^k/k phần tử trong YY.

Bằng chứng. Đặt α(x)=1\alpha(x)=1 nếu xx thuộc về YY và α(x)=0\alpha(x)=0 nếu không. Hãy đặt β(x)=β(x1,x2,…,xk)\beta(x)=\beta(x_1, x_2, \dots, x_k):

∑i=1kα(xi,xj,…,xk)=∑i=1kα(xi,xj,…,xk)=∑i=1kβ(xi,xj,…,xk)\sum_{i=1}^{k} \alpha(x_i, x_j, \dots, x_k) = \sum_{i=1}^{k} \alpha(x_i, x_j, \dots, x_k) = \sum_{i=1}^{k} \beta(x_i, x_j, \dots, x_k)

Các tập hợp tọa độ (“rút gọn” của kk và (k−1)(k-1) chúng ta sẽ biểu thị bằng cùng một chữ cái xx, hãy nhớ rằng các đối số β\beta luôn có xk+1x_{k+1} bị loại bỏ, và yγi−xk+1y \gamma_i - x_{k+1} và xix_i. Theo điều kiện (1) β(x)≤1\beta(x) \leq 1 cho bất kỳ xx nào. Theo điều kiện (2), nếu β(x)=0\beta(x)=0 đối với một số xx, thì ∑i=1kγi(x)≥n\sum_{i=1}^{k} \gamma_i(x) \geq n đối với xx này Do đó, đối với tất cả xx không có ngoại lệ.

∑i=1kγi(x)(1−β(x))≥n(1−β(x))\sum_{i=1}^{k} \gamma_i(x) (1-\beta(x)) \geq n (1-\beta(x))

Chúng ta hãy tổng hợp tất cả các bất đẳng thức tương ứng với nkn^k các tập hợp khác nhau (x1,x2,…,xk)(x_1, x_2, \dots, x_k). Chúng tôi biểu thị tổng này bằng chữ cái Σ′\Sigma' và tổng trên tất cả các tọa độ ngoại trừ xix_i bằng Σi′\Sigma'_i. Đặt tổng số phần tử YY khác nhau MM. Sau đó, vì Σi′(x)=M\Sigma'_i(x)=M và Σi′(y)=M\Sigma'_i(y)=M cho mỗi ii, chúng ta nhận được

∑i=1k(nM−∑i=1kγi2(x))≥nk+1−nM\sum_{i=1}^{k} (nM - \sum_{i=1}^{k} \gamma_i^2(x)) \geq n^{k+1}-nM

Vì tổng bình phương NN của các số thực không nhỏ hơn tổng bình phương chia cho NN nên vế trái nhiều nhất là

∑i=1k(nM−∑i=1kγi2(x))≤∑i=1k(nM−(∑i=1kγi(x))2nk−1)=knM−kM2nk−1.\sum_{i=1}^{k} (nM - \sum_{i=1}^{k} \gamma_i^2(x)) \leq \sum_{i=1}^{k} \left( nM - \frac{(\sum_{i=1}^{k} \gamma_i(x))^2}{n^{k-1}} \right) = knM - \frac{kM^2}{n^{k-1}}.

Vậy bất đẳng thức đúng

knM−kM2nk−1≥nk+1−nM,knM - \frac{kM^2}{n^{k-1}} \geq n^{k+1}-nM,

từ đâu M≤nk/kM \leq n^{k/k}.

Tờ 12

tr. 10Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

10

QUANG HỌC
Kính thiên văn

V. E. Belonuchkin
S. M. Kozel

Kính viễn vọng được coi là một trong những phát minh vĩ đại nhất mọi thời đại. Nhiều thế kỷ đã trôi qua kể từ khi thiết bị nguyên thủy đầu tiên phát hiện ra Galileo của các mặt trăng của Sao Mộc, mang theo sự tiến bộ to lớn trong mọi lĩnh vực khoa học. Tầm quan trọng của kính viễn vọng như một công cụ để hiểu thế giới không thay đổi. Nó tiết lộ cho chúng ta sự rộng lớn của Vũ trụ mà chúng ta không thể quan sát được bằng mắt thường.

Trước khi phát minh ra nhiếp ảnh, kính thiên văn đo quang học trước bình minh chỉ dành riêng cho việc quan sát bằng hình ảnh. Và kính thiên văn trước hết vẫn là một công cụ trực quan. Thiết kế của kính thiên văn dựa trên các nguyên tắc vật lý đơn giản mà chúng ta sẽ thảo luận trong bài viết này.

Kính thiên văn trực quan thực hiện hai chức năng chính. Đầu tiên, nó tạo ra hình ảnh rõ ràng của một vật ở xa trên võng mạc, được phóng đại rất nhiều so với hình ảnh được tạo ra bởi mắt thường và điều này cho phép người ta phân biệt các chi tiết mà mắt thường không thể tiếp cận được. Thứ hai, kính thiên văn tạo ra ánh sáng của một thiên thể và truyền nó đến mắt chúng ta trong một chùm tia hẹp.

Trong khi đó, trong các cuốn sách về quang học, bạn có thể tìm thấy những phát biểu sau:
“Ngay cả trong kính thiên văn mạnh nhất, các ngôi sao vẫn xuất hiện trước mắt chúng ta như những điểm sáng” và “Hình ảnh của các vật thể quan sát được trong kính thiên văn không thể sáng hơn khi quan sát bằng mắt thường”.

Kính thiên văn dùng để làm gì, kính thiên văn có thể nhìn thấy gì và không thể nhìn thấy gì? Để trả lời những câu hỏi này, bạn cần hiểu cấu trúc cơ bản của kính thiên văn.

Cùng với mắt người, kính thiên văn tạo thành một hệ thống duy nhất. Vì mắt là “thiết bị” mà kính thiên văn phải thích ứng, nên một số

Tờ 13

tr. 11Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

11

nói vài lời về mắt trước khi chuyển sang điện thoại.

Trong trường hợp này, chúng ta sẽ nói về khả năng thay thế của mắt để sắp xếp lại (thích nghi) khi quan sát các vật thể ở những khoảng cách khác nhau. Được biết, mắt có một diện tích thích nghi đáng kể. Một người bình thường quỳ lạy trong khoảng cách từ 10 cm đến vô cùng. Trong trường hợp mắt được trang bị kính thiên văn (hoặc thiết bị thị giác khác), hình ảnh của vật thể được tạo ra trong thiết bị tất nhiên phải nằm trong khu vực chứa đựng. Khi xét đường đi của tia trong dụng cụ quang học, người ta cho rằng mắt có thể điều chỉnh được đến vô cực. Điều này có nghĩa là các tia từ mỗi điểm trong ảnh của một vật phải chiếu vào mắt một tia song song. Trong trường hợp này, đường đi của tia trong dụng cụ quang học hóa ra là đơn giản nhất (cái gọi là đường đi của tia thiên văn).

Điện thoại thì khác. Tùy thuộc vào hệ thống quang học nào được sử dụng làm vật thể và thị kính, một số loại kính thiên văn được phân biệt. Thấu kính của kính thiên văn có thể là một thấu kính (hoặc một hệ thấu kính) (Hình 1, a, b). Những kính thiên văn như vậy được gọi là kính khúc xạ. Nếu một hệ gương được sử dụng làm vật thể (ví dụ như trong Hình 1, c), thì kính thiên văn được gọi là vật phản xạ.

Chúng tôi sẽ không thảo luận về ưu điểm và nhược điểm của các hệ thống quang học khác nhau ở đây. Để đáp số trả lời các câu hỏi mà chúng tôi đã đặt ra cho mình, chỉ cần xem xét một trong các sơ đồ quang học, chẳng hạn như kính thiên văn đơn giản nhất - ống Kepler (Hình 1, a).

Vật kính của ống Kepler là một thấu kính thu tiêu cự tuyến tính (L1L_1). Thấu kính này cho trong mặt phẳng tiêu cự của nó (F1F1F_1F_1) ảnh thật đầu tiên của một vật ở xa, được mắt nhìn qua thị kính (L2L_2, cũng là một thấu kính hội tụ). Thị kính, đóng vai trò là tia sáng, cho hình ảnh thứ hai (tối thiểu) mà mắt nhìn được. Dễ hiểu là với đường đi của chùm tia bằng kính thiên văn, tiêu điểm phía trước của thị kính trùng với tiêu điểm phía sau của vật và do đó, chiều dài của ống l=f1+f2l=f_1+f_2, trong đó

Cơm. 1. a) Ống thiên văn Kepler. b) Chiếc kèn của Galileo. c) Hệ thống kính thiên văn phản xạ (gương phản xạ). Casserin, thấu kính viễn vọng là một hệ gương lõm và gương lồi.

Tờ 14

tr. 12Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

12

Cơm. 2.

f1,f2f_1, f_2 - tiêu cự của vật và thị kính.

Giả sử chúng ta sử dụng ống Kepler để kiểm tra bề mặt Mặt Trăng. Hình ảnh chúng ta quan sát khác với hình ảnh chúng ta nhìn thấy bằng mắt thường như thế nào? Trước hết, tất nhiên, kích thước. Nếu bằng mắt thường có thể nhìn thấy hai điểm trên bề mặt Mặt Trăng ở một góc α\alpha, thì khi quan sát bằng kính thiên văn, mắt sẽ nhìn thấy hình ảnh của chúng ở một góc khác, lớn hơn β\beta (Hình 2) ∗^*). Độ phóng đại góc do kính thiên văn cung cấp được đặc trưng bởi tỷ lệ γ=βα\gamma = \frac{\beta}{\alpha}. Khoảng cách giữa ảnh của các điểm được xem xét trên bề mặt mặt trăng trên võng mạc trong trường hợp thứ nhất bằng l′=αfl' = \alpha f, và trong trường hợp thứ hai l′=βfl' = \beta f (ff là tiêu cự của thấu kính mắt); nó thay đổi γ=l′l′=βα\gamma = \frac{l'}{l'} = \frac{\beta}{\alpha} lần.

Do đó, độ phóng đại góc của kính thiên văn cũng là thước đo sự tăng kích thước tuyến tính của hình ảnh trên võng mạc. Nếu kích thước tuyến tính của hình ảnh trên võng mạc tăng γ\gamma lần thì diện tích hình ảnh tăng γ2=β2α2\gamma^2 = \frac{\beta^2}{\alpha^2} lần.

∗^*) Để đơn giản, chúng ta sẽ giả sử rằng các góc α\alpha và β\beta đủ nhỏ, sao cho sin⁡α≈α\sin \alpha \approx \alpha và sin⁡β≈β\sin \beta \approx \beta.

Bây giờ chúng ta hãy xác định độ phóng đại góc của kính thiên văn là bao nhiêu. Để làm điều này, hãy xem Hình 3. Một chùm tia song song đi vào thấu kính L1L_1 một góc α\alpha với trục quang. Một chùm tia sáng đi ra khỏi thị kính L2L_2 và bị lệch một góc β\beta (đường chấm biểu thị trục quang phụ của thị kính). Từ các hình tam giác ABO1ABO_1 và ABO2ABO_2 ta có:

α≈tgα=ABAO1=ABf1;\alpha \approx tg \alpha = \frac{AB}{AO_1} = \frac{AB}{f_1};

β≈tgβ=ABAO2=ABf2\beta \approx tg \beta = \frac{AB}{AO_2} = \frac{AB}{f_2}

(f1f_1 và f2f_2 lần lượt là tiêu cự của vật và thị kính). Kể từ đây,

γ=βα=f1f2,\gamma = \frac{\beta}{\alpha} = \frac{f_1}{f_2},

nghĩa là độ phóng đại mà kính thiên văn cho bằng tỷ lệ giữa tiêu cự của vật và thị kính.

Bây giờ chúng ta đã biết cách chế tạo một chiếc kính thiên văn có độ phóng đại cao: để làm được điều này, bạn cần có thấu kính tiêu cự dài và thị kính tiêu cự ngắn. Nhưng chúng ta không nên quên rằng kính thiên văn và mắt được quan sát tạo thành một hệ thống quang học duy nhất. Vì vậy, khi lựa chọn các thông số quang học của thấu kính và thị kính cần phải tính đến các thông số của mắt như một thiết bị quang học. Hãy xem xét điều này chi tiết hơn. Hãy nhìn vào

Tờ 15

tr. 13Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

13

Ví dụ, câu hỏi về độ sáng của ảnh bề mặt chùm tia quan sát được trong kính thiên văn.

Độ sáng được ước tính bằng khả năng quan sát được bằng độ chiếu sáng của hình ảnh trên võng mạc. Chúng ta hãy xem xét một chùm tia song song từ một phần tử nhỏ nào đó của bề mặt chùm tia nằm trên trục quang của kính thiên văn. Đường kính của chùm tia ló ra khỏi thị kính hiển nhiên bằng d=Dγd = \frac{D}{\gamma}, trong đó DD là đường kính của vật (tức là đường kính của chùm tia đi vào thấu kính).

Xét trường hợp d<d3pd < d_{3p}. Trong trường hợp này, toàn bộ luồng ánh sáng đi vào thấu kính phải chạm tới mặt kẻ ô (ở đây chúng ta không tính đến sự thất thoát ánh sáng không thể tránh khỏi trong hệ thống quang học, lên tới 20-30% ngay cả trong các thiết bị tốt). Độ sáng của hình ảnh võng mạc tỷ lệ thuận với quang thông xuyên qua đồng tử (do đó tỷ lệ thuận với D2D^2) và tỷ lệ nghịch với diện tích hình ảnh (tức là tỷ lệ nghịch với bình phương của độ phóng đại telecoppa γ2=f12f22\gamma^2 = \frac{f_1^2}{f_2^2}).

Do đó, với d<d3pd < d_{3p} chúng ta có E∼D2(f2f1)2E \sim D^2 \left( \frac{f_2}{f_1} \right)^2.

Trong trường hợp d>d3pd > d_{3p} chỉ một phần ánh sáng lọt vào đồng tử

Vì vậy, các tia truyền qua các phần ngoại vi của vật thể sẽ không tới được đồng tử. Từ Hình 4, rõ ràng là trong trường hợp này đường kính D′D' của phần làm việc của vật bằng

D′=f1f2d3p=γd3p.D' = \frac{f_1}{f_2} d_{3p} = \gamma d_{3p}.

Kể từ đây,

E′∼(D′)2(f2f1)2=(f1f2)2d3p2×(f2f1)2=d3p2,E' \sim (D')^2 \left( \frac{f_2}{f_1} \right)^2 = \left( \frac{f_1}{f_2} \right)^2 d_{3p}^2 \times \left( \frac{f_2}{f_1} \right)^2 = d_{3p}^2,

đó là

E′∼d3p2.E' \sim d_{3p}^2.

Độ chiếu sáng của hình ảnh của một vật mở rộng trên võng mạc trong trường hợp bằng mắt thường E0E_0 rõ ràng tỷ lệ thuận với d3p2d_{3p}^2. Do đó, với điều kiện là d>d3pd > d_{3p}, độ chiếu sáng của hình ảnh trên võng mạc cũng giống như trường hợp mắt thường. Ở d<d3pd < d_{3p}, độ chiếu sáng của hình ảnh trên võng mạc của mắt được trang bị kính thiên văn nhỏ hơn E0E_0.

Nên đặt độ phóng đại nào của kính thiên văn? Đáp số Câu hỏi này liên quan đến việc lựa chọn đúng thị kính cho một thấu kính nhất định.

Cơm. 3.

Tờ 16

tr. 14Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

14

Cơm. 4. Một chùm tia sáng trong kính thiên văn. Được mô tả ngẫu nhiên d>d3pd > d_{3p}. Có thể thấy phần ngoại vi của đối tượng không hoạt động.

Lưu ý rằng ống kính là bộ phận quan trọng và đắt tiền nhất của bất kỳ nhạc cụ nào; Phải mất nhiều năm làm việc cật lực để tạo ra một vật thể lớn và một kính viễn vọng thiên văn. Trên toàn thế giới, hiện chỉ có hai chục kính thiên văn tái cấu trúc có đường kính vật thể từ 25 inch trở lên (1 inch = 2,54 cm) và xấp xỉ số lượng kính viễn vọng tái cấu trúc có đường kính gương trên 40 inch. Công cụ tái cấu trúc lớn nhất thế giới, Đài thiên văn Yerkess ở Hoa Kỳ, có đường kính vật thể là 40 inch; công cụ tái cấu trúc lớn nhất hiện có có đường kính gương 200 inch (Mount Palomar, Hoa Kỳ). Liên Xô đang xây dựng một máy tái cấu trúc có đường kính gương 6 mét (khoảng 250 inch).

Vì vậy, bạn cần phải chọn một thị kính. Rõ ràng là bất kỳ thị kính nào có đường kính dd của chùm tia ló ra lớn hơn d3pd_{3p} đều phải bị loại bỏ ngay lập tức. Như có thể thấy trong Hình 4, với một thị kính như vậy, chúng ta không sử dụng được khả năng của một thấu kính lớn và hoàn toàn có thể sử dụng được với một thấu kính nhỏ hơn. Từ các tính toán được thực hiện ở trên, theo đó, với d<d3pd < d_{3p}, chúng ta sẽ mất độ sáng của hình ảnh. Vì vậy, có nhiều lý do chính đáng để chọn một thị kính sao cho d=d3pd = d_{3p}. Như bạn có thể thấy, kính thiên văn phải có khả năng thích ứng cao với mắt người.

Độ phóng đại của kính thiên văn ở d=d3pd = d_{3p} được gọi là bình thường:

γнорм=f1f2=Dd3p.\gamma_{\text{норм}} = \frac{f_1}{f_2} = \frac{D}{d_{3p}}.

Khi chọn độ phóng đại của thấu kính thiên văn, hãy lưu ý rằng đường kính của đồng tử phụ thuộc vào điều kiện quan sát: khi quan sát ban ngày, rất nhiều ánh sáng đi vào mắt và ngay lập tức thu hẹp lại (d3p≈3d_{3p} \approx 3 mm), khi quan sát ban đêm, đồng tử mở rộng (d3p≈6d_{3p} \approx 6 mm). Giá trị γнорм\gamma_{\text{норм}} phải được chọn tương ứng. Thông thường, các nhà thiên văn học đặt độ phóng đại cao hơn một chút γнорм\gamma_{\text{норм}}. Trong trường hợp này, hình ảnh trên võng mạc có chất lượng cao hơn vì phần lớn có thể phát hiện được các biến dạng.

Cơm. 5. Nhiễu xạ sóng bởi chùm tia nhỏ φ≈2λD\varphi \approx \frac{2\lambda}{D}.

Tờ 17

tr. 15Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

15

(quang sai) do quang học của mắt gây ra (không phải toàn bộ đồng tử hoạt động mà chỉ hoạt động ở phần trung tâm của nó).

Bây giờ chúng ta sẽ hình thành câu hỏi cuối cùng và rất quan trọng. Chúng ta đã thấy rằng ở d<d3pd < d_{3p} (tại γ>γhorm\gamma > \gamma_{horm}), kết quả là sự mất đi độ cuồng nộ của hình ảnh. Nhưng giả sử chúng ta kiểm tra một vật thể có độ sáng đáng kể bằng kính thiên văn và sự mất đi cường độ ở d<d3pd < d_{3p} là không đáng kể (ví dụ: khi quan sát bề mặt Mặt trời, vẫn cần phải làm yếu ánh sáng mặt trời nhiều lần để không làm hỏng mắt.) Bằng cách chọn độ phóng đại γ>γhorm\gamma > \gamma_{horm}, chúng ta sẽ thu được một hình ảnh lớn trên võng mạc. Chúng ta sẽ thấy bất kỳ chi tiết mới nào của đối tượng?

Đây thực chất là một câu hỏi về chất lượng hình ảnh và có thể được đóng khung theo cách khác: Hình ảnh có giống hệt vật thể không? Rõ ràng là nếu hệ thống quang học gây ra quang sai thì sự tương tự như vậy không tồn tại. Nhưng chúng ta hãy giả sử rằng hệ thống quang học là lý tưởng và việc quan sát được thực hiện trong một bầu không khí yên tĩnh lý tưởng. Hóa ra ngay cả trong trường hợp này, hình ảnh cũng không giống hệt vật được quan sát. Có những hình ảnh được tạo ra bởi một nguyên nhân không thể khắc phục được - sự nhiễu xạ của sóng ánh sáng.

Hiện tượng nhiễu xạ xảy ra khi sóng truyền gần vật thể. Những hiện tượng này xảy ra theo cách tương tự đối với các sóng thuộc bất kỳ bản chất vật lý nào. Cách dễ nhất để thực hiện các thí nghiệm nhiễu xạ là dùng sóng trên bề mặt sóng. Với mục đích này, bạn có thể sử dụng cách cài đặt được mô tả trong bài viết “Sóng trong đĩa nông” (Kvant số 1, 1971). Chúng ta sẽ nói về nhiễu xạ của sóng ánh sáng. Nếu bạn đặt một vật có một lỗ nhỏ trên đường đi của sóng, bạn có thể quan sát thấy hiện tượng nhiễu xạ đặc trưng - sự phân kỳ của chùm sóng. Hình 5 minh họa hiện tượng này. Trong lý thuyết nhiễu xạ cho thấy góc phân kỳ của chùm sóng xấp xỉ bằng φ≈λD\varphi \approx \frac{\lambda}{D}, trong đó λ\lambda là độ dài của sóng tới, DD là kích thước của lỗ trống. Nếu một màn được đặt ở một khoảng cách đủ lớn LL phía sau lỗ, bạn có thể thấy một mẫu nhiễu xạ đặc trưng trên đó, bao gồm một số vùng sáng và tối xen kẽ (xem Hình 5). Bán kính của điểm sáng trung tâm, chiếm một phần đáng kể năng lượng của chùm sóng (khoảng 85%), xấp xỉ bằng L⋅φ2=λD⋅LL \cdot \frac{\varphi}{2} = \frac{\lambda}{D} \cdot L.

Do đó, do nhiễu xạ, sóng đi vào vùng bóng hình học. Chúng ta có thể nói rằng chùm sóng nhiễu xạ là tập hợp các sóng có hướng truyền nằm trong khoảng từ −φ2-\frac{\varphi}{2} đến +φ2+\frac{\varphi}{2}. Nếu một thấu kính có tiêu cự FF được đặt trong đường đi của chùm sáng như vậy thì mô hình nhiễu xạ trong mặt phẳng tiêu cự của thấu kính sẽ giống như một chủ đề, như trong Hình 6. Bán kính của điểm sáng trung tâm là R≈φ2⋅F≈λD⋅FR \approx \frac{\varphi}{2} \cdot F \approx \frac{\lambda}{D} \cdot F.

Nhiễu xạ dẫn đến thực tế là các chùm tia không hội tụ phía sau thấu kính tại một điểm (tiêu điểm), như thu được theo các quy tắc quang học hình học, mà tạo thành một vùng được chiếu sáng (xem Hình 6; tỷ lệ của mẫu nhiễu xạ ở độ phóng đại cao). Bước cuối cùng còn lại là tháo màng ngăn có lỗ. Khi đó, vai trò của màng chắn như vậy sẽ do khung thấu kính đảm nhiệm, và trong công thức mô tả ở trên xác định kích thước của điểm trung tâm, DD phải được hiểu là đường kính của chính thấu kính.

Chúng ta đi đến một kết luận quan trọng: hình ảnh của một ánh sáng

Tờ 20

tr. 18Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

18

để chùm tia sáng truyền qua thấu kính phù hợp với mắt.

Nếu chúng ta so sánh hai điện thoại có đường kính thấu kính D1D_1 và D2D_2 (D1>D2D_1 > D_2), thì điện thoại lớn hơn sẽ tăng quang thông bằng tỷ lệ D12D22\frac{D_1^2}{D_2^2}; đồng thời, nó mang lại độ phân giải tăng D1D2\frac{D_1}{D_2} lần. Tất nhiên, mức tăng như vậy có thể đạt được trong trường hợp ống kính chất lượng cao và trong điều kiện khí quyển khá tốt.

Chúng ta thường nghĩ điện thoại là sự kết hợp của các thành phần quang học chất lượng cao mà quên rằng điện thoại thiên văn là một phần kỹ thuật cực kỳ phức tạp, kết hợp độ chính xác quang học cao với thiết kế cơ học hoàn hảo. Chưa hết, thiết bị điện thoại còn dựa trên những nguyên lý vật lý đơn giản. Cuộc thảo luận về những nguyên tắc này là trọng tâm của bài viết này.

Bài tập

  1. Có thể nhìn thấy Lunar Rover của Liên Xô (H≈1 mH \approx 1\text{ m}) trên bề mặt Mặt trăng bằng điện thoại lớn nhất thế giới (D=5 mD=5\text{ m}) không? Kích thước của các chi tiết bề mặt chùm tia có thể được nghiên cứu bằng điện thoại như vậy là bao nhiêu?

  2. Trong vòng tròn vật lý của trường, một kính thiên văn Kepler đã được chế tạo, vật kính của nó là một thấu kính có tiêu cự F=50 cmF=50\text{ cm} và đường kính D=75 mmD=75\text{ mm}. Tiêu cự của thị kính là bao nhiêu nếu khi quan sát bằng ống kính Kepler, Mặt trăng sáng kém hơn 8 lần so với khi quan sát bằng mắt thường? Độ mất ánh sáng trong ống là 50%. Đường kính của lỗ được lấy là 3 mm. Trường hợp này nên sử dụng thị kính nào?

  3. Một người quan sát quan sát một vật ở xa bằng ống Kepler. Một thấu kính có tiêu cự F1=30 cmF_1=30\text{ cm} và F2=5 cmF_2=5\text{ cm} được dùng làm vật và thị kính của ống. Người quan sát nhìn thấy ảnh rõ của vật nếu khoảng cách giữa thấu kính và thị kính không nhỏ hơn L1=33 cmL_1=33\text{ cm} và không lớn hơn L2=34,5 cmL_2=34,5\text{ cm}. Ở những khoảng cách khác nhau, thấu kính quan sát được này có nhìn thấy vật thể bằng mắt thường không?

ĐO LƯỜNG
TRỌNG LỰC
TRÊN MẶT TRĂNG
BẰNG CÁCH SỬ DỤNG
TV

Một giáo viên đại học người Mỹ, Hooper, đã xem các phi hành gia đáp xuống mặt trăng trên tivi ở nhà. Đột nhiên anh nhận thấy một vật nặng nào đó đang treo trên một trong các khoang của con tàu, đung đưa trên một thứ giống như một sợi dây. Một ý tưởng đơn giản nhưng đẹp đẽ nảy ra trong đầu anh. Nhìn đồng hồ, anh xác định được chu kỳ dao động mà anh đang theo dõi là khoảng 5 giây.

Chiều dài của mặt dây chuyền có thể được ước tính bằng cách so sánh nó với chiều cao của phi hành gia đứng cạnh anh ta; hóa ra nó bằng khoảng 1 m. Vì vậy hãy sử dụng công thức ma trận

T=2πlg,T = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}},

cũng có thể ước tính lực hấp dẫn tăng lên trên bề mặt Mặt trăng

g=4π2lT2=4⋅3,142⋅10052≈160(cmsec2).g = \frac{4\pi^2 l}{T^2} = \frac{4 \cdot 3,142 \cdot 100}{5^2} \approx 160 \left( \frac{cm}{sec^2} \right).

Giá trị này gần như chính xác bằng 1/6 gia tốc do trọng lực trên Trái đất. Vì vậy, không cần rời khỏi nhà, Hooper đã thực hiện một thí nghiệm “vũ trụ” thực sự.

D. Borodin

Tờ 23

tr. 21Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

21

Cơm. 5.

chúng ta thu được một lưới có cùng các nút, bao gồm các hình tam giác đều có góc nhọn giống hệt nhau (xem Hình 4).

Bên trong mỗi hình tam giác, đánh dấu tâm của vòng tròn ngoại tiếp bằng màu sắc sặc sỡ. Sau đó, chúng ta nối tâm của các hình tam giác có cạnh chung bằng các đoạn được tô màu (xem Hình 5).

Lưới này chia mặt phẳng thành các hình lục giác bằng nhau. Bên trong mỗi nút có chính xác một nút, đó là tâm đối xứng và tâm của đường tròn ngoại tiếp nó.

Chúng tôi khẳng định rằng các hình lục giác thu được là các đám mây Dirichlet. Trên thực tế, khoảng cách, hướng, là một hình lục giác có tâm tại nút O. Mỗi cạnh của nó vuông góc với đoạn nối nút với một trong các nút lân cận của nó. Hơn nữa, đường vuông góc này đi qua giữa đoạn tương ứng (Hình 6). Do đó, các điểm của hình lục giác nằm từ điểm O ở khoảng cách không lớn hơn so với các nút lưới xung quanh điểm O. (Ở đây chúng ta sử dụng một thực tế đã biết: nếu chúng ta vẽ đường vuông góc qua giữa đoạn AB, thì nó sẽ chia mặt phẳng thành hai phần: một trong những phần này bao gồm các điểm gần A hơn B và phần còn lại bao gồm các điểm gần B hơn A.)

Nói chung, chúng ta cần chứng minh rằng mỗi điểm của lục giác đều nằm

Cơm. 6.

không cách xa điểm O hơn tất cả các nút lưới khác. Chúng tôi đã chứng minh điều này chỉ cho các nút lưới liền kề với O và chúng tôi có thể hiển thị tuyên bố về hình lục giác của nó.

Hãy để chúng tôi trình bày một lập luận chứng minh rằng nó trùng khớp với nó.

Lưu ý rằng vùng Dirichlet cho tất cả các nút cũng nằm theo hình lục giác. Nhưng theo định nghĩa của họ, các vùng Dirichlet phải bao trùm toàn bộ mặt phẳng, vì mỗi điểm của mặt phẳng không cách xa ít nhất một trong các nút cũng như cách xa tất cả các nút khác. Do đó, mỗi vùng Dirichlet sẽ lấp đầy toàn bộ hình lục giác.

Bây giờ thật dễ dàng để trả lời tất cả các câu hỏi được đặt ra trong bài toán.

Hãy trả lời câu c) ngay nhé. Các điểm xa nhất so với các nút mạng nằm ở các đỉnh của hình lục giác (xem Hình 6). Khoảng cách từ bất kỳ điểm nào trong số này đến nút gần nhất - tâm của hình lục giác - bằng bán kính của đường tròn ngoại tiếp hình lục giác. Nó bằng bán kính của một đường tròn ngoại tiếp một tam giác đều có góc Ф ở đỉnh và các cạnh bằng 1. Do đó, khoảng cách lớn nhất là 12cos⁡φ2\frac{1}{2 \cos \frac{\varphi}{2}}.

Khoảng cách bình phương (fa(x,y))(f_a(x, y)) của những điểm này bằng

14cos⁡2φ2=12(cos⁡φ+1)=1a+2;\frac{1}{4 \cos^2 \frac{\varphi}{2}} = \frac{1}{2 (\cos \varphi + 1)} = \frac{1}{a + 2};

(2cos⁡φ=a,0<a<2)(2 \cos \varphi = a, 0 < a < 2).

Posny cho tất cả các điểm (x,y)(x, y) phẳng

Tờ 24

tr. 22Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

22

xúc xắc chúng tôi nhận được

fˉa(x,y)≤1a+2.\bar{f}_a(x, y) \leq \frac{1}{a+2}.

Tại a=1a=1 (điểm 6) bài toán)

fˉ1(x,y)≤13.\bar{f}_1(x, y) \leq \frac{1}{3}.

Trong trường hợp này

cos⁡φ=12 и φ=60∘,\cos \varphi = \frac{1}{2} \text{ и } \varphi = 60^\circ,

do đó, lưới màu đỏ bao gồm các hình lục giác đều ở cạnh 33\frac{\sqrt{3}}{3} và đẳng thức

fˉ1(x,y)=13\bar{f}_1(x, y) = \frac{1}{3}

đạt được tại các đỉnh của các hình lục giác này, tọa độ của chúng được tính theo hai công thức sau:

(13+m,13+n),\left( \frac{1}{3} + m, \frac{1}{3} + n \right),

(−13+m,−13+n),\left( -\frac{1}{3} + m, -\frac{1}{3} + n \right),

trong đó mm và nn là số nguyên tùy ý.

Với a=0a=0 và a=2a=2 bài toán được đơn giản hóa rất nhiều.

Cơm. 7.

Thật vậy, f0(x,y)=x2+y2f_0(x, y) = x^2 + y^2. Tất cả các đối số của chúng tôi vẫn giữ nguyên (chúng tôi có thể giả sử φ=π2\varphi = \frac{\pi}{2} và hệ tọa độ OxyOxy hóa ra là hình chữ nhật (xem Hình 7)), chỉ cùng với các hình lục giác, chúng tôi mới có được hình vuông và ước tính fˉ0(x,y)≤12\bar{f}_0(x, y) \leq \frac{1}{2}. Trường hợp a=2a=2 thì f2(x,y)=(x+y)2f_2(x, y) = (x+y)^2 cần phân tích riêng, ở đây fˉ2(x,y)\bar{f}_2(x, y) bằng bình phương hiệu giữa số x+yx+y và số nguyên gần nhất nên lớn nhất của fˉ2(x,y)\bar{f}_2(x, y) bằng 14\frac{1}{4}.

Vì vậy, ước tính (*) fˉa(x,y)≤1a+2\bar{f}_a(x, y) \leq \frac{1}{a+2} cũng đúng với a=0,a=2a=0, a=2.

Vẫn còn phải xem xét trường hợp a>2a>2. Hãy chứng minh rằng với mỗi điểm (x,y)(x, y) thì số nhỏ nhất fa(x−m,y−n)f_a(x-m, y-n) không tồn tại.

Thật vậy, đặt a=2+εa=2+\varepsilon, trong đó ε>0\varepsilon>0. Hãy sửa điểm (x,y)(x, y) và xem xét f2+ε(x−k,y+k)f_{2+\varepsilon}(x-k, y+k), trong đó kk là một số nguyên:

f2+ε(x−k,y+k)=(x−k)2+2(x−k)(y+k)+(y+k)2+ε(x−k)(y+k)−εk2+ε(x−y)k+(x+y)2+εxy.f_{2+\varepsilon}(x-k, y+k) = (x-k)^2 + 2(x-k)(y+k) + (y+k)^2 + \varepsilon(x-k)(y+k) - \varepsilon k^2 + \varepsilon(x-y)k + (x+y)^2 + \varepsilon xy.

Chúng ta đã thu được một tam thức bậc hai đối với kk, hệ số đầu tiên của nó nhỏ hơn 0. Do đó, với kk tiến tới +∞+\infty, đại lượng này sẽ có xu hướng −∞-\infty, nghĩa là nó có thể nhỏ hơn bất kỳ số âm nào. Do đó, fˉa(x,y)\bar{f}_a(x, y) không được xác định tại a>2a>2.

Ràng buộc tự nhiên hơn đối với aa trong điều kiện bài toán không phải là a≥0a \geq 0 mà là −2≤a≤2-2 \leq a \leq 2.

Đối với âm a(−2<a<0)a(-2 < a < 0) lời giải được truyền mà không có bất kỳ thay đổi nào: chúng ta tuân theo a=2a=2 với cos φ\varphi và lấy góc π2<φ<π\frac{\pi}{2} < \varphi < \pi.

Vì sàng thu được trong trường hợp này giống với sàng đối với góc ψ=π−φ\psi = \pi-\varphi, nên chúng tôi cũng thu được ước tính tương tự như đối với các góc nhọn, tức là fˉa(x,y)≤12+∣a∣\bar{f}_a(x, y) \leq \frac{1}{2+|a|}.

Tờ 25

tr. 23Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

23

Tại sao Mặt trăng không được làm bằng gang?

Như bạn đã biết, các nhà khoa học Laputian đã nói với Gulver rằng Sao Hỏa có hai vệ tinh. Những người Laputan vĩ đại đã báo cáo khoảng cách mà các vệ tinh này di chuyển từ sao Hỏa. Các nhà thiên văn học trên mặt đất đã phát hiện ra chúng một trăm năm sau và nhiều chi tiết về thông điệp của người Laputan đã được xác nhận. Làm sao Swift biết về các mặt trăng của sao Hỏa?

Trong một thời gian dài, họ coi đó chỉ là sự trùng hợp ngẫu nhiên, cho đến khi thời trang đổ lỗi cho những “phép lạ” như vậy là do người ngoài hành tinh đến từ ngoài vũ trụ. Theo một số người, người ngoài hành tinh đã truyền đạt một số thông tin thiên văn cho người Lods dưới dạng mã hóa. Thông tin này được lưu giữ theo nhiều cách khác nhau - trong truyện cổ tích, bài hát, thần thoại.

Rõ ràng, có một câu đối thoại được trẻ em truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác: “Tại sao Mặt trăng không được làm bằng gang? Bởi vì sẽ không có đủ gang cho Mặt trăng” cũng là một đoạn trích từ thông tin về bề mặt Mặt trăng do người ngoài hành tinh báo cáo, nên sớm hay muộn khoa học cũng phải xác nhận ý tưởng trong cuộc đối thoại này.

Thật vậy, một nghiên cứu về Mặt trăng cho thấy Mặt trăng chứa 15% sắt (và Trái đất là 35%). Ngoài ra, sự vắng mặt của từ trường gần Mặt trăng được giải thích là do sự vắng mặt hoặc thể tích nhỏ hơn nhiều của lõi nóng chảy, giàu sắt. Cụ thể, chính các chuyển động đối lưu trong lõi Trái đất hiện nay giải thích cho từ trường. Và cuối cùng, trọng lượng riêng của Trái Đất là 5,5, còn Mặt Trăng chỉ là 3,34 e/cm³, tương ứng với mật độ của một chất gồm chủ yếu là silicat của vỏ Trái Đất. Theo giáo sư S. Runcorn (Anh), có thể giả định rằng 4,5 tỷ năm trước, trong cuộc cách mạng của Trái đất và vệ tinh của nó, Mặt trăng đã nhận được một lượng sắt đáng kể. Tại sao? Không có đáp số cho câu hỏi này. Có lẽ người ngoài hành tinh biết điều này, nhưng việc tiếp tục cuộc đối thoại được đảm bảo với sự lặp lại vô tận.

Dù sao thì Mặt trăng được làm bằng gì vì không có đủ gang cho nó? Đối với đáp số câu hỏi này, chúng tôi phải tìm kiếm các nguồn khác. Như bạn đã biết, Nam tước Munchausen đã phát hiện ra một hòn đảo trên Trái đất có chứa pho mát. Theo lời của ông, thông điệp tuyệt vời và đáng tin cậy này đã được G. A. Berger xuất bản vào năm 1786. Kể từ đó, đã nhiều lần xuất hiện các đề xuất rằng Mặt trăng bao gồm các vật liệu giống nhau. Nhìn chung, câu hỏi Luna được làm từ loại phô mai nào đã gây ra cuộc tranh luận sôi nổi.

Giáo sư địa vật lý nổi tiếng người Mỹ O. Anderson từ Đại học Columbia được giao nhiệm vụ thay đổi tốc độ truyền âm trong đá mặt trăng và tìm ra điểm tương đồng giữa các loại đá trên mặt đất. Đương nhiên, kết quả được háo hức chờ đợi.

Vào đêm giao thừa, O. Anderson đã gửi một tấm bưu thiếp tới biển hiệu imcom của mình.

Đây là bản dịch sóng của bài thơ ở đầu tấm thiệp:

Sự chiếu sáng đã giáng xuống chúng ta,
Và mọi nghi ngờ đều biến mất
Chúng tôi thông báo cho cả thế giới,
Rằng Mặt trăng là một cái đầu pho mát.

Tờ 26

tr. 24Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

24

DƯỚI ĐÂY GIÁO SƯ O. Anderson đưa ra tốc độ truyền âm thanh v3Bv_{3B} (km/giây) trong các mẫu được nghiên cứu:

| Đá mặt trăng và pho mát | Tốc độ âm thanh v3Bv_{3B} (km/giây) |
| :— | :— |
| Mẫu đá mặt trăng 10 017 | 1,84 |
| Phô mai Na Uy | 1,83 |
| Phô mai Ý | 1,75 |
| Phô mai Ý (Primsky) | 1,75 |
| phô mai Vermont | 1,72 |
| Phô mai Thụy Sĩ | 1,65 |
| Phô mai Wisconsin | 1,57 |
| Mẫu đá mặt trăng 10.046 | 1,25 |

Như có thể thấy từ bảng, đối với thông số vật lý này, các chỉ số cho pho mát trùng với các chỉ số cho các mẫu đá mặt trăng. Vì vậy, chúng ta có thể cho rằng pho mát là chất tương tự trên mặt đất của đất mặt trăng. Thật không may, từ bảng trên vẫn chưa rõ loại phô mai nào đóng vai trò này. Tuy nhiên, có thể giải được câu đố này.

Các rung động địa chấn của đất Mặt Trăng sau khi gói hàng được thả xuống Mặt Trăng giảm xuống không phải trong vài giây, như tất cả các quy tắc mong đợi, mà trong mười phút. Tôi cho rằng điều này có thể là do sự tồn tại của một số khoang chứa tannic mà nguồn gốc của chúng vẫn chưa được biết rõ. Nhưng phô mai (ít nhất là ở một số loại) phải có lỗ! Hãy tính toán lại với kích thước phù hợp và hiệu ứng khó hiểu sẽ được giải thích đầy đủ. Hơn thế nữa. Vì những lỗ lớn nhất được tìm thấy trong pho mát Thụy Sĩ nên câu hỏi về loại pho mát cuối cùng đã được giải quyết.

Vì vậy, Mặt trăng không được làm bằng gang mà bằng phô mai Thụy Sĩ. Do đó, lời khuyên của các nhà khoa học - hãy xem xét cẩn thận mọi văn hóa dân gian và mọi tính toán của trẻ em. Tốt nhất là giao phó việc này cho máy tính.

M. A. Korets,
Z. L. Ponizovsky

Tờ 30

tr. 28Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

28

Hình nón có thể tích tối đa trong tự nhiên

S. M. Petrov

Hãy xem xét bài toán đã biết:
Bài toán 1. Giá trị tại đỉnh trong tiết diện trục của hình nón bằng α\alpha. Tìm ueol trung tâm β\beta trong quá trình phát triển bề mặt bên của nó.

Lời giải. Chúng ta hãy mô tả trong Hình 1 phần trục của hình nón và trong Hình 2 sự phát triển của nó. Chúng tôi lưu ý ∗*), tức là 2πR=βL2\pi R = \beta L hoặc

β=2πRL=2πsin⁡α2.(1)\beta = 2\pi \frac{R}{L} = 2\pi \sin \frac{\alpha}{2}. \tag{1}

Bài toán 2. Cho một đường tròn có bán kính LL (Hình 2). Cắt ra một hình nón có khối lượng lớn nhất từ ​​​​nó.

Lời giải. Chúng tôi có (xem hình 1)

V=13πR2H=13π(Lsin⁡α2)2×Lcos⁡α2=13πL3sin⁡2α2cos⁡α2.(2)V = \frac{1}{3} \pi R^2 H = \frac{1}{3} \pi \left(L \sin \frac{\alpha}{2}\right)^2 \times L \cos \frac{\alpha}{2} = \frac{1}{3} \pi L^3 \sin^2 \frac{\alpha}{2} \cos \frac{\alpha}{2}. \tag{2}

Nếu chúng ta sửa ma trận LL và thay đổi góc α\alpha thì âm lượng VV sẽ đạt giá trị cực đại đồng thời với hàm

y=sin⁡2α2cos⁡α2,(3)y = \sin^2 \frac{\alpha}{2} \cos \frac{\alpha}{2}, \tag{3}

ở đâu 0<α<π0 < \alpha < \pi.

*) Tất nhiên, các góc được đo bằng radian.

Hãy thực hiện thay đổi các biến:

sin⁡α2=u.\sin \frac{\alpha}{2} = u.

Sau đó

y=u21−u2=u4(1−u2)=12u2u2(2−2u2).y = u^2 \sqrt{1 - u^2} = \sqrt{u^4 (1 - u^2)} = \sqrt{\frac{1}{2} u^2 u^2 (2 - 2u^2)}.

Vì u2+u2+(2−2u2)=2=constu^2 + u^2 + (2 - 2u^2) = 2 = \text{const}, biểu thức căn sẽ đạt cực đại ∗*) tại u2=u2=2−2u2u^2 = u^2 = 2 - 2u^2. Do đó u2=23u^2 = \frac{2}{3}, và

sin⁡α2=63,(4)\sin \frac{\alpha}{2} = \frac{\sqrt{6}}{3}, \tag{4}

α=2arcsin⁡63≈2arcsin⁡2,449493≈2arcsin⁡0,8165=2⋅54∘44′=109∘28′\alpha = 2 \arcsin \frac{\sqrt{6}}{3} \approx 2 \arcsin \frac{2,44949}{3} \approx 2 \arcsin 0,8165 = 2 \cdot 54^\circ 44' = 109^\circ 28'. \tag{5}

Xét (1) và (4), ta thấy

β=2π63=2π63≈120∘⋅2,44949≈293∘56′.\beta = 2\pi \frac{\sqrt{6}}{3} = \frac{2\pi \sqrt{6}}{3} \approx 120^\circ \cdot 2,44949 \approx 293^\circ 56'. \tag{6}

*) Xem bài viết của A.P. Savin “Cực đại, cực tiểu và định lý về trung bình”, «Kvant» Số 11, 1970.

Tờ 31

tr. 29Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

29

HÃY TÍNH KHỐI LƯỢNG TỐI ĐA CỦA HÌNH NÓN. ĐỐI VỚI ĐIỀU NÀY, chúng ta thay thế giá trị của sin α2\frac{\alpha}{2} tìm thấy trong (4) thành (2):

Vmax=13πL3(63)21−(63)2=13πL3⋅23⋅33=2πL3327=0,4030L3V_{\text{max}} = \frac{1}{3} \pi L^3 \left( \frac{\sqrt{6}}{3} \right)^2 \sqrt{1 - \left( \frac{\sqrt{6}}{3} \right)^2} = \frac{1}{3} \pi L^3 \cdot \frac{2}{3} \cdot \frac{\sqrt{3}}{3} = \frac{2 \pi L^3 \sqrt{3}}{27} = 0,4030 L^3

Thật thú vị khi lưu ý rằng những hình nón như vậy tất nhiên được tìm thấy trong tự nhiên với một mức độ gần đúng nhất định. Đây là một ví dụ vật lý.

Bài tập 3. Cho một bóng đèn điện tử có thể chuyển động (ví dụ trên một khối) dọc theo đường thẳng đứng OB (Hình 3). Nên đặt nó cách mặt phẳng nằm ngang OA một khoảng bao nhiêu để thu được ánh sáng lớn nhất tại điểm A?

Lời giải. Được biết, độ chiếu sáng EE tỷ lệ thuận với cosin của góc tới của tia (⇒BAN=α2\Rightarrow BAN = \frac{\alpha}{2}) và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách (AB=LAB = L), tức là

E=C⋅cos⁡α2L2,E = C \cdot \frac{\cos \frac{\alpha}{2}}{L^2},

trong đó CC phụ thuộc vào cường độ ánh sáng của đèn.

Xét đến L=Rsin⁡α2L = \frac{R}{\sin \frac{\alpha}{2}}, chúng ta rút gọn công thức (8) về dạng

E=CR2sin⁡2α2cos⁡α2.E = \frac{C}{R^2} \sin^2 \frac{\alpha}{2} \cos \frac{\alpha}{2}.

Chúng tôi lưu ý rằng EE là hàm tỷ lệ (3), nghĩa là bài toán này đã được giảm xuống bài toán 2.

Vì vậy, nếu một bóng đèn được đặt ở đỉnh của một hình nón có thể tích tối đa thì chu vi của đế của nó sẽ nhận được nhiều ánh sáng nhất (!).

Cuối cùng, một hiện tượng nữa.

Trong sách giáo khoa về hóa học tổ chức của L. A. Tsvetkov (Enlightenment, M., 1969, p. 16) có:

“Tất cả các liên kết hóa trị của nguyên tử cacbon đều hướng về các đỉnh của khối đa diện, cách đều nhau, góc giữa chúng là 109°28′.”

Chúng ta hãy kiểm tra xem ánh sáng được chiếu sáng nhiều nhất của hình nón có xuất hiện ở đây không?

Giả sử có một nguyên tử carbon ở trung tâm OO của khối lập phương chính xác SABCSABC (Hình 4), và bốn hóa trị đều hướng đến các đỉnh của nó. Hãy chứng minh rằng các tam giác AOS,BOSAOS, BOS là các phần chính của hình nón có thể tích cực đại, nghĩa là ở bên phải,

sin⁡α2=63.\sin \frac{\alpha}{2} = \frac{\sqrt{6}}{3}.

Chúng ta hãy biểu thị ⇒AOS\Rightarrow AOS bằng α\alpha. Hãy thực hiện ON⊥ASON \perp AS, sau đó ⇒NOS=α2\Rightarrow NOS = \frac{\alpha}{2}. Tiếp theo, △AO1S∼△ONS\triangle AO_1S \sim \triangle ONS (rõ ràng rồi). Do đó ⇒SAO1=⇒NOS=α2\Rightarrow SAO_1 = \Rightarrow NOS = \frac{\alpha}{2}.

Nếu chúng ta biểu thị cạnh của khối đa diện bằng aa thì AO1=a33AO_1 = \frac{a \sqrt{3}}{3},

SO1=AS2−AO12=63.SO_1 = \sqrt{AS^2 - AO_1^2} = \frac{\sqrt{6}}{3}.

Kể từ đây,

sin⁡α2=sin⁡⇒NOS=sin⁡⇒SAO1=\sin \frac{\alpha}{2} = \sin \Rightarrow NOS = \sin \Rightarrow SAO_1 =

=SO1AS=a63a=63,= \frac{SO_1}{AS} = \frac{a \sqrt{6}}{3a} = \frac{\sqrt{6}}{3},

tương ứng với công thức (4).

Điều đáng quan tâm là đồ thị của hàm

y=sin⁡2xcos⁡x,y = \sin^2 x \cos x,

mà chúng tôi giới thiệu tới bạn đọc.

Tờ 34

tr. 32Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

32

Cơm. 4.

sẽ có hai đường cong khép kín gồm các trường phẳng liền nhau. Một trong số chúng bao phủ hình xuyến song song, và cái còn lại dọc theo kinh tuyến tương tự như các đường cong là các đường dán của hình vuông khi xây dựng hình xuyến.

Cuối cùng chúng ta hãy quay lại câu hỏi được đặt ra ở đầu bài: “Liệu có những bản đồ như vậy trên một hình xuyến với số quốc gia lớn hơn bảy, trong đó hai quốc gia đều có đường biên giới chung?”

Chúng ta hãy chứng minh rằng chỉ cần xem xét những bản đồ trong đó có đúng ba quốc gia hội tụ ở mỗi đỉnh là đủ.

Thật vậy, hãy để nhiều hơn ba quốc gia hội tụ ở mỗi đỉnh của bản đồ mong muốn (xem Hình 4). Dễ dàng biến đổi bản đồ sao cho tất cả các đỉnh đều có đúng ba quốc gia, số quốc gia giữ nguyên nhưng số đỉnh tăng lên. Phương pháp tái cơ cấu như vậy có thể thấy rõ từ hình. Trong trường hợp này, những quốc gia có đường biên giới chung (nhưng không có đỉnh) cũng sẽ có đường biên giới chung.

Giao dịch viên chúng tôi sẽ có mặt để thanh toán. Đặt số quốc gia trên bản đồ là nn (tức là C=nC=n), sau đó, vì mỗi quốc gia có ít nhất một biên giới với mỗi quốc gia trong số n−1n-1 quốc gia khác, nên số lượng biên giới của mỗi quốc gia ít nhất là n−1n-1.

Mỗi biên giới thuộc về đúng hai quốc gia nên tổng số biên giới ít nhất là n(n−1)2\frac{n(n-1)}{2}. Vì vậy, chúng tôi đã nhận được Γ≥n(n−1)2\Gamma \geq \frac{n(n-1)}{2}. Hãy đếm số đỉnh. Tại mỗi đỉnh có đúng ba ranh giới hội tụ và mỗi ranh giới chứa đúng 2 đỉnh. Do đó, số ranh giới gấp đôi bằng ba lần số đỉnh hoặc 2Γ=3B2\Gamma = 3B hoặc B=23ΓB = \frac{2}{3}\Gamma.

Hãy thay thế biểu thức thu được cho BB vào công thức Euler: −Γ3+C=0-\frac{\Gamma}{3} + C = 0 hoặc Γ=3C\Gamma = 3C.

Vì C=nC=n và Γ≥n(n−1)2\Gamma \geq \frac{n(n-1)}{2}, nên 3n≥n(n−1)23n \geq \frac{n(n-1)}{2} hoặc 7n≥n27n \geq n^2.

Do đó n≤7n \leq 7.

Bằng chứng đã kết thúc.

Chứng minh rằng nếu không phải tất cả các quốc gia đều có hình học theo hình tròn (ví dụ: trên bản đồ có các quốc gia có dạng hình tròn) thì số quốc gia thỏa mãn điều kiện bài toán cũng không vượt quá bảy.

Hãy cố gắng tự mình chứng minh rằng trên bề mặt của một hình cầu, số quốc gia theo cặp giáp nhau nhiều nhất là bốn.

Một ví dụ về bản đồ có bốn quốc gia trên một quả bóng là teradr, trong đó các quốc gia là các cạnh của nó. Để biến một teradr thành một quả bóng,

Tờ 36

tr. 34Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

34

A. A. Presman

Phương pháp đồ họa lời giải của phương trình bậc hai sử dụng parabol là bất tiện. Nếu bạn xây dựng một parabol từ các điểm sẽ mất rất nhiều thời gian và mức độ chính xác của kết quả thu được không lớn.

Và một ngày nọ, nhớ về các công trình hình học, trong khi học bài toán tôi đã hỏi câu hỏi sau: “Tại sao chúng ta không giải phương trình bậc hai bằng compa và thước kẻ? Rốt cuộc, việc dựng một đường tròn rất dễ dàng!”

Đây là cách một vấn đề toán học nảy sinh trong lớp:

Sử dụng các hệ số thực aa, bb và cc này, các phương trình ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0 xác định bán kính và tọa độ của tâm đường tròn giao với trục Ox tại các điểm có hoành độ là nghiệm của phương trình này (ở mọi nơi bên dưới, chúng tôi giả sử rằng a≠0a \neq 0).

Rõ ràng là có nhiều đường tròn như vậy, vì vậy chúng ta hãy giả sử rằng đường tròn mong muốn cắt trục x tại các điểm B(x1,0)B(x_1, 0) và C(x2,0)C(x_2, 0), trong đó x1x_1 và x2x_2 là nghiệm của phương trình ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0 và đi qua (để định nghĩa) qua điểm A(0,1)A(0, 1) (Hình 1).

Khi đó, theo định lý o. đường cắt

OC⋅OB=OE⋅OA,OC \cdot OB = OE \cdot OA,

Ở đâu

OE=OB⋅OCOA=x1⋅x21=ca.OE = \frac{OB \cdot OC}{OA} = \frac{x_1 \cdot x_2}{1} = \frac{c}{a}.

Tâm SS của đường tròn nằm tại giao điểm của các đường vuông góc SFSF và SKSK, được khôi phục tại trung điểm của các dây cung AEAE và BCBC, do đó

OK=x1+x22=−b2a,OK = \frac{x_1 + x_2}{2} = \frac{-b}{2a},

OF=1+ca2=a+c2a.OF = \frac{1 + \frac{c}{a}}{2} = \frac{a + c}{2a}.

Điều này dẫn đến phương pháp sau đây để tìm nghiệm của phương trình bậc hai ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0 bằng la bàn và thước kẻ.

Hãy dựng các điểm S(−b2a,c+a2a)S\left(-\frac{b}{2a}, \frac{c+a}{2a}\right) (tâm đường tròn) và A(0,1)A(0, 1). Sau đó vẽ một hình tròn có bán kính SASA. Trục hoành của giao điểm của đường tròn với trục Ox là nghiệm của phương trình bậc hai ban đầu.

Cơm. 1.

Tờ 37

không đánh sốChép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

Cơm. 2.

Một bằng chứng chi tiết về tính đúng đắn của phương pháp trên được trình bày cho người đọc. Chúng ta hãy lưu ý ba trường hợp cần được xem xét và cách tìm bằng đồ thị các nghiệm phức (!) Của phương trình ban đầu.

Trường hợp 1. Bán kính của hình tròn lớn hơn thứ tự tâm.

Đường tròn cắt trục OxOx tại các điểm B(x1,0)B(x_1, 0) và C(x2,0)C(x_2, 0) (Hình 1).

Trường hợp 2. Bán kính của đường tròn bằng tọa độ tâm, đường tròn tiếp xúc với trục OxOx tại điểm B(x1,0)B(x_1, 0) (Hình 2).

Trong trường hợp này, phương trình có nghiệm thực bằng nhau, hoành độ của điểm tiếp tuyến là

x1,2=−b2a.x_{1,2} = -\frac{b}{2a}.

Trường hợp 3. Bán kính của hình tròn nhỏ hơn tọa độ tâm, hình tròn không có các thùy chung với trục OxOx (Hình 3).

Trong trường hợp này, phương trình có nghiệm phức và nghiệm liên hợp:

x1,2=−b2a±4ac−b22ai.x_{1,2} = -\frac{b}{2a} \pm \frac{\sqrt{4ac-b^2}}{2a} i.

Cơm. 3.

Phần thực của nghiệm phức được biểu thị bằng đoạn OB=−b2aOB = -\frac{b}{2a} – hoành độ của tâm. Giá trị hoành độ của hệ số phần tối thiểu được biểu thị bằng đoạn tiếp tuyến BCBC.

Sử dụng phương pháp trên, bạn có thể dễ dàng kiểm tra việc nghiên cứu nghiệm của phương trình bậc hai để tìm dấu và chứng minh hình học của công thức Vieta. Tuy nhiên, trong trường hợp này, không thể sử dụng các công thức của Vieta khi chứng minh phương pháp, do đó, để kết luận, chúng tôi chỉ ra cách giải thích đại số của phương trình bậc hai đồ họa lời giải được đề xuất.

Thay vì phương trình

ax2+bx+c=0ax^2 + bx + c = 0

Ta xét hệ phương trình tương đương với nó

{ax2+bx+c=ay2−(c+a)y=0,y=0.\begin{cases} ax^2 + bx + c = ay^2 - (c + a)y = 0, \\ y = 0. \end{cases}

Rõ ràng, nếu một phương trình bậc hai có nghiệm x1x_1 thì hệ có lời giải, x=x1x=x_1, y=0y=0 và ngược lại. Phương trình đầu tiên của hệ thống xác định đường tròn (kiểm tra!) và phương trình thứ hai xác định trục OxOx. Tại giao điểm, chúng ta thu được các điểm có dạng (xi,0)(x_i, 0), trong đó xix_i là nghiệm của phương trình bậc hai.

Tờ 38

tr. 36Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

36

Ứng dụng của điểm đại số là thu được các bất đẳng thức hình học

Z. A. Skopets

Các điểm đại số, hợp lệ với một số ngoại lệ nhất định đối với tập hợp số phức, có thể được áp dụng thành công để thu được các bất đẳng thức hình học thú vị nối các phần tử tuyến tính và góc của các hình phẳng. Dưới đây, một số bất đẳng thức hình học thu được theo cách này. Lưu ý rằng rất khó tìm ra số lượng chứng minh hình học của các bất đẳng thức này. Chúng ta sẽ biểu thị số phức bằng các chữ cái nhỏ trong bảng chữ cái Latinh a,b,c,…a, b, c, \dots. Hãy nhớ rằng số phức là biểu thức x+iyx+iy, trong đó xx và yy là số thực và ii là đơn vị tối thiểu (i2=−1i^2=-1). Nếu hệ tọa độ hình chữ nhật (Descartes) OxyOxy được cho trên mặt phẳng thì mỗi số phức a=x+iya=x+iy có thể được liên kết với một điểm AA của mặt phẳng với hoành độ xx và tọa độ yy. Hãy nêu một số định nghĩa liên quan đến số phức.

I. Mẫu số phức a=x+iya=x+iy là số không âm x2+y2\sqrt{x^2+y^2} bằng khoảng cách

Cơm. 1.

Cơm. 2. OM=MAOM=MA; A1M=MA2A_1M=MA_2

Cơm. 3. OM=MA1OM=MA_1; A2M=MAA_2M=MA

Tờ 39

tr. 37Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

37

Cơm. 4. Hình 5.

chúng tôi có

∣a1+a2∣≤∣a1∣+∣a2∣.|a_1+a_2| \leq |a_1|+|a_2|. (2)

Dấu bằng trong (2) có nghĩa là điểm O,A1O, A_1 và A2A_2 nằm trên cùng một đường thẳng và điểm OO không thuộc đoạn A1A2A_1A_2.

Vì vậy, mô hình tổng của hai số hoàn chỉnh không lớn hơn tổng mô hình của các số hạng.

Hiệu a1−a2a_1-a_2 của hai số đầy đủ a1a_1 và a2a_2 là một số aa sao cho a+a2=a1a+a_2=a_1 (cấu trúc hình học được thể hiện trong Hình 3). Vì OA=A1A2OA=A_1A_2 thì

∣a1−a2∣=A1A2.|a_1-a_2|=A_1A_2. (3)

Do đó, mô hình hiệu của hai số hoàn chỉnh bằng việc xem xét giữa các điểm tương ứng của chúng.

Tiếp theo, OA1−OA2≤A1A2≤OA1+OA2OA_1-OA_2 \leq A_1A_2 \leq OA_1+OA_2. Đó là lý do tại sao

∣a1∣−∣a2∣≤∣a1−a2∣≤∣a1∣+∣a2∣.|a_1|-|a_2| \leq |a_1-a_2| \leq |a_1|+|a_2|. (4)

Nếu các điểm O,A1O, A_1 và A2A_2 thuộc cùng một đường thẳng thì một trong các dấu bất đẳng thức ở (4) sẽ trở thành đẳng thức.

Do đó, mô hình hiệu của hai số hoàn chỉnh không lớn hơn tổng mô hình của chúng và không nhỏ hơn hiệu của chúng.

Chẳng hạn, thật dễ dàng kiểm tra (Hình 4) rằng các bất đẳng thức sau đây là đúng:

∣a+b+c∣≤∣a∣+∣b∣+∣c∣.|a+b+c| \leq |a|+|b|+|c|. (5)

Lưu ý nếu số aa tương ứng với điểm AA có tọa độ x,yx, y thì số - aa tương ứng với điểm có tọa độ - xx, - yy. Hai điểm này đối xứng qua gốc tọa độ OO (Hình 5). Sledova-

Tờ 40

tr. 38Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

38

Cơm. 7.

  1. Thật dễ dàng để kiểm tra các điểm sau:
    a2(b−c)+b2(c−a)+c2(a−b)=−(b−c)(c−a)(a−b).a^2(b-c) + b^2(c-a) + c^2(a-b) = -(b-c)(c-a)(a-b).
    Từ thời điểm này, theo sau là ∣b−c∣∣c−a∣∣a−b∣⩽∣a2∣∣b−c∣+∣b2∣∣c−a∣+∣c2∣∣a−b∣|b-c| |c-a| |a-b| \leqslant |a^2| |b-c| + |b^2| |c-a| + |c^2| |a-b| hoặc (Hình 7)
    BC⋅CA⋅AB⩽OA2⋅BC+OB2⋅CA+OC2⋅AB.BC \cdot CA \cdot AB \leqslant OA^2 \cdot BC + OB^2 \cdot CA + OC^2 \cdot AB. (8)
    Hệ quả 1. Nếu ABCABC là tam giác đều thì OA2+OB2+OC2⩾d2,OA^2 + OB^2 + OC^2 \geqslant d^2, (8’)
    rede dd là độ dài cạnh của tam giác.
    Vì vậy, tổng bình phương khoảng cách từ một điểm bất kỳ trong mặt phẳng đến các đỉnh của một tam giác đều không nhỏ hơn bình phương cạnh của nó.
    Hệ quả 2. Nếu OO là tâm của đường tròn ngoại tiếp một tam giác tùy ý thì từ (8) suy ra
    AB⋅BC⋅CA⩽R2(AB+BC+CA)AB \cdot BC \cdot CA \leqslant R^2(AB + BC + CA)
    hoặc
    AB⋅BC⋅CAAB+BC+CA⩽R2.\frac{AB \cdot BC \cdot CA}{AB + BC + CA} \leqslant R^2. (8’’)
    Như vậy, tỉ số tùy ý của ba cạnh của một tam giác với tổng của chúng không vượt quá bình phương bán kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác đó.
  2. Bằng cách kiểm tra, chúng tôi tin chắc rằng điểm này là đúng:
    (b−c)(b+c)2+(c−a)(c+a)2+(a−b)(a+b)2=(a−b)(a−c)(b−c).(b-c)(b+c)^2 + (c-a)(c+a)^2 + (a-b)(a+b)^2 = (a-b)(a-c)(b-c).
    Chúng ta hãy biểu thị lần lượt bằng k1,k2,k3k_1, k_2, k_3 khoảng cách từ tâm vòng tròn được mô tả về tam giác ABCABC đến cạnh BC,CA,ABBC, CA, AB (Hình 8). Tâm của đường tròn này là

Cơm. 8.
meme cho nguồn gốc. Sau đó
∣b+c∣=2k1,∣c+a∣=2k2,∣a+b∣=2k3.|b+c| = 2k_1, |c+a| = 2k_2, |a+b| = 2k_3.
Từ thời điểm này nó theo sau
AB⋅BC⋅CA⩽4(k12⋅BC+k22⋅CA+k32⋅AB).AB \cdot BC \cdot CA \leqslant 4(k_1^2 \cdot BC + k_2^2 \cdot CA + k_3^2 \cdot AB).
Nhưng SOBC=12k1⋅BC=12R2sin⁡2A,S_{OBC} = \frac{1}{2} k_1 \cdot BC = \frac{1}{2} R^2 \sin 2A, nếu A⩽90∘A \leqslant 90^\circ. Kể từ đây,
k1⋅BC=R2⋅sin⁡2A.k_1 \cdot BC = R^2 \cdot \sin 2A.
Tương tự, nếu các góc BB và CC không tù thì
k2CA=R2sin⁡2B,k3AB=R2sin⁡2C.k_2CA = R^2 \sin 2B, k_3AB = R^2 \sin 2C.
Pozny
AB⋅BC⋅CA⩽4R2(k1sin⁡2A+k2sin⁡2B+k3sin⁡2C).AB \cdot BC \cdot CA \leqslant 4R^2(k_1 \sin 2A + k_2 \sin 2B + k_3 \sin 2C).
Xem xét rằng
k1=Rcos⁡A,k2=Rcos⁡B,k3=Rcos⁡C,AB⋅BC⋅CA=4RSABC,k_1 = R \cos A, k_2 = R \cos B, k_3 = R \cos C, AB \cdot BC \cdot CA = 4RS_{ABC},
chúng tôi có
4RSABC⩽4R3(cos⁡Asin⁡2A+cos⁡Bsin⁡2B+cos⁡Csin⁡2C).4RS_{ABC} \leqslant 4R^3 (\cos A \sin 2A + \cos B \sin 2B + \cos C \sin 2C).
Từ đây
SABCR2⩽cos⁡Asin⁡2A+cos⁡Bsin⁡2B+cos⁡Csin⁡2C.\frac{S_{ABC}}{R^2} \leqslant \cos A \sin 2A + \cos B \sin 2B + \cos C \sin 2C. (9)
Vì vậy, với mọi tam giác không tù bất đẳng thức (9) đều đúng.
IV. Bài toán dành cho độc lập lời giải.
Bài tập 1. Rút ra từ điểm a2−b2=(a+b)(a−b)a^2 - b^2 = (a+b)(a-b) bất đẳng thức 2OM⋅AB⩾OA2−OB2,2OM \cdot AB \geqslant OA^2 - OB^2, trong đó MM là trung điểm, AB,OAB, O là gốc tọa độ, a,ba, b là các số tương ứng với các điểm A,BA, B. Tìm hiểu khi nào nó biến thành sự bình đẳng.
Bài 2. Suy ra từ điểm a3(b−c)+b3(c−a)+c3(a−b)=−(a+b)(a−b)(b−c)(c−a)a^3(b-c) + b^3(c-a) + c^3(a-b) = -(a+b)(a-b)(b-c)(c-a) không đều

Tờ 41

không đánh sốChép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

đẳng thức OH≤R22rOH \leq \frac{R^2}{2r}, trong đó OO là tâm của đường tròn ngoại tiếp tam giác, RR là bán kính của đường tròn này, HH là trực tâm của tam giác, rr là bán kính của đường tròn nội tiếp. (Trực tâm của một tam giác là giao điểm của các đường cao hoặc phần kéo dài của chúng.)

Bài tập 3. Chứng minh rằng AB⋅CD+BC⋅DA≥CA⋅BDAB \cdot CD + BC \cdot DA \geq CA \cdot BD, trong đó A,B,C,DA, B, C, D là các điểm tùy ý của mặt phẳng.

Bài 4. Chứng minh rằng AB⋅AM⋅BM+BC⋅BM⋅CM+CA⋅CM⋅MA≥AB⋅BC⋅CAAB \cdot AM \cdot BM + BC \cdot BM \cdot CM + CA \cdot CM \cdot MA \geq AB \cdot BC \cdot CA.

Bài tập 5. Từ điểm destvo a(a−b)(a−c)(a−d)+b(b−c)(b−d)(b−a)+c(c−d)(c−a)(c−b)+d(d−a)(d−b)(d−c)=0\frac{a}{(a-b)(a-c)(a-d)} + \frac{b}{(b-c)(b-d)(b-a)} + \frac{c}{(c-d)(c-a)(c-b)} + \frac{d}{(d-a)(d-b)(d-c)} = 0 suy ra bất đẳng thức OA⋅BC⋅BD⋅CD+OB⋅CA⋅CD⋅AD+OC⋅AB⋅AD⋅BD≥OD⋅AB⋅BC⋅CAOA \cdot BC \cdot BD \cdot CD + OB \cdot CA \cdot CD \cdot AD + OC \cdot AB \cdot AD \cdot BD \geq OD \cdot AB \cdot BC \cdot CA, trong đó O,A,B,C,DO, A, B, C, D là các điểm tùy ý (khác nhau) của mặt phẳng.

Gợi ý

  1. Đẳng thức đúng cho các điểm O,A,BO, A, B nằm trên cùng một đường thẳng.

  2. Lợi dụng thực tế là nếu HH là trực tâm của tam giác ABCABC và tâm của đường tròn ngoại tiếp tam giác trùng với gốc tọa độ, thì h=a+b+ch = a + b + c (a,b,c,ha, b, c, h là số phức tương ứng với các điểm A,B,C,HA, B, C, H). Lưu ý rằng h−a=k1(b+c)h - a = k_1(b + c), h−b=k2(c+a)h - b = k_2(c + a), h−a=k3(a+b)h - a = k_3(a + b), trong đó k1,k2,k3k_1, k_2, k_3 là số thực. Từ hệ thống này, nó tuân theo k1=k2=k3=1k_1 = k_2 = k_3 = 1.

  3. Hãy xem xét danh tính (m−a)(b−c)+(m−b)(c−a)+(m−c)(a−b)=0(m - a)(b - c) + (m - b)(c - a) + (m - c)(a - b) = 0.

  4. Hãy xem xét danh tính (m−a)(m−b)(a−b)+(m−b)(m−c)×(b−c)+(m−c)(m−a)(c−a)=(a−b)(b−c)(c−a)(m - a)(m - b)(a - b) + (m - b)(m - c) \times (b - c) + (m - c)(m - a)(c - a) = (a - b)(b - c)(c - a).

LỊCH SỬ CỦA CÁC CON SỐ HOÀN HẢO TIẾP TỤC

Trong «Kvant» Số 8 năm 1971, một câu chuyện được xuất bản về lịch sử đáng kinh ngạc của số hoàn hảo. Chúng ta hãy nhớ lại rằng một số tự nhiên được gọi là số hoàn hảo nếu nó bằng tổng các ước của nó. Số đầu tiên như vậy là 6, sau đó là 28. Tổng cộng, cho đến gần đây, 23 số hoàn hảo đã được tìm thấy.

Và rồi con số tiếp theo được biết đến. Theo tạp chí Scientific American (tháng 6/1971), nhà toán học người Mỹ B. Thackerman đã thu được số nguyên tố lớn nhất được biết đến ngày nay, đó là số nguyên tố lớn nhất được biết đến ngày nay.

219937−12^{19937} - 1

(bản ghi đầy đủ của số này chứa 6002 chữ số). Tuy nhiên, một số hoàn hảo mới cũng được biểu thị cho thời gian:

219936(219937−1)2^{19936} (2^{19937} - 1)

(số này được viết bằng 12.003 chữ số). Việc tính toán mất 40 phút thời gian sử dụng máy tính trên một trong những phần tổng hợp tính toán nâng cao lớn nhất.

Tuy nhiên, khám phá này không tuân theo bất kỳ khuôn mẫu nào về sự xuất hiện của các số hoàn hảo. Đặc biệt, số hoàn hảo thu được, giống như tất cả các số trước, là số chẵn.

N. Rozov

Tờ 42

tr. 40Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

40

NHIỆM VỤ

Trong số này và các số tiếp theo, “Bài toán Kvant” bao gồm một số bài toán đã được đưa ra trong năm nay tại các kỳ Olympic khu vực và tài nguyên.

Lời giải bài toán có thể được gửi không muộn hơn một tháng rưỡi sau khi xuất bản số tương ứng của tạp chí tới địa chỉ: 117071, Moscow, V-71, Leninsky Prospekt, 15, nhà xuất bản “Nauka”, tòa soạn tạp chí «Kvant». Sau địa chỉ trên phong bì, hãy viết lời giải mà bài toán bạn đang gửi; ví dụ: “Bài toán Kvant, M137, F139.” Ở đầu thư, hãy cho biết họ, tên, họ hàng, địa chỉ nhà của bạn (cũng như lớp và trường nơi bạn học).

NHIỆM VỤ

M136. Có thể di chuyển 50 viên đá khỏi một mỏ đá có trọng lượng lần lượt là 370 kg, 372 kg, 374 kg, …, 468 kg (tất cả đều tạo thành một cấp số cộng với chênh lệch 2 kg), trên bảy chiếc xe ba bánh?

V. P. Fedomov

M137. Gọi a,b,c,da, b, c, d là độ dài bốn cạnh liên tiếp của tứ giác, SS diện tích của nó.

a) Chứng minh rằng 2S≤ab+cd2S \leq ab + cd.
b) Chứng minh rằng 2S≤ac+bd2S \leq ac + bd.
b) Chứng minh rằng nếu có ít nhất một trong các bất đẳng thức này bằng nhau thì tứ giác nội tiếp được là đường tròn.

M138. Chứng minh rằng nếu mm và nn là số nguyên và 1≤m<n1 \leq m < n thì

∑k=1n(−1)kkmCnk=0,\sum_{k=1}^{n} (-1)^k k^m C_n^k = 0,

trong đó CnkC_n^k là các hệ số biomp, tức là hệ số của đa thức

(1+x)m=∑k=0nCnkxk.(1+x)^m = \sum_{k=0}^{n} C_n^k x^k.

(Ví dụ: nếu n=4n=4 thì C40=1C_4^0=1, C41=4C_4^1=4, C42=6C_4^2=6, C43=4C_4^3=4, C44=1C_4^4=1 và các đẳng thức đều đúng

−1⋅4+2⋅6−3⋅4+4⋅1=0,-1 \cdot 4 + 2 \cdot 6 - 3 \cdot 4 + 4 \cdot 1 = 0,

−12⋅4+22⋅6−32⋅4+42⋅1=0,-1^2 \cdot 4 + 2^2 \cdot 6 - 3^2 \cdot 4 + 4^2 \cdot 1 = 0,

−13⋅4+23⋅6−33⋅4+43⋅1=0.-1^3 \cdot 4 + 2^3 \cdot 6 - 3^3 \cdot 4 + 4^3 \cdot 1 = 0.

M. I. Sidorov

M139. Từ đỉnh BB của hình bình hành ABCDABCD, chiều cao của nó BKBK và BHBH được vẽ. Các phân đoạn KH=aKH=a và BD=bBD=b đã được biết. Tìm khoảng cách từ điểm BB đến giao điểm các đường cao của tam giác BKHBKH.

F. A. Barmenev

M140. Với số tự nhiên (viết theo hệ thập phân), bạn có thể thực hiện các thao tác sau:

A) thêm số 4 vào cuối;
B) thêm số 0 vào cuối;
B) chia cho 2 (nếu số chẵn).

Ví dụ: nếu thực hiện các thao tác BB, BB, AA và BB với số 4, bạn sẽ được số 140.

a) Làm thế nào để lấy số 1972 từ số 4?

    • Chứng minh rằng từ số 4 có thể tìm được số tự nhiên bất kỳ.

A. K. Tolpieo

Tờ 43

tr. 41Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

41

F148. Một hạt nhân có khối lượng MM, bay với tốc độ VV, vỡ thành hai mảnh giống hệt nhau. Nội năng của hạt nhân là E1E_1, nội năng của mỗi ổ cắm là E2E_2 (E1>2E2E_1 > 2E_2). Xác định góc lớn nhất có thể có giữa vectơ vận tốc của một trong các ổ cắm và vectơ YY.

F149 *. Lực hấp dẫn giữa hai quả bóng nhỏ, một quả tích điện và quả còn lại trung tính, sẽ giảm bao nhiêu lần nếu khoảng cách giữa hai quả bóng tăng gấp đôi?

I. F. Ginzburg

F150. Trong một thiên hà nào đó, một ngôi sao Z với hành tinh P đã được phát hiện, thực hiện một vòng quay quanh ngôi sao trong thời gian T1T_1 và một vòng quanh trục của nó trong thời gian T2T_2. Vệ tinh S của hành tinh P thực hiện một vòng quanh hành tinh trong thời gian T3T_3. Mất bao lâu để nhật thực của vệ tinh S lặp lại tại một vị trí nhất định trên hành tinh? Mọi vật đều quay trong cùng một mặt phẳng.

G. L. Komkin

F151. Hai gương phẳng tạo thành một góc đôi với raster 90∘90^\circ. Một thấu kính có tiêu cự FF được lắp vào góc sao cho trục quang chính của thấu kính tạo một góc 45∘45^\circ với mỗi gương. Bán kính của thấu kính bằng tiêu cự của nó. Tìm vị trí của ảnh nguồn nằm trên trục quang chính của thấu kính và cách nó một khoảng 1,5 FF.

F152. Thể tích của bọt khí hình thành do độ sâu của vụ nổ dưới nước dao động với chu kỳ tỉ lệ với Pa⋅ρb⋅EcP^a \cdot \rho^b \cdot E^c (PP là áp suất, ρ\rho là mật độ của nước, EE là tổng năng lượng của vụ nổ). Tìm a,ba, b và cc.

HAI TRÒ CHƠI
(xem phần đầu ở trang 27)

Nim mới

Có nn đống đá trên bàn; Ngoài ra, mỗi người trong số hai người chơi đều có một số lượng đá nhất định (có thể người chơi không biết đối phương có bao nhiêu viên đá). Trong quá trình di chuyển, bạn có thể lấy bất kỳ số lượng đá nào từ một đống hoặc chỉ cần đặt bất kỳ số lượng đá nào lên bàn, từ đó tạo thành một đống khác. Người chiến thắng là người

người sau lượt của mình sẽ thu thập tất cả các viên đá.

Xác định vị trí ban đầu của các quân cờ trong mỗi cọc và của mỗi người trong số hai người chơi) người chơi thứ nhất thắng và người chơi thứ hai thắng.

A. Yu. Soifer

Tờ 44

tr. 42Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

42

GIẢI PHÁP

Trong số này, chúng tôi xuất bản lời giải bài toán M96—M100

M96

Người ta đã biết về năm số dương nếu tổng của ba số bất kỳ trừ đi tổng của hai số còn lại thì hiệu sẽ là số dương. Chứng minh rằng tích của cả 10 hiệu như vậy không vượt quá bình phương tích của 5 số đã cho.

Đặt a1,a2,a3,a4,a5a_1, a_2, a_3, a_4, a_5 là các số đã cho Sau đó (a1+a2+a3−a4)(a1+a3+a4−a2−a5)=a12−(a2+a5−a3−a4)2≤a12(a_1+a_2+a_3-a_4)(a_1+a_3+a_4-a_2-a_5)=a_1^2-(a_2+a_5-a_3-a_4)^2\leq a_1^2.

Tương tự, người ta chứng minh rằng (a2+a3+a1−a4−a5)×(a2+a4+a5−a3−a1)≤a23(a_2+a_3+a_1-a_4-a_5)\times(a_2+a_4+a_5-a_3-a_1)\leq a_2^3,
(a3+a4+a2−a5−a1)×(a3+a5+a1−a4−a2)≤a32(a_3+a_4+a_2-a_5-a_1)\times(a_3+a_5+a_1-a_4-a_2)\leq a_3^2,
(a4+a5+a3−a1−a2)×(a4+a1+a2−a5−a3)≤a42(a_4+a_5+a_3-a_1-a_2)\times(a_4+a_1+a_2-a_5-a_3)\leq a_4^2,
(a5+a1+a4−a2−a3)×(a5+a2+a3−a1−a4)≤a52(a_5+a_1+a_4-a_2-a_3)\times(a_5+a_2+a_3-a_1-a_4)\leq a_5^2.

Việc còn lại là nhân các bất đẳng thức này và bài toán được giải.

Chứng minh một phát biểu tổng quát hơn: nếu cho 2n+12n+1 số dương, hiệu giữa tổng của bất kỳ số n+1n+1 nào và tổng của nn số dương còn lại, thì tích BB của tất cả C2n+1nC_{2n+1}^n hiệu đó và tích AA của tất cả 2n+12n+1 các số đã cho có liên hệ với nhau bởi bất đẳng thức

Bn≤AC2n+1nB^n\leq A^{C_{2n+1}^n}

M97

Trong hình thang ABCDABCD có đáy AB=aAB=a và CD=bCD=b một đoạn A1B1A_1B_1 được vẽ nối trung điểm của các đường chéo. Trong hình thang thu được A1B1CDA_1B_1CD, đoạn A2B2A_2B_2 một lần nữa được vẽ, nối các điểm giữa của các đường chéo, v.v. (Hình 1). Có thể nào một số xuất hiện hai lần trong chuỗi độ dài đoạn AB,A1B1,A2B2,…AB, A_1B_1, A_2B_2, \dots không? Trình tự này sẽ đơn điệu (tăng hay giảm?) Nó có xu hướng đạt đến một giới hạn nào đó không?

Đặt A1A_1 và B1B_1 là trung điểm của các đường chéo ACAC và BDBD của hình thang, EE và FF là trung điểm của cạnh-

Tờ 45

tr. 43Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

43

các mặt ngoài AD và BC (Hình 2). Vì A1FA_1F là đường trung bình của tam giác ACB và B1FB_1F là đường trung bình của tam giác DCB nên các điểm A1A_1 và B1B_1 nằm trên đoạn EF và

a1=A1B1=∣A1F−B1F∣=∣a−b2∣.a_1 = A_1B_1 = |A_1F - B_1F| = \left| \frac{a-b}{2} \right|.

(Công thức này đúng cho dù số aa và bb nào lớn hơn.) Bằng cách tương tự, người ta chứng minh rằng

an+1=∣an−b2∣,a_{n+1} = \left| \frac{a_n - b}{2} \right|,

(1)

trong đó an=AnBna_n = A_nB_n (n=1,2,3,…n=1, 2, 3, \dots) là chuỗi mà chúng tôi quan tâm. Do đó, bài toán được rút gọn thành số đại số bài toán của dãy được xác định bởi sự tương ứng của (1) với số hạng ban đầu a0=a>0a_0 = a > 0.

Nếu an>ba_n > b thì an+1=an−b2<an−ba_{n+1} = \frac{a_n - b}{2} < a_n - b.

Do đó, nếu a>ba > b thì mỗi phần tử của dãy sẽ nhỏ hơn phần trước ít nhất bb cho đến khi gặp một phần tử ama_m sao cho am≤ba_m \leq b (nếu a≤ba \leq b thì ta đặt m=0m=0, am=a0=aa_m = a_0 = a; nhiều độc giả chỉ xét trường hợp này; nó chỉ được xem xét trong cuốn “Toán học” bài toán" *).

Vì vậy, bây giờ chúng ta sẽ chỉ xem xét n≥mn \geq m.

Nếu an≤ba_n \leq b thì an+1=b−an2≤b2<ba_{n+1} = \frac{b - a_n}{2} \leq \frac{b}{2} < b.

Do đó, tất cả các số hạng của dãy theo sau ama_m sẽ nhỏ hơn bb và do đó với tất cả n≥mn \geq m

an+1=b−an2.a_{n+1} = \frac{b - a_n}{2}.

(2)

Cơm. 2.

*) E. B. Dynkin, S. A. Molchanov, A. L. Rosenthal, A. K. Tolygu, “Toán học bài toán”, ed. Lần thứ 3, “Khoa học”, 1971, bài toán 147.

Cơm. 3. Các số hạng của dãy ana_n, được xác định bởi điều kiện a0=aa_0 = a, an+1=∣an−b2∣a_{n+1} = \left| \frac{a_n - b}{2} \right| là các hoành độ của các đỉnh của đường đứt nét được bao quanh bởi màu xanh lá cây. Các liên kết của đường đứt nét này lần lượt song song với các trục OxOx, OyOy, các đỉnh của nó lần lượt nằm trên đường thẳng có phương trình y=xy = x và trên đồ thị của hàm số y=∣x−b2∣y = \left| \frac{x - b}{2} \right|.

Cơm. 4.

Phương trình x=b−x2x = \frac{b - x}{2} có một lời giải x=b3x = \frac{b}{3}. Do đó, nếu có giới hạn trên chuỗi {an}\{a_n\} thì nó bằng b3\frac{b}{3}.

Hãy để am≠b3a_m \neq \frac{b}{3}. Hãy đặt an=b3+δna_n = \frac{b}{3} + \delta_n. Khi đó từ (2) suy ra b3+δn+1=b3−δn2\frac{b}{3} + \delta_{n+1} = \frac{b}{3} - \frac{\delta_n}{2}, tức là

δn+1=−δn2\delta_{n+1} = -\frac{\delta_n}{2}

(3)

— khi di chuyển từ nn đến n+1n+1, hiệu an−b3=δna_n - \frac{b}{3} = \delta_n đổi dấu và giảm một nửa về giá trị abscissa. Bây giờ mọi thứ đã rõ ràng: trong dãy ana_n không có số nào có thể xuất hiện hai lần, số hạng cuối cùng của mỗi số là b3\frac{b}{3} so với số trước. Trình tự này không đơn điệu mà có xu hướng đạt đến giới hạn b3\frac{b}{3} (Hình 3, 4).

Tờ 46

tr. 44Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

44

Cơm. 5.

Thật không may, một số độc giả viết: “Vì chuỗi không đơn điệu nên nó không có xu hướng đến giới hạn”.
Tất nhiên, lý do này là không chính xác. Chúng ta hãy chứng minh, bằng cách sử dụng định nghĩa giới hạn, rằng

lim⁡n→∞an=b3.\lim_{n \to \infty} a_n = \frac{b}{3}.

Cho ε>0\varepsilon > 0. Khi đó, nếu n>Nn > N, trong đó N=N(ε)N = N_{(\varepsilon)} là số nguyên nhỏ nhất thỏa mãn 2Nε>2m∣δm∣2^N \varepsilon > 2^m |\delta_m|, thì ∣an−b3∣=∣δn∣=∣δm∣2n−m<∣δm∣2N−m<ε\left| a_n - \frac{b}{3} \right| = |\delta_n| = \frac{|\delta_m|}{2^n - m} < \frac{|\delta_m|}{2^N - m} < \varepsilon.

Vậy (4) được chứng minh.

Tất nhiên, giới hạn bằng b3\frac{b}{3} ngay cả trong trường hợp am=b3a_m = \frac{b}{3} - trong trường hợp này, tất cả các số hạng tiếp theo cũng bằng b3\frac{b}{3}. Chúng ta hãy tìm hiểu xem trường hợp này xảy ra với giá trị nào của aa. Nếu m=0m = 0 thì a=b3a = \frac{b}{3}. Nếu m=1m = 1 và a1=a−b2=b3a_1 = \frac{a - b}{2} = \frac{b}{3} thì a=5b3a = \frac{5b}{3}.

Cơm. 6.

Nói chung, nếu am=b3a_m = \frac{b}{3} thì a=a0a = a_0 thu được từ am=b3a_m = \frac{b}{3} sau khi áp dụng công thức an−1=2an+ba_{n-1} = 2a_n + b mm lần. Do đó, để dễ kiểm tra, các giá trị aa mà am=b3a_m = \frac{b}{3} tạo thành chuỗi b3,5b3,13b3,…,(2k−3)b3\frac{b}{3}, \frac{5b}{3}, \frac{13b}{3}, \ldots, \frac{(2^k - 3)b}{3},… Đối với những giá trị này (và chỉ những giá trị này) aa, chuỗi hóa ra là đơn điệu (và từ một điểm nào đó không đổi).

Chúng ta chưa thấy riêng trường hợp nào khi am=ba_m = b (đồng thời am+1=0,am+2=b2,…a_{m+1} = 0, a_{m+2} = \frac{b}{2}, \ldots), - theo quan điểm đại số, không có gì áp dụng được, nhưng các hình thang n=mn = m và n=m+1n = m+1 tương ứng suy biến thành hình bình hành và thành hình tam giác (các điểm Bm+1B_{m+1} và Cm+1C_{m+1} trùng nhau, Hình 5); bắt đầu với n=m+2n = m+2, sẽ thu được áp suất hình thang và như mọi khi, ana_n có xu hướng đạt đến giới hạn b3\frac{b}{3}.

M98

Chứng minh rằng trong bảng

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

trong đó mỗi số bằng tổng của ba số ở trên, mỗi dòng (bắt đầu từ số thứ ba) có một số chẵn. Mỗi dòng (trừ hai dòng đầu tiên) có chứa một số chia hết cho ba không?

Đầu tiên chúng ta hãy xem xét vấn đề chia hết cho hai. Trong bảng của chúng ta, chúng ta sẽ viết 0 cùng nhau và thay vì các số lẻ - 1. Sau đó, bảng 0 và 1 sẽ cần được biên soạn theo cùng một quy tắc (mỗi số được lấy bằng tổng của ba số ở trên nó ở dòng trước), chỉ cần thực hiện phép cộng “modulo hai” - theo quy tắc 0+0=0,0+1=1+0=1,1+1=00+0=0, 0+1=1+0=1, 1+1=0.

Cách đầu tiên dựa trên sự kết hợp như vậy: các số chẵn cuối cùng trong mỗi hàng chỉ phụ thuộc vào các số chẵn cuối cùng ở hàng trước là gì, và do đó không có gì đáng ngạc nhiên khi bộ tứ này lặp lại định kỳ (với khoảng thời gian là 4, xem Hình 6) *).

*) Một lời giải tương tự được đưa ra trong cuốn sách của D. O. Shklyarsky, N. N. Chentsov và I. M. Yaglom “Chọn bài toán và Định lý Toán học Sơ cấp”, ed. Lần thứ 4, “Nuka”, 1965, bài toán 10.

Tờ 47

tr. 45Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

45

Một lời giải khác, do một số độc giả đề xuất, là một bằng chứng mâu thuẫn. Giả sử rằng một số chuỗi bao gồm toàn bộ các chuỗi:

111 … 111

Vậy thì dòng trước, dễ thấy, chỉ có thể như thế này:

100100 … 001001,

và người đi trước cô ấy giống như thế này:

110000110000 … 000011000011.

Nhưng điều này là không thể, vì mỗi hàng trong bảng của chúng ta có một số lẻ.

Về khả năng chia hết cho 3, như bạn có thể dễ dàng nhận thấy, đã có ở hàng thứ tư tiếp theo của bảng (rất thuận tiện khi gán số 0 cho hàng trên cùng của một đơn vị)

1 4 10 16 19 16 10 4 1

Không một số nào chia hết cho 3 (và tất cả đều dư 1 khi chia cho ba). Sau khi hiểu cấu trúc của bảng “modulo 3” của chúng ta (trong Hình 7, các số có số dư 0, 1 và 2 khi chia cho 3 được thay thế bằng các vòng tròn màu vàng, đen và đỏ tương ứng), bạn có thể nhận thấy rằng cùng một thuộc tính sẽ có các hàng có số 1, 1+3=4, 1+3+3^2=13, 1+3+3^2+3^3=40, v.v.

Người đọc báo cáo trong thư của họ về các tính chất khác của các số trong bảng này. Có thể suy ra nhiều tính chất khác nhau; sử dụng thực tế là hàng thứ n của bảng chứa các hệ số của đa thức

(1+x+x2)n=∑k=02nBnkxk(1+x+x^2)^n = \sum_{k=0}^{2n} B_n^k x^k

(các thao tác gần giống như trong bài “Số học hệ số biomp”, “Quant” số 6, 1970). Ví dụ, ngay lập tức rõ ràng rằng ∑k=02nBnk=3n\sum_{k=0}^{2n} B_n^k = 3^n, ∑k=02n(−1)kBnk=1\sum_{k=0}^{2n} (-1)^k B_n^k = 1, và không khó để chứng minh điều đó ∑k=0n(Bnk)=B2nn\sum_{k=0}^{n} (B_n^k) = B_{2n}^n (xem bài toán 61 trong cuốn sách của A. M. và I. M. Yaglomov “Không sơ cấp bài toán trong một bài thuyết trình sơ cấp”, Gostekhidat, 1954). Kiểm tra xem

Cơm. 7.

Cơm. 8.

nếu pp là số nguyên tố, s<ps < p và r<pr < p, thì

Blp+slBm+rm≡BllBms+Bl−1lBms+pB_{lp+s}^l B_{m+r}^m \equiv B_{l}^l B_{m}^s + B_{l-1}^l B_{m}^s + p (mod pp)

(nếu k>2nk > 2n thì BnkB_{n}^k được coi là bằng 0).

Lời giải bài toán M96 - M98 do đa thức người đọc gửi. Ít nhất hai trong số bài toán này đã được giải quyết bởi A. Grizoryan (Baku), S. Konyazin (Saratov), A. Merkuryev (Leningrad), M. Rozov (Minsk), M. Preezer (Tomsk), A. Slinkin (Moscow), A. Chernyak (Minsk), E. Turkevich (Chernivtsi), S. Komanov (làng Tsalka của SSR Georgia), G. Timofeev (Saratov), Y. Kisin (Stranay Russa), V. Nadezhko (Leningrad), A. Blyukhin (Kiselevsk, vùng Kemerovo), E. Gundur (Voroshilgovryad), A. Makarytsev (Lvov), I. Shparlinsky (Moscow).

M99

Trong tam giác ABC, cạnh AC dài nhất. Chứng minh rằng với mọi điểm M trên mặt phẳng AM+CM không nhỏ hơn BM. Trong trường hợp nào có thể bình đẳng?

Đầu tiên chúng ta hãy chứng minh bổ đề này.

Bổ đề. Cho bốn điểm A, B, C, M bất kỳ trên mặt phẳng

AC⋅BM≤AB⋅CM+BC⋅AMAC \cdot BM \leq AB \cdot CM + BC \cdot AM (1)

Đẳng thức xảy ra khi và chỉ khi ABCM là tứ giác nội tiếp lồi (hoặc khi một trong các số hạng ở vế phải bằng 0 do có một số điểm trùng nhau).

Chứng minh bổ đề. Chúng ta hãy chọn điểm P sao cho ⇒BAP=⇒CAM\Rightarrow BAP = \Rightarrow CAM và ⇒MAP=⇒CAB\Rightarrow MAP = \Rightarrow CAB và PA = AB⋅AMAC\frac{AB \cdot AM}{AC} (Hình 8). Sau đó △BAP∼△CAM\triangle BAP \sim \triangle CAM (cái đầu tiên nhận được -

Tờ 50

tr. 48Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

48

mà ống hút sẽ quay sẽ không trùng với phần giữa của nó.

Lực ma sát của mỗi mẩu rơm tỉ lệ thuận với trọng lượng của những mẩu rơm đó

F1=ml−xlgk,F2=mxlgk.F_1 = m \frac{l - x}{l} gk, \quad F_2 = m \frac{x}{l} gk.

Bây giờ chúng ta có thể viết điều kiện để mô men của lực bằng 0 đối với điểm 0:

F(l−x)−F1(l−x2)−F2x2=0.F(l - x) - F_1 \left( \frac{l - x}{2} \right) - F_2 \frac{x}{2} = 0. (1)

Thay các giá trị F1F_1, F2F_2 và F≈mgkF \approx mgk (vì theo điều kiện FF chỉ nhỏ hơn mgkmgk một chút), ta thấy

x=l2.x = \frac{l}{\sqrt{2}}.

Khoảng cách này nhỏ hơn một nửa chiều dài của ống hút. Do đó, ống hút không quay quanh giữa mà xoay quanh một điểm gần với một đầu. Xoay ống hút về 180∘180^\circ, lũ kiến ​​sẽ nhìn thấy nó ở khoảng cách xa. Bây giờ toàn bộ thao tác có thể được lặp lại, chỉ với ống hút ở đầu kia. Và vân vân.

Chúng ta hãy kiểm tra công thức (1). Thay F1=ml−x2gkF_1 = m \frac{l - x}{2} gk và F2=mxlgkF_2 = m \frac{x}{l} gk vào đó và ký hiệu là α=Fmgk\alpha = \frac{F}{mgk}, ta được

α=2x2+l2−2lx2l(l−x).\alpha = \frac{2x^2 + l^2 - 2lx}{2l(l - x)}.

Những người biết cách tìm cực tiểu của một hàm và đánh đồng đạo hàm của nó với 0 có thể thấy rằng α\alpha nhỏ nhất tại x=l(1−22)≈0,3lx = l \left( 1 - \frac{\sqrt{2}}{2} \right) \approx 0,3l. Nó bằng 0,43. Như vậy, để xoắn ống hút, kiến ​​chỉ cần tác dụng một lực bằng 0,43 mgkmgk vào một đầu.

Đúng lời giải bổ sung: V. Belov (Vologda), I. Bramovskaya (Usolye-Sibirskoye, vùng Irkutsk), M. Weinhacher (Krivoy Rog); F. Galtsev (Tashkent); E. Golubev (Mamonov, vùng Kaliningrad), D. Grak (Smolevich, vùng Minsk), E. Gromak (Novokuznetsk); G. Zaitsev (Gagra); L. Knizherman (Moscow); S. Kuzmchi (Zhitomir); E. Latyshev (Baku), A. Levykin (Raigakhinsk, vùng Amur), S. Legushiin (Dnepropetrovsk), M. Preer (Tomsk), A. Redchenko (làng Novopetrovka, vùng Sumy), A. Renkov (làng Polomshnoye, vùng Kemerovo), L. Salina (Blagoveshchensk), V. Servakh (Frunze), N. Fedin (Omsk), M. Flerov (Moscow), G. Shepenko (David-Gorodok, vùng Brest), M. Yudson (Volgograd), S. Chekmarev (Moscow).

F109

Thí nghiệm cho thấy nhiệt độ m=142m=142 e của nước đá ở trạng thái nhẹ, lơ lửng giữa phòng, tăng Δt=4∘\Delta t=4^\circ C trong nửa giờ. Khi có cùng một lượng băng thì phải mất 10 giờ mới kéo được nó. Dựa vào thí nghiệm này, nhiệt dung riêng của sự nóng chảy của nước đá là bao nhiêu? Nhiệt dung riêng của nước cB=1c_B=1 cal/g.

Hãy tìm lượng nhiệt QQ cung cấp cho bình trong nửa giờ. Vì lượng nhiệt này đủ để làm nóng nước nên

Q=cBmΔt.Q = c_B m \Delta t.

Trong 10 giờ, lượng nhiệt được cung cấp cho tàu tăng gấp 20 lần. Đó là lý do tại sao

λm=20cBmΔt.\lambda m = 20 c_B m \Delta t.

Từ đây

λ=20cBΔt=80 кал/г.\lambda = 20 c_B \Delta t = 80 \text{ кал/г}.

lời giải đúng của bài toán này là phần bổ sung cho khoảng 100 độc giả.

F110

Nếu vôn kế được mắc song song với điện trở trên r1r_1 (Hình 11), thì nó hiển thị u1=6u_1=6v, nếu song song với điện trở dưới r2r_2 thì u2=4u_2=4v, và nếu nó được nối với các điểm AA và BB thì nó hiển thị u=12u=12v. Điện áp thực tế giảm trên các điện trở r1r_1 và r2r_2 là bao nhiêu?

Điện trở trong của nguồn nhỏ không đáng kể.

Khi nối vôn kế vào các điểm AA và BB, số chỉ của nó bằng ed. Với. nguồn. Do đó, nếu nối một vôn kế với điện trở r1r_1 và điện trở trong của vôn kế là rr thì có dòng điện chạy qua mạch

I=ur2+r1rr1+r.I = \frac{u}{r_2 + \frac{r_1 r}{r_1 + r}}. (1)

Điều này có nghĩa là

u1=ur2+r1rr1+r.u_1 = \frac{u}{r_2 + \frac{r_1 r}{r_1 + r}}. (1)

Cơm. 11.

Tờ 51

tr. 49Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

49

Hoàn toàn giống nhau

u2=ur1+r2rr2+rr2rr2+r.u_2 = \frac{u}{r_1 + \frac{r_2 r}{r_2 + r}} \frac{r_2 r}{r_2 + r}.

Chia phương trình cuối cùng (1) cho phương trình (2), chúng ta thu được

u1u2=r1r2.\frac{u_1}{u_2} = \frac{r_1}{r_2}.

Vì vậy, r1r2=64=32.\frac{r_1}{r_2} = \frac{6}{4} = \frac{3}{2}.

Khi tắt vôn kế, hướng giảm trên các điện trở r1r_1 và r2r_2 bằng u=12u=12 in. Vì đã biết tỷ số điện trở nên không khó để tìm ra hướng giảm theo hướng u1′u'_1 và u2′u'_2 trên các điện trở:

u1′+u2′=u,u1′u2′=r1r2.u'_1 + u'_2 = u, \quad \frac{u'_1}{u'_2} = \frac{r_1}{r_2}.

Từ đây

u1′=ur1r1+r2=u1+r2r1=7,2b;u'_1 = \frac{u r_1}{r_1 + r_2} = \frac{u}{1 + \frac{r_2}{r_1}} = 7,2b;

u2′=u−u1′=4,8b.u'_2 = u - u'_1 = 4,8b.

lời giải chính xác được gửi bởi: P. Anenko (làng Totskoye, vùng Orenburg), E. Doltsov (Moscow), A. Kachilson (Novomoskovsk, vùng Tula), S. Kuzmchi (Zhitomir), E. Lamyshev (Baku), A. Levykin (Raigakhinsk, vùng Amur), A. Mamula (làng Dybintsy, vùng Kyiv), V. Peresedov (Pohvistnevo), M. Preezer (Tomsk), L. Rudtser (Kharkov), L. Salnitsa (Blagoveshchensk), A. Sboev (làng Medvedok, vùng Kirov), P. Sereev (Grozny), Sh. Slenoy (Chernivtsi), N. Tkachenko (Dnepropetrovsk), I. Turishchev (Kropotkin, vùng Krasnodar), N. Fedin (Omsk), G. Tsibenko (Slavyansk, vùng Donetsk), L. Tsiferblat (Lvov), V. Shabunin (Moscow), E. Shakhnovich (vùng Kalinin), R. Shzaanov (Lyubertsy, vùng Moscow), I. Yurtsenko (Kyiv).

F111

Có một sợi dây đồng nhất có chất nổ. Tốc độ cháy của dây là vv, tốc độ truyền sóng nổ khi va chạm là cc. Tìm hình dạng của đường mà bạn cần trải dây sao cho sóng từ tất cả các điểm của dây đồng thời truyền đến một điểm nhất định.

Có thể làm điều tương tự với bề mặt nổ và thu được sóng hình cầu giảm dần với mật độ năng lượng cao không?

Nếu tốc độ truyền sóng nổ lớn hơn tốc độ cháy của dây thì không thể trải dây sao cho sóng nổ từ mọi điểm của dây đều đồng thời chảy đến một điểm cho trước. Nếu v=cv=c thì sợi dây rất dài phải được kéo dài dọc theo một đường thẳng đi qua một điểm cho trước. Trong trường hợp v>cv>c đáp số thì không nhiều lắm.

Chúng ta hãy xem xét trường hợp này chi tiết hơn.

Lấy đường cong màu đỏ ở Hình 12 là đường mà sợi dây phải trải dọc theo sao cho sóng nổ đồng thời lao tới điểm OO. Chúng ta hãy chọn hai điểm gần nhau trên đường AA và BB sao cho đường cong ABAB có thể được coi là một đường thẳng (đối với điều này, đoạn ABAB phải nhỏ hơn nhiều so với khoảng cách r0r_0 và r1r_1 từ điểm OO đến các điểm AA và BB). Thời gian mà phần dây ABAB được xây dựng sẽ được ký hiệu là τ\tau. Sau đó AB=vτAB=v\tau. Độ nhỏ của ABAB có nghĩa là τ\tau nhỏ. Tại τ→0\tau \rightarrow 0, điểm BB “có xu hướng” hướng tới điểm AA và hướng của đoạn ABAB có xu hướng hướng tiếp tuyến với đường cong màu đỏ tại điểm AA.

Hãy tìm góc α\alpha tạo thành đoạn ABAB có bán kính OAOA. Để thực hiện việc này, hãy tắt đoạn OCOC ở bán kính OAOA, bằng với chiều dài bán kính r2r_2 và vẽ đoạn BCBC. Vì đoạn ABAB nhỏ nên đoạn BCBC trùng với một đường tròn khác có bán kính r1r_1 với tâm tại điểm OO và góc ACBACB gần với một đường thẳng (và tại τ→0\tau \rightarrow 0 ⇒ACB→π2\Rightarrow ACB \rightarrow \frac{\pi}{2}). Điều này có nghĩa là

cos⁡α=ACAB.\cos \alpha = \frac{AC}{AB}.

Nhưng AB=vτAB=v\tau và AC=r0−r1AC=r_0-r_1. Vì thời gian truyền sóng nổ từ điểm BB phải nhỏ hơn m thời gian truyền sóng từ điểm AA nên r1=r0−cτr_1=r_0-c\tau. Do đó, AC=r0−r0+cτ=cτAC=r_0-r_0+c\tau=c\tau và

cos⁡α=cτvτ=cv.\cos \alpha = \frac{c\tau}{v\tau} = \frac{c}{v}.

Do đó, góc tiếp tuyến với đường cong màu đỏ và bán kính vẽ tới điểm của đường cong từ điểm OO không phụ thuộc vào khoảng cách của đường cong đến điểm OO, và đường cong màu đỏ cắt tất cả các tia rời khỏi điểm OO ở cùng một góc α=arccos⁡cv\alpha = \arccos \frac{c}{v}. Một tài sản như vậy

Tờ 53

tr. 51Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

51

Cơm. 14.

tới và khúc xạ của tia sáng đối với mỗi mặt phẳng, chúng ta thu được rằng góc mà tia truyền đi trong mỗi mặt phẳng giống như khi ánh sáng chiếu vào nó từ không khí

sin⁡β1sin⁡γi=ni\frac{\sin \beta_1}{\sin \gamma_i} = n_i

Cụ thể từ đây, suy ra rằng sau khi đi qua toàn bộ chồng mặt phẳng, tia sáng sẽ đi ra song song với hướng ban đầu của nó:

nk+1=1 и sin⁡β1sin⁡γk+1=1, то естьn_{k+1} = 1 \text{ и } \frac{\sin \beta_1}{\sin \gamma_{k+1}} = 1, \text{ то есть}

β1=γk+1\beta_1 = \gamma_{k+1}

Sự pha trộn của chùm tia rõ ràng bằng tổng sự pha trộn của nó trong các mặt phẳng riêng lẻ

h=h1+h2+⋯+hkh = h_1 + h_2 + \dots + h_k

Hãy tìm hỗn hợp hih_i (Hình 14). Để làm điều này, trước tiên hãy tìm ABAB từ tam giác ADB:

AB=ADcos⁡γi=dcos⁡γiAB = \frac{AD}{\cos \gamma_i} = \frac{d}{\cos \gamma_i}

Bây giờ từ tam giác ACB ta có

hi=AB⋅sin⁡(β1−γi)h_i = AB \cdot \sin (\beta_1 - \gamma_i)

=dsin⁡(β1−γi)cos⁡γi= d \frac{\sin (\beta_1 - \gamma_i)}{\cos \gamma_i}

=d(sin⁡β1−cos⁡β1tgγi)= d (\sin \beta_1 - \cos \beta_1 \mathrm{tg} \gamma_i)

Kể từ tgγi=sin⁡γi1−sin⁡2γitg \gamma_i = \frac{\sin \gamma_i}{\sqrt{1 - \sin^2 \gamma_i}}

=sin⁡β1ni1−(sin⁡β1ni)2=sin⁡β1ni2−sin⁡2β1= \frac{\sin \beta_1}{n_i} \sqrt{1 - \left(\frac{\sin \beta_1}{n_i}\right)^2} = \frac{\sin \beta_1}{\sqrt{n_i^2 - \sin^2 \beta_1}}

thì hi=dsin⁡β1(1−cos⁡β1ni2−sin⁡2β1)h_i = d \sin \beta_1 \left(1 - \frac{\cos \beta_1}{\sqrt{n_i^2 - \sin^2 \beta_1}}\right)

=dcos⁡α(1−sin⁡αni2−cos⁡2α)= d \cos \alpha \left(1 - \frac{\sin \alpha}{\sqrt{n_i^2 - \cos^2 \alpha}}\right)

Tổng số chùm trộn là

h=h1+h2+⋯+hkh = h_1 + h_2 + \dots + h_k

=dcos⁡α(k−sin⁡αn12−cos⁡2α−sin⁡αn22−cos⁡2α−⋯−sin⁡αnk2−cos⁡2α)= d \cos \alpha \left( k - \frac{\sin \alpha}{\sqrt{n_1^2 - \cos^2 \alpha}} - \frac{\sin \alpha}{\sqrt{n_2^2 - \cos^2 \alpha}} - \dots - \frac{\sin \alpha}{\sqrt{n_k^2 - \cos^2 \alpha}} \right)

=dcos⁡α(k−sin⁡α∑i=1k1ni2−cos⁡2α)= d \cos \alpha \left( k - \sin \alpha \sum_{i=1}^{k} \frac{1}{\sqrt{n_i^2 - \cos^2 \alpha}} \right)

lời giải chính xác được gửi bởi V. Belov (Vologda), E. Dollov (Moscow), A. Mamula (Dybintsy, vùng Kyiv), V. Mukhanov (Kanash UASSR), S. Pomashev (Ulyanovsk), M. Premer (Tomsk), L. Rudtser (Kharkov), A. Sboev (làng Medvedok, vùng Kirov), P. Sereev (Grozny), Sh. Slepoy (Chernivtsi), N. Tkachenko (Dnepropetrovsk), A. Udaltsov (Kalinerrad, vùng Moscow), N. Fedin (Omsk), S. Fillenko (Zaporozhye), G. Filkovsky (Baku), M. Flerov (Moscow), S. Chekmarev (Moscow), G. Shenemko (David-Gorodok Brest) vùng).

F113

Bình chứa đầy nước một nửa, trong đó có một tảng băng nổi. Dầu hỏa được đổ lên trên đá, mức trên được đặt ở độ cao hh tính từ đáy nước sốt (Hình 15). Độ cao này sẽ thay đổi như thế nào khi băng tan?

Trong trường hợp một tảng băng được bao phủ hoàn toàn bằng dầu hỏa (như trong hình), bài toán được giải rất đơn giản.

Chúng ta hãy tinh thần sửa cái vỏ bao quanh một tảng băng và làm tan băng. Hiển nhiên thể tích nước tạo thành sẽ nhỏ hơn thể tích nước đá. Do đó, mức chất lỏng tổng thể trong bình sẽ giảm.

Bây giờ giả sử dầu hỏa không phủ được băng.

Rõ ràng là nếu trong bình chỉ có nước và băng thì sau khi băng tan, mực nước sẽ không thay đổi. Thật vậy, vì lực ép lên đáy nước sốt bằng trọng lượng của chất chứa trong nước sốt và nó không thay đổi khi đá tan nên lực ép lên đáy nước sốt không thay đổi. Điều này có nghĩa là áp suất ở đáy nước sốt không thay đổi. Nhưng băng không gây áp lực trực tiếp lên đáy - nó nổi. Do đó áp suất ở đáy bằng áp suất nước

P=ρBghBP = \rho_B g h_B

Sau khi băng tan, áp suất cũng bằng áp suất nước

P=ρBghB′P = \rho_B g h_B'

Điều này có nghĩa là hB=hB′h_B = h_B'.

Tờ 54

tr. 52Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

52

Cơm. 15.

Trong trường hợp của chúng tôi, áp suất ở phía dưới cũng không thay đổi. Nhưng bây giờ nó bằng tổng áp suất của bao nhiêu nước và dầu hỏa

P=ρBgh1+ρKg(h−h1)=(ρB−ρK)gh1+ρKgh′P = \rho_B g h_1 + \rho_K g (h - h_1) = (\rho_B - \rho_K) g h_1 + \rho_K g h'

Nếu mực nước trong bình sau khi đá tan là h1′h'_1 và mức dầu hỏa là h′h' thì

(ρB−ρK)gh1′+ρKgh′=(ρB−ρK)gh1+ρKgh′(\rho_B - \rho_K) g h'_1 + \rho_K g h' = (\rho_B - \rho_K) g h_1 + \rho_K g h'

Gọi thể tích nước đá trong nước bằng V1V_1, thể tích nước đá trong dầu hỏa bằng V2V_2 và khối lượng nước đá bằng mm. Hãy tưởng tượng rằng, sau khi loại bỏ đá, chúng ta để lại lớp vỏ không trọng lượng của nó và đổ nước và dầu hỏa vào đó sao cho mực nước trong vỏ trùng với mực nước trong bình. Rõ ràng là lớp vỏ này sẽ ở trạng thái cân bằng. Nhưng điều này có nghĩa là vỏ nước chịu tác dụng của lực nổi Archimedean FF, bằng trọng lượng của chất lỏng đổ vào vỏ

F=ρBgV1+ρKgV2F = \rho_B g V_1 + \rho_K g V_2

Nếu nước đá được đặt vào vỏ thì lực FF sẽ không thay đổi. Nhưng băng trôi. Điều này có nghĩa là F=mgF = mg và

ρBgV1+ρKgV2=mg.\rho_B g V_1 + \rho_K g V_2 = mg.

Nếu trong bình chỉ có băng và nước thì trong nước sẽ có một thể tích băng V1′V'_1 như vậy

ρBgV1′=mg.\rho_B g V'_1 = mg.

Từ công thức (1) và (2), suy ra rằng trong trường hợp của chúng ta có thể tích V1V_1 trong nước, nhỏ hơn V1′V'_1, tức là nhỏ hơn khối băng được ngâm trong nước khi không có dầu hỏa ở trên. Nhưng trong trường hợp sau, như chúng tôi đã chỉ ra, mực nước trong bình sẽ không thay đổi. Điều này có nghĩa là nước hình thành khi băng tan sẽ lấp đầy chính xác thể tích V1′V'_1 của phần chìm trong băng.

Trong trường hợp của chúng ta, thể tích nước tạo thành khi băng tan là như nhau, nhưng thể tích

Tờ 56

tr. 54Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

54

Năm 1962, có rất nhiều sinh viên vào Khoa Toán Quốc tế của Đại học Tổng hợp Moscow gặp phải vấn đề như vậy.

Bài toán 1. Trong tam giác ABCD, đường cao AK đi qua điểm K của giao điểm các đường cao đáy BCD, các cạnh AB và AC phân bố lại cho nhau. Tìm tỉ số diện tích của các đường biên bên ADB và ADC, nếu AB=b, AC=c.

Sự phát triển mới này nằm ngoài tầm hiểu biết của hầu hết học sinh. Tại sao? bài toán có thực sự khó đến vậy không? Chúng tôi khuyên bạn nên tự suy nghĩ về vấn đề này và các vấn đề cạnh tranh danh dự khác sẽ được xem xét ở đây, và nếu bạn gặp khó khăn, chúng ta sẽ cùng nhau cố gắng hiểu nguyên tắc thất bại.

Nhiều người dường như đã quyết định rằng mọi thứ đều phụ thuộc vào những tính toán thông minh, bởi vì họ đã quen với việc giải hầu hết các phép tính bài toán ở trường. Trong khi đó, phép xoắn bài toán “chỉ” để chứng minh rằng AD⊥AB, AD⊥AC, rồi mọi chuyện đều đơn giản:

SΔADB=12AD⋅AB=12AD⋅b,S_{\Delta ADB} = \frac{1}{2} AD \cdot AB = \frac{1}{2} AD \cdot b,

SΔADC=12AD⋅AC=12AD⋅c,S_{\Delta ADC} = \frac{1}{2} AD \cdot AC = \frac{1}{2} AD \cdot c,

SΔADBSΔADC=bc.\frac{S_{\Delta ADB}}{S_{\Delta ADC}} = \frac{b}{c}.

Do đó, điều chính trong bài toán là bằng chứng của một thực tế, như chúng ta sẽ thấy, dựa trên phần quan trọng của phép đo lập thể “Đường thẳng và mặt phẳng”. Chúng ta sẽ quay lại ví dụ của chúng ta sau. Và bây giờ hãy để tôi nhấn mạnh rằng nguyên nhân dẫn đến nhiều thất bại trong phép đo lập thể là do việc đánh giá thấp phần “Đường thẳng và mặt phẳng”. Các định lý của phần này thường được dạy theo công thức và không cố định trên lời giải một số lượng đủ máy chủ lập thể bài toán. Trong khi đó, lời giải lập thể bài toán hầu như luôn dựa trên các định lý biểu thị mối quan hệ giữa đường thẳng và mặt phẳng: tính song song và tính lặp lại, góc và khoảng cách, thuộc về và giao nhau. Sẽ rất hữu ích nếu trong khi phân tích lời giải của chúng tôi, bạn nhận thấy những nơi áp dụng định lý này hoặc định lý kia và hình thành rõ ràng từng định lý đó.

Chúng ta hãy xét mối quan hệ tiền tiền tố của đường thẳng và mặt phẳng, hệ thức này đóng vai trò quyết định trong bài toán đầu tiên và trong nhiều bài toán khác. Định lý này được nhiều người biết đến.

Định lý 1. Nếu đường thẳng h tiền tỉ lệ với hai đường thẳng m và n theo mặt phẳng P đi qua giao điểm K của h với mặt phẳng P thì đường thẳng h tiền tỉ lệ với mọi đường thẳng thuộc mặt phẳng P đi qua K.

Tờ 59

tr. 57Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

57

Mặt phẳng PP sẽ không thay đổi nếu mặt phẳng PP được thay thế bằng mặt phẳng P′∥PP' \parallel P (Hình 5).

Thật vậy, hình A1D1C1B1A2D2C2B2A_1D_1C_1B_1A_2D_2C_2B_2 là một hình lăng trụ chữ nhật và hai hình chiếu của tứ giác (A1B1C1D1(A_1B_1C_1D_1 và A2B2C2D2)A_2B_2C_2D_2) là các đáy bằng nhau của nó. Do đó, các hình chiếu của tứ giác ABCDABCD vẫn là hình vuông tính từ cạnh aa, nếu chúng ta giả sử rằng các mặt phẳng Q′Q' và Q′′Q'', mỗi mặt phẳng song song với chính nó, cắt nhau tại điểm AA. Điều này sẽ đơn giản hóa việc vẽ và tính toán.

  1. Nếu hình chiếu của tứ giác ABCDABCD là hình vuông thì bản thân tứ giác ABCDABCD là hình bình hành.

Điều này xuất phát từ thực tế là mặt phẳng ADD1A1ADD_1A_1 (Hình 5) song song với mặt phẳng BCC1B1BCC_1B_1 (A1D1∥B1C1(A_1D_1 \parallel B_1C_1 và AA1∥BB1)AA_1 \parallel BB_1), và trong trường hợp này là AD∥BCAD \parallel BC; tương tự như AB∥DCAB \parallel DC.

  1. Theo điều kiện AB′=AB′′=aAB' = AB'' = a. Chúng ta hãy vẽ mặt phẳng BB′B′′B′′′BB'B''B''' qua các đường vuông góc chiếu BB′BB' và BB′′BB'' (Hình 4). Mặt phẳng này vuông góc với cả mặt phẳng Q′Q' và mặt phẳng Q′′Q'' (theo định lý nào?).

Do đó, đường thẳng ll vuông góc với các mặt phẳng BB′B′′B′′′BB'B''B''' và ⇒B′B′′B′′′=90∘\Rightarrow B'B''B''' = 90^\circ (các mặt phẳng Q′Q' và Q′′Q'' vuông góc). Do đó, BB′B′′B′′′BB'B''B''' là hình chữ nhật. Nhưng tam giác vuông ABB′ABB' bằng tam giác ABB′′ABB'' (hãy nhớ rằng AB′=AB′′=aAB' = AB'' = a), vì vậy BB′=BB′′BB' = BB'' và do đó,

BB′=B′B′′BB' = B'B''

Tương tự, người ta chứng minh rằng

DD′=D′D′′DD' = D'D''

(bất kể điểm DD được đặt như thế nào so với mặt phẳng Q′Q' và Q′′Q'').

Trên cơ sở này, cuối cùng chúng tôi thực hiện một số tính toán.

TÍNH TOÁN. Vì theo điều kiện có AB=a25AB = \frac{a}{2}\sqrt{5} và AB′=aAB' = a nên B′B′′=BB′=(a25)2−a2=a2B'B'' = BB' = \sqrt{\left(\frac{a}{2}\sqrt{5}\right)^2 - a^2} = \frac{a}{2}. Do đó, trong một tam giác vuông, AB′AB' sẽ không thay đổi nếu mặt phẳng là P′∥PP' \parallel P (Hình 5).

Cơm. 5.

hình vuông AB′B′′′AB'B''' được thực thi tương ứng với: B′B′′′=12AB′B'B''' = \frac{1}{2}AB' và ⇒B′AB′′′=30∘\Rightarrow B'AB''' = 30^\circ. Nhưng ⇒B′AD′=90∘\Rightarrow B'AD' = 90^\circ có nghĩa là ⇒D′AD′′′=60∘\Rightarrow D'AD''' = 60^\circ. Điều này có nghĩa là AD′=aAD' = a, chúng tôi tìm thấy

DD′=D′D′′=a32DD' = D'D'' = \frac{a\sqrt{3}}{2}

Và cuối cùng, từ tam giác vuông ADD′ADD' ta tìm được

AD=a2+(a32)2=a27AD = \sqrt{a^2 + \left(\frac{a\sqrt{3}}{2}\right)^2} = \frac{a}{2}\sqrt{7}

Vì ABCDABCD là hình bình hành nên chu vi của nó bằng

2(AB+AD)=a(5+7)2(AB + AD) = a(\sqrt{5} + \sqrt{7})

bài toán sau đây được thực hiện trong kỳ thi viết của Khoa Vật lý của Đại học quốc gia Moscow năm 1964.

Bài 4. Hai vòng Ax⊥ABAx \perp AB và By⊥ABBy \perp AB xuất phát từ hai đầu của đoạn AB=aAB = a và Ax⊥ByAx \perp By. Trên lutz AxAx có một đoạn AP=uAP = u, và trên lutz ByBy có một đoạn BQ=vBQ = v cây anh túc, đó là 2uv=a22uv = a^2. Chứng minh rằng việc xét từ giữa đoạn ABAB đến đường thẳng PQPQ bằng a2\frac{a}{2}.

Tờ 60

tr. 58Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

58

Nếu bạn nghĩ về điều kiện bài toán, bạn sẽ nhận thấy sự ngạc nhiên về việc chúng ta phải chứng minh. Trên thực tế, đoạn PQPQ (Hình 6) không chiếm một vị trí cố định, vì các đoạn AP=uAP=u và BQ=vBQ=v có thể thay đổi, miễn là 2uv=a22uv=a^2 không đổi. Chưa hết, khoảng cách từ giữa ABAB đến đoạn chuyển động PQPQ phải không đổi, cụ thể là a2\frac{a}{2}.

Đã giải quyết và e. Vì AB⊥APAB \perp AP, nên BP2=u2+a2BP^2=u^2+a^2. Nhưng BQ⊥ABBQ \perp AB và BQ⊥APBQ \perp AP (theo điều kiện), do đó, theo Định lý 2, đường thẳng BQBQ vuông góc với mặt phẳng ABPABP, và do đó BQ⊥BPBQ \perp BP, tức là △BQP\triangle BQP là đường thẳng và PQ2=BP2+BQ2=u2+a2+v2PQ^2=BP^2+BQ^2=u^2+a^2+v^2. Và vì 2uv=a22uv=a^2, nên PQ2=u2+2uv+v2=(u+v)2PQ^2=u^2+2uv+v^2=(u+v)^2, tức là PQ=u+vPQ=u+v.

Vì vậy, chúng tôi nhận thấy rằng nó luôn là PQ=BQ+APPQ=BQ+AP. Thực tế này, như chúng ta sẽ thấy, là lý do tại sao OK=AB2OK=\frac{AB}{2}. Để bị thuyết phục về điều này, chỉ cần nhìn kỹ vào Hình 6 và thấy không gian của nó. Nếu chúng ta cẩn thận tách các tam giác vuông OBQOBQ và OAPOAP khỏi hình và đặt chúng trong cùng một mặt phẳng với tam giác OPQOPQ, thì chúng ta có thể nhận thấy rằng hỗn hợp tam giác của OBQOBQ và OAPOAP (Hình 7, a) hóa ra bằng tam giác OPQOPQ (Hình 7, b) chính xác là vì PQ=PA+BQPQ=PA+BQ. Điều này chứng tỏ rằng OK=a2OK=\frac{a}{2}.

Nhiệm vụ. 5. (MSU, cơ chế, 1971). Tất cả các mặt của một paramid hình tam giác đều là những tam giác đều bằng nhau và chiều cao của paramid trùng với chiều cao của một trong các mặt bên của nó. Tìm một đối tượng paramid nếu khoảng cách giữa các cạnh lớn nhất bằng một.

Đã giải quyết và e. Đặt ABCDABCD là paramid đã cho (Hình 8), trong đó, theo các điều kiện, AB=AC=BD=CDAB=AC=BD=CD và AD=BCAD=BC (không khó để chỉ ra rằng chính xác hai cạnh đối diện của paramid phải bằng đáy của một tam giác đều). Chúng ta hãy biểu thị độ dài của chiều cao DKDK của paramid bằng hh (chúng ta chưa biết điểm KK nằm ở đâu). Trước hết, chúng ta phải tìm ra cạnh nào của paramid sẽ lớn nhất và chiều cao của paramid nằm ở cạnh nào.

Chiều cao của paramid không thể nằm ở mặt ADCADC hoặc ở mặt ABDABD bằng nó, vì chiều cao tương tự của mặt kia sẽ lớn hơn hh (chiều dài của mặt nghiêng lớn hơn chiều dài của đường vuông góc). Do đó, chiều cao của paramid DKDK phải nằm ở mặt BDCBDC, và do đó DK⊥AKDK \perp AK.

Tờ 61

tr. 59Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

59

Cơm. 9.

Nhưng theo điều kiện DK=AK=hDK=AK=h, do đó AD=BC=h2AD=BC=h\sqrt{2}, KC=h22KC=\frac{h}{2}\sqrt{2} và DC=h2+(h22)2=h32DC=\sqrt{h^2+\left(\frac{h}{2}\sqrt{2}\right)^2}=h\sqrt{\frac{3}{2}}.

Vì vậy, các cạnh ADAD và BCBC lớn hơn các cạnh ABAB, ACAC, BDBD, CDCD. Chúng ta hãy thả một đường vuông góc từ điểm KK đến cạnh AD:KM⊥ADAD:KM \perp AD. Một lần BC⊥DKBC \perp DK và BC⊥AKBC \perp AK, sau đó BC⊥KMBC \perp KM. Do đó, KMKM là đường vuông góc chung của các cạnh ADAD và BCBC, và theo giả định nó bằng 1; nhưng trong tam giác vuông cân ADKADK các đẳng thức KM=12AD=h22KM=\frac{1}{2}AD=\frac{h}{2}\sqrt{2} thỏa mãn, do đó 12h2=1\frac{1}{2}h\sqrt{2}=1, h=2h=\sqrt{2}.

Bài toán 6. (MSU, Cơ học và Toán học, 1965). Trong tam giác paramid SABCSABC các đường thẳng ở đỉnh SS là đường thẳng. Chứng minh rằng đỉnh SS, điểm GG giao nhau của các đường trung tuyến đáy ABCABC và tâm OO của quả cầu ngoại tiếp cùng thuộc một đường thẳng.

Lời giải. Điểm PP (Hình 9) là tâm của đường tròn ngoại tiếp tam giác ABCABC, vì AP=PCAP=PC, ⇒ASC=90∘\Rightarrow ASC=90^\circ. Đường thẳng nối tâm quả bóng với tâm của đường tròn tiết diện vuông góc với mặt phẳng tiết diện, tức là PO⊥ACSPO \perp ACS. Tương tự như QO⊥BCSQO \perp BCS. Nhưng SB⊥ACSSB \perp ACS và AS⊥BCSAS \perp BCS, bởi vì tất cả các đường thẳng ở đỉnh SS đều thẳng. Điều này có nghĩa là PO∥SBPO \parallel SB và các điểm P,O,SP, O, S và BB nằm trong cùng một mặt phẳng, cũng như OQ∥ASOQ \parallel AS và các điểm O,Q,AO, Q, A nằm trong cùng một mặt phẳng. Các mặt phẳng này có hai điểm chung (không trùng nhau) SS và OO nên đường thẳng SOSO là giao điểm của các mặt phẳng này. Trong mặt phẳng thứ nhất là đường trung tuyến BPBP, và trong mặt phẳng thứ hai - đường trung bình AQAQ, do đó, điểm GG giao điểm của các đường trung tuyến nằm trong cả hai mặt phẳng, tức là trên đường thẳng SOSO của giao điểm của các mặt phẳng, và đây là điều cần phải chứng minh.

Bài tập

  1. Chứng minh định lý về ba đường vuông góc dựa trên Định lý 2.
  2. Chứng minh rằng mọi đường thẳng tam giác đều và mọi đường thẳng có góc vuông tại đỉnh đều là đường trực tâm.
  3. (MSU, Cơ học và Toán học, 1969). Các hình chiếu thẳng của tam giác ABCABC lên hai mặt phẳng vuông góc với nhau là các tam giác đều có cạnh bằng 1. Tìm chu vi của tam giác ABCABC nếu biết rằng AB=125AB=\frac{1}{2}\sqrt{5}.
  4. (MSU, Cơ học và Toán học, 1970). Một đoạn ABAB có độ dài đơn vị, là dây cung của hình cầu có bán kính 1, nằm ở một góc π/3π/3 với đường kính CDCD của hình cầu này. Khoảng cách từ đầu CC của đường kính đến đầu AA gần nhất của dây cung là 2\sqrt{2}. Xác định kích thước của đoạn BDBD.
  5. (MSU, Cơ học và Toán học, 1971). Đáy của một paramid tứ giác là một hình vuông và tất cả các mặt bên đều là hình tam giác vuông, trong đó các đỉnh của góc vuông nằm trên đáy của paramid. Tìm thể tích của paramid nếu chiều cao của nó bằng một và một trong các góc hai chiều ở đỉnh là 120∘120^\circ.
  6. (Khoa Vật lý, Đại học Tổng hợp Matxcova, 1970). Trong tam giác paramid SABCSABC tất cả các cạnh đều bằng nhau. Ở cạnh SASA chúng ta lấy điểm MM sao cho SM=MASM=MA, trên cạnh SBSB chúng ta lấy điểm NN sao cho SN=SB/3SN=SB/3. Qua các điểm MM và NN, vẽ một mặt phẳng song song với các đường trung tuyến ABCABC. Tìm tỷ lệ thể tích của một paramid hình tam giác, bị cắt khỏi mặt phẳng được vẽ ban đầu, với thể tích của paramid SABCSABC.
  7. Ba gương tạo thành một góc tam giác, tất cả các góc hai chiều đều là góc vuông. Chứng tỏ rằng tia sáng tạo thành tam giác này dọc theo đường thẳng ll, sau khi phản xạ từ các mặt gương sẽ đi dọc theo đường thẳng song song với ll.
  8. Dựng một đoạn có độ dài cho trước, song song với một mặt phẳng cho trước và các đầu của đoạn đó phải nằm trên hai đường thẳng cắt nhau.

Tờ 62

tr. 60Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

60

CÁC LỰA CHỌN THI ĐẦU VÀO
TRONG TOÁN 1971

Đại học quốc gia Moscow
được đặt theo tên của M.V. Lomonosov

Khoa Cơ học và Toán học

  1. Giải phương trình:
    x2log⁡3(x2)−(2x2+3)log⁡9(2x+3)=3log⁡3(x2x+3).x^2 \log_3(x^2) - (2x^2 + 3) \log_9(2x + 3) = 3 \log_3\left(\frac{x}{2x + 3}\right).
  2. Tìm tất cả xx từ đoạn 0≤x≤π0 \leq x \leq \pi thỏa mãn bất đẳng thức
    sin⁡2x+sin⁡x−2cos⁡x<12.\sin 2x + \sin x - \sqrt{2} \cos x < \frac{1}{\sqrt{2}}.
  3. Các mặt bên của hình chóp tứ giác là các hình tam giác đều bằng nhau, ở đáy hình chóp là một hình thoi, một đường chéo dài gấp đôi đường chéo kia. Tìm thể tích VV của hình chóp nếu biết diện tích bề mặt bên là 6, cạnh bên ở giữa có hai cạnh tạo thành một góc tù.
  4. Tìm tất cả các giá trị của α\alpha mà hệ bất phương trình
    {x2+4x+3≤α,x2−2x≤3−6α\begin{cases} x^2 + 4x + 3 \leq \alpha, \\ x^2 - 2x \leq 3 - 6\alpha \end{cases}
    có một lời giải.
  5. Một đường tròn có thể nội tiếp trong tứ giác ABCDABCD và có thể vẽ một đường tròn xung quanh nó. Đường chéo ACAC chia diện tích của hình tứ giác làm đôi. Tìm độ dài đường chéo BDBD nếu bán kính của hình tròn nội tiếp là rr và chu vi của tứ giác là pp.

Khoa Ngôn ngữ học kết cấu và ứng dụng, Khoa Ngữ văn

  1. Bốn nhà ngôn ngữ học (mỗi nhà riêng biệt) đang tham gia xử lý văn bản toán học. Mỗi người trong số họ làm việc với sự ngẫu nhiên liên tục. Nếu ba phần đầu tiên hoạt động trong một giờ và phần thứ tư trong hai giờ, thì họ sẽ cùng nhau xử lý 26 trang văn bản. Nếu cái thứ ba hoạt động trong hai giờ và cái còn lại trong một giờ, thì 32 trang văn bản sẽ được xử lý. Nếu cái thứ hai hoạt động trong hai giờ và cái khác hoạt động trong một giờ, thì 40 trang văn bản sẽ được xử lý. Có bao nhiêu trang văn bản sẽ được xử lý nếu trang đầu tiên chạy trong ba giờ, trang thứ hai trong năm giờ và trang thứ ba trong bảy giờ?
  2. Cạnh dài của hình chữ nhật là dd. Một hình tròn được vẽ có tâm ở một trong các đỉnh của hình chữ nhật và bán kính bằng cạnh ngắn hơn của nó. Phần chung với hình tròn thu được sẽ bị xóa khỏi hình chữ nhật.
    Tại giá trị nào của chiều dài nhỏ hơn cạnh thì diện tích phần còn lại sẽ lớn nhất?
  3. Xác định có bao nhiêu số nguyên lời giải có bất đẳng thức
    (n2−2)(n2−22)(n2−52)(n2−152)<0.(n^2 - 2)(n^2 - 22)(n^2 - 52)(n^2 - 152) < 0.
  4. Xác định xem aa bất đẳng thức log⁡a(a+1)(∣x∣+4)>1\log_{a(a+1)}(|x|+4) > 1 đúng với mọi số thực xx.
  5. Trung bình cộng của các số phức zz tìm tất cả những số phức
    log⁡2(1+∣z2−i∣)+log⁡161(1+∣z2+i∣)4=0.\log_2(1 + |z^2 - i|) + \log_{16}\frac{1}{(1 + |z^2 + i|)^4} = 0.
  6. Khám phá và giải hệ phương trình:
    {x7y31=a,x2y9=b.\begin{cases} x^7y^{31} = a, \\ x^2y^9 = b. \end{cases}
  7. Chứng minh rằng nếu pp và qq là số nguyên và p2−7q2=2pqp^2 - 7q^2 = 2pq thì p=q=0p=q=0.

Tờ 63

không đánh sốChép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

Viện năng lượng Moscow

Khoa Kỹ thuật Điện tử

  1. Rút gọn biểu thức:
    (a+x)−12+(a−x)−12(a+x)−12−(a−x)−12,\frac{(a+x)^{-\frac{1}{2}}+(a-x)^{-\frac{1}{2}}}{(a+x)^{-\frac{1}{2}}-(a-x)^{-\frac{1}{2}}},
    nếu x=2abb2+1x = \frac{2ab}{b^2+1} và a>0,b>1a > 0, b > 1.

  2. Giải phương trình:
    1lg⁡x+2lg⁡10x+3lg⁡100x=0.\frac{1}{\lg x} + \frac{2}{\lg 10x} + \frac{3}{\lg 100x} = 0.

  3. Tính toán:
    (tg30∘+tg40∘+tg50∘+tg60∘)sec⁡200∘ctg330∘.(tg 30^\circ+tg 40^\circ+tg 50^\circ+tg 60^\circ) \sec 200^\circ \text{ctg} 330^\circ.

  4. Giải phương trình:
    4sin⁡2x+3tg2x=1.4 \sin^2 x+3 \tg^2 x=1.

  5. Tổng bề mặt của paramid tứ giác bên phải bằng SS và góc phẳng tại đỉnh bằng α\alpha. Tìm thể tích của paramid.

Khoa Cơ Điện

  1. Rút gọn biểu thức:
    [x+xyxx−yx+(x−y)3+2x32+y323x2+3yxy]−2×(x2+xy−2y2)−1.\left[ \frac{x+\sqrt{xy}}{x\sqrt{x}-y\sqrt{x}} + \frac{(\sqrt{x}-\sqrt{y})^3+2x^{\frac{3}{2}}+y^{\frac{3}{2}}}{3x^2+3y\sqrt{xy}} \right]^{-2} \times (x^2+xy-2y^2)^{-1}.

  2. Giải hệ phương trình:
    {lgx+lgy=lg(x+y),lg(8−y)+lg(8+y)=2lgx.\begin{cases} lg x+lg y = lg (x+y), \\ lg (\sqrt{8}-y)+lg (\sqrt{8}+y) = 2 lg x. \end{cases}

  3. Rút gọn về dạng logarit thuận tiện:
    tgα−1+sin⁡α−sin⁡αtgα+cos⁡2α.tg \alpha - 1+\sin \alpha - \sin \alpha tg \alpha +\cos^2 \alpha.

  4. Giải phương trình:
    4sin⁡xsin⁡2xsin⁡3x=sin⁡4x.4 \sin x \sin 2x \sin 3x=\sin 4x.

  5. Trong một hình bình hành hình chữ nhật, giao điểm của đường chéo đáy dưới với điểm giữa của cạnh bên bằng một đoạn có chiều dài mm. Đoạn này tạo thành một góc α\alpha với đáy của hình song song và một góc 2α2\alpha với đường biên bên. Tìm thể tích của hình song song đó.

Học viện sư phạm bang Kuibyshev

Bộ môn Toán Khoa Vật lý-Khoa

  1. Một tam giác lượng giác có cạnh huyền cc và một góc nhọn α\alpha đóng vai trò là đáy của paramid. Mặt bên của nó đi qua cạnh huyền thì vuông góc với đáy, hai mặt bên còn lại nghiêng với nó một góc β\beta. Tìm thể tích của paramid.

  2. Người lái máy kéo đã cày ba thửa ruộng. Diện tích mảnh đất thứ nhất bằng 2/5 diện tích của cả ba mảnh đất, diện tích mảnh đất thứ hai liên hệ với diện tích mảnh đất thứ ba là 11/2:11/31^{1/2}:1^{1/3}. Có bao nhiêu hector trong mỗi phần, nếu phần thứ ba nhỏ hơn phần thứ nhất 16 2a2a?

  3. Giải bất đẳng thức:
    (x−3)2x2−7x>1.(x-3)^{2x^2-7x}>1.

  4. Giải phương trình:
    tgx+ctgx=42cos⁡2x.tg x+ctg x=4\sqrt{2} \cos 2x.

Khoa Vật lý, Khoa Vật lý

  1. Một hình vuông có cạnh bằng aa được nội tiếp ở đáy của một hình nón tròn bên phải. Một mặt phẳng đi qua đỉnh của hình nón và một trong các cạnh của hình vuông này tạo ra một tam giác có tiết diện với bề mặt của hình nón, góc ở đỉnh của nó bằng α\alpha. Xác định thể tích của hình nón.

  2. Tàu bị trễ ở semaphore 16 phút và gặp phải một vụ nổ 80 kl trên đoạn đường, chạy với tốc độ cao hơn 10 km/h so với dự kiến ​​theo lịch trình. Tốc độ dự kiến ​​của tàu là bao nhiêu?

  3. Giải phương trình:
    tg2x+ctgx=8cos⁡2x.tg 2x+ctg x=8 \cos^2 x.

  4. Giải bất đẳng thức:
    log⁡23−2x1−x>1.\log_2 \frac{3-2x}{1-x}>1.

Tờ 64

tr. 62Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

62

Lời giải bài toán trong tĩnh điện
(Định luật Coulomb. Cường độ điện trường)

G. Vâng. Myakishev

Các bài toán về tĩnh điện thường được đưa ra trong các kỳ thi tuyển sinh. Hơn nữa, chúng rất khác nhau về phương pháp lời giải.

Các bài toán về tĩnh điện (chẳng hạn như các bài toán về cơ học và vật lý phân tử) có thể gây ra những khó khăn bổ sung liên quan đến việc sử dụng các hệ đơn vị khác nhau. Cùng với hệ SI, hệ đơn vị tuyệt đối tiếp tục được sử dụng trong tĩnh điện. Các hệ thống khác nhau là các công thức cơ bản được sử dụng cho lời giải bài toán có các hệ số, độ lớn và kích thước nhượng bộ tuyệt vời. Hơn nữa, trong hệ tĩnh điện tuyệt đối SGSE, các hệ số của công thức tĩnh điện có dạng đơn giản nhất. Vì vậy, việc giải quyết tĩnh điện bài toán trong hệ thống này sẽ thuận tiện hơn.

định luật Coulomb

Nhóm đầu tiên bài toán gắn liền với việc áp dụng định luật Coulomb vào trường hợp không có tổng thống.

Trong một môi trường đồng nhất có hằng số điện môi ε\varepsilon, hai vật chính xác mang điện tích q1q_1 và q2q_2 ở khoảng cách RR tương tác với một lực

F=kq1q2εR2.F = k \frac{q_1 q_2}{\varepsilon R^2}.

(1)

Trong hệ thống SGSE k=1k=1 và trong hệ SI k=14πε0k = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0}, trong đó ε0=14π⋅109=8.85×10−12ϕM\varepsilon_0 = \frac{1}{4\pi \cdot 10^9} = 8.85 \times 10^{-12} \frac{\phi}{M} là hằng số điện.

Đơn vị điện tích SI, coulomb, chứa 3⋅1093 \cdot 10^9 đơn vị điện tích SGSE.

Lực Coulomb được định hướng dọc theo các đường nối các điện tích

62

Cơm. 1

Tờ 65

tr. 63Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

63

vì nó nằm đối diện một góc 30°. Cạnh DE của tam giác ADE là l4\frac{l}{4}. Bên AC=2AE=2l24−l216=l32AC = 2AE = 2\sqrt{\frac{l^2}{4} - \frac{l^2}{16}} = \frac{l\sqrt{3}}{2}.

Trên mỗi quả bóng từ phía tác động lân cận có một lực F1=4q23l2F_1 = \frac{4q^2}{3l^2} (Hình 2). Lực do hai quả bóng bất kỳ tác dụng lên quả thứ ba là

F=2F1cos⁡α=4q2l23.F = 2F_1 \cos \alpha = \frac{4q^2}{l^2\sqrt{3}}.

Quả bóng ở trạng thái cân bằng khi thành phần nằm ngang của lực căng chỉ là T′=Tsin⁡α=FT' = T\sin \alpha = F và thành phần thẳng đứng là T′′=Tcos⁡α=mgT'' = T\cos \alpha = mg (Hình 1). Do đó có đơn vị tgα=Fmgtg \alpha = \frac{F}{mg} và q=l2mg≈100q = \frac{l}{2}\sqrt{mg} \approx 100. SGSE.

Khi lời giải bài toán theo định luật Coulomb, phải nhớ rằng định luật này liên quan đến sự tương tác của các vật tích điện chính xác và không áp dụng được cho các vật có hình dạng tùy ý. Các vật thể có thể được coi là chính xác trong trường hợp kích thước hình học của chúng nhỏ hơn đáng kể so với khoảng cách giữa chúng. Vì vậy, khi tính lực tương tác giữa hai vật, một hoặc cả hai vật không chính xác, bạn cần nhẩm chia vật lớn thành các vật nhỏ để mỗi phần tử có thể coi là một điện tích chính xác.

Cơm. 2.

Cơm. 3.

Bài 2. Một sợi dây mỏng có bán kính RR mang điện tích qq. Ở giữa vòng có một điện tích cùng tên như qq, QQ và Q≫qQ \gg q. Xác định lực kéo của cọc.

Vì Q≫qQ \gg q, sự tương tác giữa các phần tử riêng lẻ của vòng có thể bị bỏ qua. Chúng ta hãy chọn một phần tử vòng nhỏ có chiều dài RαR\alpha (Hình 3). Các cạnh của điện tích QQ tác dụng lên nó bởi một lực F=QΔqR2F = \frac{Q\Delta q}{R^2}, trong đó Δq=qα2π\Delta q = \frac{q\alpha}{2\pi}.

Lực căng của vòng TT được cân bằng bởi FF. Từ điều kiện cân bằng, xét rằng α\alpha nhỏ, ta có F=2Tsin⁡α2=TαF = 2T \sin \frac{\alpha}{2} = T\alpha.

Lực căng cần thiết là T=Qq2πR2T = \frac{Qq}{2\pi R^2}.

Vấn đề đã được giải quyết trong hệ thống SGSE. Trong hệ SI

T=Qq8π2ε0R2.T = \frac{Qq}{8\pi^2\varepsilon_0 R^2}.

Tờ 66

tr. 64Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

64

Điện áp điện trường

Tương tác giữa các vật tích điện đứng yên được thực hiện thông qua điện trường. Đặc tính định lượng của nó là vectơ điện áp E(x,y,z)E(x, y, z), là tỷ lệ giữa lực tác dụng lên điện tích và độ lớn của điện tích này. Lực tác dụng lên điện tích qq bằng ∗*)

F=qE.(2)F = qE. \tag{2}

Khi lời giải bài toán để tính điện áp điện trường, trước tiên cần xác định chính xác điện áp trường của điện tích. Nó bằng nhau

E=qεR2 в системе СГСЭ,(3)E = \frac{q}{\varepsilon R^2} \text{ в системе } \text{СГСЭ}, \tag{3}

E=q4πε0εR2 в системе СИ.E = \frac{q}{4\pi\varepsilon_0\varepsilon R^2} \text{ в системе } \text{СИ}.

Nếu có một tập hợp các điện tích chính xác thì điện áp trường bằng tổng hình học của các điện áp được tạo ra bởi các điện tích riêng lẻ.

Để tính điện áp trường của một vật tích điện có kích thước hữu hạn, nó phải được chia thành các phần tử riêng lẻ và điện áp mong muốn phải được tính bằng tổng hình học của các lực căng do tất cả các phần tử tạo ra. Nhưng chỉ trong trường hợp đối xứng đơn giản trong sự phân bố điện tích trên cơ thể bài toán thì điện áp mới được xác định

*) Công thức (2) luôn đơn giản, nhưng sự hiểu biết vật lý về lực FF có những điểm cần nhấn mạnh. Điện trường tác dụng lên các vật tích điện, truyền gia tốc cho chúng hoặc bù đắp cho các lực khác nếu các vật đó không được cung cấp điện. Nhưng bản thân các cáo buộc không hành động trên sân bằng bất kỳ lực lượng nào; họ chỉ tạo ra nó. Điện trường không phải là một vật chịu sự điều chỉnh của cơ học Newton, và do đó, lực (2) không phải là lực theo nghĩa của cơ học Newton. Trong phương trình chuyển động (định luật II Newton) nó đóng vai trò giống như các lực cơ học thông thường: trọng lực, độ đàn hồi, ma sát. Nhưng định luật thứ ba của Newton hoàn toàn không áp dụng cho nó.

đủ đơn giản. Ví dụ, nếu điện tích phân bố đối xứng trên quả cầu thì cường độ trường ngoài được xác định theo công thức (3). Hơn nữa, dưới RR người ta phải nhớ khoảng cách từ tâm hình cầu chứ không phải từ bề mặt của nó. Một bằng chứng cơ bản và tương ứng không mấy chặt chẽ về điều này được đưa ra trong sách giáo khoa mới “Vật lý. 9” của B. B. Bukhovtsev, Yu. L. Klimontovich, G. Ya. Myakishev. Ở đó, bạn cũng có thể thấy cách suy ra công thức tính cường độ trường của mặt phẳng tích điện vô tận với mật độ bề mặt điện tích σ\sigma:

E=2πσε(СГСЭ) илиE = \frac{2\pi\sigma}{\varepsilon} \left( \text{СГСЭ} \right) \text{ или}

E=σ2ε0ε(СИ).(4)E = \frac{\sigma}{2\varepsilon_0\varepsilon} \left( \text{СИ} \right). \tag{4}

Bài 3. Suy ra công thức (4), dựa trên thực tế là trường đơn trong một tụ điện phẳng là tổng các trường được tạo ra bởi điện tích của cả hai bản và điện dung của nó là C=εS4πdC = \frac{\varepsilon S}{4\pi d}, trong đó SS là diện tích các bản, dd là khoảng cách giữa chúng.

Trường của các bản tích điện dương và âm của tụ điện khác nhau và rất đáng kể; Hơn nữa, bên trong tụ điện chúng cộng lại, và bên ngoài tụ điện chúng bù trừ cho nhau. Như vậy, E=2E1=JdE = 2E_1 = \frac{J}{d}, ở đây E1E_1 là trường của một tấm, UU là hiệu điện thế giữa chúng. Lần lượt

U=qC=4πqdεS=4πdε(так как σ=qS),U = \frac{q}{C} = \frac{4\pi qd}{\varepsilon S} = \frac{4\pi d}{\varepsilon} \left( \text{так как } \sigma = \frac{q}{S} \right),

Ở đâu

E1=2πσε.E_1 = \frac{2\pi\sigma}{\varepsilon}.

Một điện trường đều giữa các bản tích điện được tạo ra bởi các hạt trong trường đó chuyển động giống như các vật thể thông thường dưới tác dụng của trọng lực gần Trái đất. Sự khác biệt là

Tờ 67

tr. 65Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

65

chỉ có điều Trái đất truyền cùng một gia tốc g≈980 cm/sek2g \approx 980 \text{ cm/sek}^2 cho mọi vật thể và gia tốc của một hạt trong điện trường phụ thuộc vào tỷ số điện tích trên khối lượng:

a=qmE.a = \frac{q}{m} E.

(5)

Bài tập 4. Một nhà toán học vẽ một quả cầu có khối lượng m=1m=1 e, treo trên một sợi tơ có chiều dài l=36l=36 cm. Chu kỳ của ma trận bình sẽ thay đổi như thế nào nếu truyền một điện tích dương hoặc âm cho quả bóng q=±20q=\pm 20 đơn vị. điện tích của SGSE, đặt ma trận trong một điện trường đều có hướng E=10E=10 đơn vị. hướng SGSE, hướng thẳng mận thẳng đứng xuống.

Không có điện trường thì chu kỳ của ma trận bình là T0=2πlg≈1,2T_0 = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g}} \approx 1,2 giây. Trong điện trường, gia tốc của ma trận sẽ bằng g+qmEg + \frac{q}{m} E. Kể từ đây,

T1=2πlg+qmE=2πlmgm+qE.T_1 = 2\pi \sqrt{\frac{l}{g + \frac{q}{m} E}} = 2\pi \sqrt{\frac{lm}{gm + qE}}.

Nếu q=+20q=+20 đơn vị. Sạc SGSE, sau đó T1≈1,1T_1 \approx 1,1 giây và T1−T0≈−0,1T_1-T_0 \approx -0,1 giây.

Trong trường hợp q<0q<0 T2≈1,35T_2 \approx 1,35 giây và T2−T0≈0,15T_2-T_0 \approx 0,15 giây.

Nhiệm vụ 5. Trong một điện trường mạnh đều, hướng EE trên một đường mận tại điểm 1 và 2, nằm cách nhau một khoảng l0l_0, tìm thấy một proton và một electron (Hình 4). Tốc độ ban đầu của người lái xe bằng không. Khoảng cách giữa các hạt sẽ là bao nhiêu sau thời gian tt sau khi bắt đầu chuyển động?

Chúng ta hãy chọn gốc tọa độ tại điểm 2, nơi đặt electron và lấy hướng của điện trường là hướng dương. Bỏ qua sự tương tác của các hạt với nhau (trường mạnh), có thể coi chuyển động của electron và proton có gia tốc như nhau. Khi đó, theo công thức động học nổi tiếng, tọa độ của proton tại thời điểm tt sẽ bằng

x1=l0+emπEτ22,x_1 = l_0 + \frac{e}{m_\pi} E \frac{\tau^2}{2},

trong đó ee là điện tích, mπm_\pi là khối lượng proton. Tọa độ điện tử

x2=−emπEτ22,x_2 = -\frac{e}{m_\pi} E \frac{\tau^2}{2},

trong đó mπm_\pi là khối lượng electron. Khoảng cách cần thiết

l=x1−x2=l0+eEτ22mπ+mπmπmπ≈≈l0+eEτ22mπ,l = x_1 - x_2 = l_0 + \frac{eE\tau^2}{2} \frac{m_\pi + m_\pi}{m_\pi m_\pi} \approx \approx l_0 + \frac{eE\tau^2}{2m_\pi},

kể từ mπ≫mπm_\pi \gg m_\pi.

Vật dẫn điện trong điện trường

Khi lời giải là số lớn bài toán, bạn cần biết chất dẫn điện hoạt động như thế nào trong trường tĩnh điện. Có thể chứng minh rằng hướng của trường bên trong dây dẫn bằng 0 và trên bề mặt của nó hướng vuông góc với dây dẫn. Điện tích bên trong dây dẫn cũng bằng không; tất cả đều tập trung trên bề mặt dây dẫn.

Điện tích bề mặt dày đặc nhất tại các điểm sắc nét, nơi độ cong của bề mặt là tối đa. Bạn có thể xác nhận điều này bằng hình ảnh bằng cách giải bài toán sau.

Bài 6. Hai quả cầu dẫn điện có bán kính rr và RR được nối với nhau bằng một dây dẫn dài. Tìm mối liên hệ của bề mặt với mặt phẳng điện tích của các quả bóng nếu hệ thống được cấp một điện tích nhất định.

Tờ 69

tr. 67Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

67

THI ĐẦU VÀO VẬT LÝ
TẠI KHOA VẬT LÝ MSU
NĂM 1971

A. V. Ustinova

Thẻ thi vật lý dành cho thí sinh vào Khoa Vật lý của Đại học quốc gia Mátxcơva có hai câu hỏi và một câu hỏi bài toán. Các câu hỏi và bài toán được cung cấp trong vé đều tương tự nhau để giúp người nộp đơn thể hiện tầm quan trọng của khóa học vật lý trong chương trình giảng dạy ở trường, sự hiểu biết về các hiện tượng vật lý và khả năng phát triển việc áp dụng các định luật vật lý cho lời giải cho bài toán. Trong kỳ thi do hai giám khảo thực hiện, người nộp đơn sẽ được hỏi thêm các câu hỏi và ví dụ. Hoàn thành đáp số cho tất cả các câu hỏi gợi ý và sửa lời giải bài toán và các ví dụ xứng đáng được điểm xuất sắc. Một bài toán chưa được giải quyết sẽ loại bỏ một điểm khỏi tổng điểm.

Dưới đây chúng tôi trình bày một số bài toán môn vật lý được đưa ra trong kỳ thi tuyển sinh tại Khoa Vật lý của Đại học Tổng hợp Moscow.

  1. Một quả cầu nhỏ nặng treo trên một sợi dây va chạm vào nhau theo phương thẳng đứng. Chứng minh rằng quả bóng không thể rơi nếu sợi dây không chịu được lực căng TT gấp 6 lần trọng lượng của quả bóng.

  2. Một thanh đồng chất có khối lượng mm và chiều dài ll va chạm với vận tốc góc ω\omega trong mặt phẳng nằm ngang quanh một trục thẳng đứng đi qua đầu thanh. Xác định lực căng TT trong thanh ở đoạn nằm cách trục va chạm một khoảng aa.

  3. Một quả bóng có khối lượng m1m_1, đang chuyển động với tốc độ vv, va chạm với một quả bóng có khối lượng m2m_2. Một tác động trung tâm tuyệt đối đàn hồi xảy ra. Tìm sự tương ứng giữa khối lượng m1m_1 và m2m_2 các quả bóng sau khi va chạm sẽ phân tán theo các hướng ngược nhau với vận tốc bằng giá trị tuyệt đối.

  4. Một vệ tinh có khối lượng m=1m=1 mm, bay ở độ cao h1=200h_1=200 kmkm tính từ bề mặt Trái đất theo quỹ đạo tròn. Dần dần, do tầng khí quyển phía trên bị hãm lại, bán kính quỹ đạo của vệ tinh giảm đi (trong trường hợp này, chúng ta có thể giả sử rằng quỹ đạo vẫn là hình tròn). Vệ tinh mất bao nhiêu năng lượng do bị hãm khi di chuyển vào quỹ đạo từ h2=180h_2=180 kmkm? Độ chính xác tính toán 5%.

  5. Một vật có khối lượng m=20m=20 kgkg bị kéo dọc theo một mặt phẳng nằm ngang với một lực F=120F=120 NN. Nếu lực này tác dụng vào vật một góc α1=60∘\alpha_1=60^\circ so với phương ngang thì vật sẽ chuyển động đều. Vật này sẽ chuyển động với gia tốc bằng bao nhiêu aa nếu cùng một lực tác dụng một góc α2=30∘\alpha_2=30^\circ so với đường chân trời? Chấp nhận g=10g=10 m/sec2m/sec^2; độ chính xác tính toán 10%.

Cơm. 1.

Tờ 70

tr. 68Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

68

Cơm. 2.

áp suất, truyền khí từ xi lanh này sang xi lanh khác có chênh lệch áp suất Δp≥80\Delta p \geq 80 cm·pm·cm. Một xi lanh chứa đầy khí, ở nhiệt độ t1=17∘t_1 = 17^\circ C có áp suất P=760P = 760 mm·pm·cm., trong xi lanh kia có chân không. Áp suất nào sẽ được thiết lập trong các bình nếu chúng được nung nóng đến nhiệt độ t2=109∘t_2 = 109^\circ C?

  1. Dòng điện II chạy qua một diode có các điện cực phẳng. Điện áp đèn UU. Với lực nào FF các điện cực chạm vào nó tác dụng lên cực dương của đèn, nếu chúng ta giả sử rằng tốc độ của chúng ở cực âm bằng 0? Tỷ lệ điện tích trên khối lượng của nó là em=λ\frac{e}{m} = \lambda.

  2. Hai cuộn dây (I và II-III) được quấn trên lõi sắt và cuộn thứ hai (II-III) có ba đầu cuối (xem Hình 2). Khi cuộn dây I nối vào mạng điện xoay chiều, điện áp ở phần II của cuộn dây thứ hai là U2=20U_2 = 20 θ\theta, và ở phần III - U5=100U_5 = 100 θ\theta. Nếu đầu cuối 2-2 được kết nối với cùng một mạng thì điện áp trên cuộn dây I sẽ là U1=13,3U_1 = 13,3 θ\theta. Cuộn dây tôi có N1=300N_1 = 300 vòng. Tìm số vòng N2N_2 và N3N_3 của đoạn II và III của cuộn dây thứ hai. Bỏ qua sự tiêu tán dòng chảy.

  3. Một bếp điện có hai cuộn dây có điện trở R1=10R_1 = 10 ohm và R2=20R_2 = 20 ohm. Với các cuộn dây nối song song, khi nối vào lưới điện, bếp nóng lên khoảng ΔT1=300∘\Delta T_1 = 300^\circ. Quá trình gia nhiệt tiếp tục dừng lại vì lượng nhiệt tỏa ra bằng với lượng nhiệt tỏa ra trên cuộn dây. Bếp sẽ nóng lên bao nhiêu độ (ΔT2\Delta T_2) nếu được nối vào cùng một mạng bằng các cuộn dây nối nối tiếp? Nhiệt hóa Q=k⋅ΔTQ = k \cdot \Delta T, trong đó k=constk = \text{const} và ΔT\Delta T là sự chênh lệch giữa nhiệt độ phòng và nhiệt độ bếp.

  4. Xác định bán kính RR của gương cầu lõm nếu cho ảnh thật nhỏ hơn vật m=2m = 2 lần và khoảng cách giữa vật và ảnh là d=0,75d = 0,75 m.

  5. Có một nguồn sáng chính xác ở khoảng cách d=10d = 10 cm từ màn hình. Hỏi độ sáng ở giữa màn thay đổi bao nhiêu lần kk nếu nguồn được di chuyển ra xa màn một khoảng 2d2d và một màn lõm có bán kính cong R=20R = 20 cm được đặt phía sau nguồn một khoảng dd từ nó? Hệ số phản xạ của màn là 1. Nguồn, tâm màn và tâm màn nằm trên cùng một đường thẳng.

VỀ SỰ TƯƠNG ĐỐI CỦA CHUYỂN ĐỘNG

Khi Huygens nghĩ về định luật tác động của các quả bóng, ông đã tiến rất gần đến một nguyên lý quan trọng của cơ học hiện đại - nguyên lý chuyển động tương đối, tức là sự độc lập của các định luật va chạm với chuyển động đều của hệ (chúng ta đang nói về nguyên lý Galileo, nhưng Galileo không sử dụng nó cho lời giải bài toán).

Giả sử rằng một thí nghiệm với stolnov gồm những quả bóng giống hệt nhau được thực hiện bởi một người đứng trên một chiếc thuyền trôi theo dòng mismo của một người khác đang đứng trên bờ (hình vẽ được lấy từ cuốn sách của W.I. Frankfurt và A.M. Frank “Christan Huygens”, M., nhà xuất bản của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô, 1962). Người trên thuyền chắp tay như thế này

rằng các quả bóng bắt đầu chuyển động đều với tốc độ bằng, chẳng hạn như ±v\pm v, trong đó vv là tốc độ của thuyền.

Quả bóng trong tay AA sẽ chuyển động so với vật thể quan sát được trên bờ trước khi va chạm, và quả bóng trong tay BB sẽ chuyển động so với vật thể quan sát được trên bờ với tốc độ 2v2v. Sau va chạm, các quả bóng poly sẽ thay đổi: quả bóng BB giữ nguyên và quả bóng AA sẽ chuyển động theo chuyển động của thuyền với tốc độ gấp đôi 2v2v. Như vậy, từ bài tập về tác động của các quả bóng giống nhau chuyển động về phía một quả bóng khác, lời giải bài toán suy ra về tác dụng của một vật đang chuyển động lên một vật ban đầu đứng yên.

Tờ 72

tr. 70Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

70

SÁCH MỚI

Bắt đầu từ số này, các biên tập viên sẽ cung cấp các chú thích một cách có hệ thống về những cuốn sách được xuất bản trong năm nay và được độc giả của chúng tôi quan tâm. Những cuốn sách sau sẽ được xuất bản vào quý 1 và quý 2 năm 1972. (Có thể gửi đơn đặt hàng đến địa chỉ: Moscow, K-50, Medvedeva St., 1, cửa hàng số 8 Moskovitsy, bộ phận “Sách qua thư”. Sách sẽ được gửi bằng tiền mặt khi giao hàng.)

TOÁN HỌC

Nhà xuất bản “Khoa học”

  1. S. G. Gindikn. Allebra loedica gặp vấn đề. (tập 18 tờ in, phát hành 50.000 bản, giá 77 kopecks)
    Cuốn sách mô tả chi tiết một số vấn đề của logic toán, bao gồm: đại số của mệnh đề, các phần tử của logic vị từ, các vấn đề toán học của lý thuyết mạch chuyển tiếp, logic xác suất.
    Tất cả tài liệu được trình bày được chia thành các chu kỳ bài toán, hoàn chỉnh với các giải thích, chỉ dẫn, câu trả lời cần thiết và trong một số trường hợp là giải pháp chi tiết.
    Hầu hết các câu hỏi được trình bày ở cấp độ dễ tiếp cận đối với học sinh lớp 9-10 ở các trường vật lý và toán học.
  2. V. A. Kretschmar. Bài tập Allebra. (In tập 21 tờ, phát hành 100.000 bản, giá 69 kopecks)
    Cuốn sách chứa bài toán độ khó tăng dần về đại số và lượng giác.
    Các nhiệm vụ đều có phụ đề, câu trả lời và trong hầu hết các trường hợp đều có giải pháp chi tiết. Tất cả các nhiệm vụ được hệ thống hóa thành các phần. Các thông tin lý thuyết cần thiết được cung cấp ở đầu mỗi phần.
    Trước hết, cuốn sách được thiết kế dành cho những người đã sẵn sàng cho các kỳ thi đại học đầy tính cạnh tranh.
  3. I. G. Bashmanov. Phương trình Diophantus và Diophantine. (In tập 3 tờ, phát hành 25.000 bản, giá 10 kopecks)
    Cuốn sách nhỏ kể chi tiết về công trình của một trong những nhà toán học vĩ đại nhất Hy Lạp - Diophantus.

Bằng các ví dụ cụ thể, tác giả trình bày các phương pháp của Diophantus ở hàng lời giải bài toán.
Nó cũng phác thảo một số khái niệm và phương pháp phân tích Diophantine hiện đại.
Cuốn sách nhỏ này dành cho nhiều đối tượng độc giả.

Nhà xuất bản “Mir”

  1. M. Người làm vườn. Câu đố toán học, nghịch lý, thợ kim hoàn, thủ thuật. (Quyển 25 tờ in, phát hành 100.000 bản, giá 1 chà. 47 kopecks)
    Cuốn sách này được viết bởi một nhà phổ biến khoa học nổi tiếng người Mỹ. Có lẽ bạn đã đọc cuốn sách trước đây của anh ấy, Câu đố toán học và trò vui.
    Bằng hình thức sinh động và hấp dẫn, tác giả kể nhiều điều thú vị từ nhiều ngành toán học khác nhau.
    Những người yêu thích câu đố sẽ có thể sử dụng sức mạnh của mình trong các nghịch lý lời giải và bài toán, cũng như thực hiện các thủ thuật toán học.
    Cuốn sách có thể tiếp cận được với nhiều đối tượng độc giả.
  2. L. Carroll. Câu chuyện về những nút thắt. (Quyển 23 tờ in, phát hành 150.000 bản, giá 1 chà. 15 kopecks)
    Tên tác giả cuốn sách này đã được nhiều độc giả biết đến. Các cuốn sách “Alice ở xứ sở thần tiên” và “Alice qua gương soi” của ông đã được xuất bản nhiều lần ở Liên Xô.
    Lần đầu tiên ở nước ta, cuốn sách mới xuất bản tất cả những câu đố và câu đố bài toán thú vị nhất dưới ngòi bút của nhà văn tuyệt vời này.
    Cuốn sách dành cho nhiều đối tượng độc giả.

Nhà xuất bản “Vyshaya Shkola”

  1. Tuyển tập bài toán môn toán dùng để thi các trường cao đẳng kỹ thuật.
    Ed. M. M. Skana trong i. (Số lượng 25 tờ in, phát hành 300.000 bản, giá 68 kopecks)
    Bộ sưu tập này là một hướng dẫn cho những người bước vào giáo dục đại học.
    Bộ sưu tập bao gồm hai phần: “Nhiệm vụ cho bài kiểm tra viết (giờ I) và bài toán cho bài kiểm tra vấn đáp và bài toán bổ sung (giờ II). Tổng cộng, bộ sưu tập chứa khoảng 5.000 bài toán.
    Tất cả bài toán phần của cây bút được chia thành ba nhóm tùy theo mức độ khó của chúng.
    Tất cả bài toán đều được cung cấp hướng dẫn hoặc giải pháp chi tiết.

Nhà xuất bản “Prosveshcheniye”

  1. W. Sawyer. Mở đầu cho toán học. (In tập 17 tờ, phát hành 40.000 bản, giá 70 kopecks)
    Cuốn sách của nhà toán học và nhà phổ biến khoa học nổi tiếng người Mỹ W. Sawyer giới thiệu đến người đọc những ý tưởng cơ bản của toán học hiện đại. Một cách sinh động và thú vị, tác giả nói về nhận thức của học sinh về tư duy toán học, về vẻ đẹp và sức mạnh của các phương pháp toán học cũng như về nguồn gốc của các xu hướng chính trong toán học.
    Bạn có thể đọc thêm về cuốn sách này trên tạp chí «Kvant» Số 1 năm 1972.
    Cuốn sách dành cho nhiều đối tượng độc giả.
    M. L. Smolyansky

Tờ 73

không đánh sốChép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

VẬT LÝ
Nhà xuất bản “Khoa học”

  1. K.V. Lyubimov, S.M. Novikov. Hãy làm quen với các mục đích điện tử. (In tập 5 tờ, phát hành 100.000 bản, giá 14 kopecks)
    Cuốn sách này chủ yếu dành cho giáo viên và học sinh lớp 6–8. Nó chứa khoảng 70 bài toán, lời giải sẽ giúp học sinh làm quen rộng rãi và sâu sắc với thiết kế và thành phần của các mục tiêu điện tử.

  2. F. S. Zavelsky. Thời gian và phép đo của nó. (In tập 12 tờ, phát hành 40.000 bản, giá 40 kopecks)
    Cuốn sách mô tả các phương pháp đo thời gian khác nhau và các loại đồng hồ tương ứng: mặt trời, lửa, nước, con lắc, phân tử.
    Nó cho thấy ở các thời đại khác nhau và liên quan đến sự phát triển của khoa học, khái niệm thời gian đã được đo lường và mở rộng như thế nào. Việc mô tả các phương pháp và dụng cụ đo thời gian được thực hiện cùng với khoảng cách của các khoa học và kỹ thuật khác nhau bài toán.
    Chúng gắn bó chặt chẽ với nhau đến mức sự mô tả như vậy ở một mức độ nào đó tương ứng với đời sống của chính khoa học. Câu chuyện về ý tưởng, phương pháp và công cụ - cổ xưa và hiện đại - được viết theo cách phổ biến và hấp dẫn. Cuốn sách dành cho nhiều đối tượng độc giả, bắt đầu từ học sinh lớp 7-8.

  3. V. G. Gorbachy. Vụ nổ vũ trụ. (In tập 12 tờ, phát hành 25.000 bản, giá 40 kopecks)
    Cuốn sách gắn liền với hiện tượng mạnh mẽ nhất của tự nhiên - quá trình bùng nổ trong không gian. Đầu tiên, tác giả nói về vụ nổ là gì và nó xảy ra như thế nào. Sau đó, ông dẫn dắt người đọc từ những ví dụ đơn giản hơn—các vụ nổ trong động cơ bên trong, v.v.—đến các vụ nổ trên Mặt trời, các vụ nổ sao và các vụ nổ trong nhân thiên hà và các chuẩn tinh.

Tác giả truy tìm vai trò của các vụ nổ trong sự ác độc của các ngôi sao và thiên hà. Đồng thời, cuốn sách nói về các phương pháp nghiên cứu.

Cuốn sách này được cung cấp cho nhiều đối tượng, kể cả học sinh trung học.

  1. M. M. Dagev. Quan sát bầu trời đầy sao. (In tập 8 tờ, phát hành 50.000 bản, giá 27 kopecks)
    Cuốn sách nói về việc định hướng trên bầu trời đầy sao và các nguyên tắc cơ bản về việc thay đổi điều kiện tầm nhìn của các chòm sao trong suốt cả năm. Các vật thể sáng nhất có thể quan sát được qua kính thiên văn nhỏ được mô tả. Các phương pháp quan sát đơn giản các hành tinh, Mặt trăng, các ngôi sao biến quang, thiên thạch và vệ tinh nhân tạo của Trái đất được trình bày, những phương pháp này khá dễ tiếp cận đối với những người mới bắt đầu yêu thích thiên văn học. Chương cuối cùng của cuốn sách chứa danh sách các thiên thể được khuyến nghị cho những quan sát ban đầu, cũng như danh sách tài liệu hữu ích cho những quan sát và xử lý quan sát phức tạp hơn sau này.

Cuốn sách mô tả phương pháp chế tạo một chiếc kính thiên văn tự chế đơn giản cũng như những kết quả mới nhất của thiên văn học. Cuốn sách dành cho nhiều đối tượng độc giả.

  1. V. L. Levshin, L. V. Levshin. Chất mang lamin và ứng dụng của chúng. (In tập 9 tờ, phát hành 25.000 bản, giá 60 kopecks)
    Cuốn sách nghiên cứu đặc điểm tính chất của chất mang ánh sáng, sự hình thành và cấu tạo của chất mang ánh sáng, các quá trình biến đổi, truyền năng lượng thành chất mang ánh sáng dẫn đến sự xuất hiện của chất mang ánh sáng, mối liên hệ của chất mang ánh sáng với các loại bức xạ khác. Nhiều ví dụ được đưa ra về việc sử dụng radium trong nghiên cứu khoa học, cho mục đích chiếu sáng, trong các thiết bị cảm biến điện tử, các thiết bị nhằm phát hiện radium bằng mắt vô hình, để nghiên cứu sự xuất hiện của các phản ứng hóa học khác nhau, v.v.

Các phương pháp phân tích phát quang trong hóa học, sinh học, công nghệ y tế và nhiều lĩnh vực khác cũng được xem xét.

Cuốn sách được thiết kế dành cho những người có kiến ​​thức vật lý ở bậc trung học.

Nhà xuất bản “Mir”
6. H. Rachils. Vật lý vvantse. (In tập 5 tờ, phát hành 50.000 bản, giá 25 kopecks)
Những người trẻ lựa chọn con đường sống của mình ngày càng hướng tới khoa học. Nhưng khoa học là gì? Làm thế nào để trở thành một nhà nghiên cứu? Công việc của một nhà khoa học là gì? Những câu hỏi này và nhiều câu hỏi khác được trả lời trong cuốn sách ngắn “Vật lý của Vvantse” của X. Rachil. Sử dụng ví dụ về các định luật vật lý, nhà phổ biến khoa học nổi tiếng người Mỹ giới thiệu với độc giả trẻ một thế giới dễ hiểu của các hiện tượng khoa học, dạy anh ta quan sát và rút ra kết luận.

Cuốn sách này sẽ tìm được rất nhiều độc giả, cả trong số những người viết về khoa học lẫn những người dạy về khoa học, và trên hết là những người trẻ nghiên cứu về nó.

  1. B. M. Pontekorvo, V. N. Ponkrovsky kể về cuộc đời và sự nghiệp của một trong những nhà khoa học vĩ đại của thời đại chúng ta - Enrico Fermi. Cuốn sách theo dõi sự phát triển tính cách của Fermi, nói về những quan niệm sai lầm khiến ông đi đến những khám phá quan trọng nhất của mình và giới thiệu một số bộ trưởng cấp thấp trong cuộc đời ông.

Một phần hữu cơ của cuốn sách là sự bổ sung của các học trò và bạn bè của Fermi.
G. N. Dyachenko

Tờ 74

tr. 72Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

72

GÓC SƯU TẬP

TEM DÀNH CHO NGÀY VŨ TRỤ

Vào ngày 12 tháng 4 năm 1961, một sự kiện nổi bật đã diễn ra trong lịch sử khoa học và công nghệ - con người lần đầu tiên bay ra ngoài vũ trụ. Nhà du hành vũ trụ đầu tiên là nhà cộng sản Liên Xô Yury Alekseevich Gagarin.

Kể từ đó, ngày 12 tháng 4 được coi là ngày lễ quốc gia - Ngày du hành vũ trụ. Vào ngày này, những con tem bưu chính đặc biệt được phát hành kể về những thành tựu nổi bật trong lĩnh vực thám hiểm và khám phá không gian.

Con tem đầu tiên như vậy có quyền tác giả của Yu. A. Gagarin được phát hành năm 1962. Bà được miêu tả ở góc trên bên trái. Gần đó là những con tem đầu tiên có dòng chữ “Ngày du hành vũ trụ”. Chúng được xuất bản vào năm 1963. Hình trên mô tả tàu vũ trụ Vostok-1, và hình dưới là một bệ phóng tên lửa.

Năm 1964, một loạt ba con tem được phát hành cho Ngày du hành vũ trụ. Một trong số đó mô tả Yu. A. Gagarin, bức còn lại cho thấy các vệ tinh nhân tạo đầu tiên của Liên Xô trên Trái đất, và bức thứ ba cho thấy tàu vũ trụ Mars-1.

Một trong hai con tem phát hành năm 1965 có hình một sân bay vũ trụ (xem phía dưới bên trái). Hai con tem năm 1966 kỷ niệm những thành công của chúng ta trong việc thám hiểm mặt trăng. Bức ảnh đầu tiên cho thấy đường bay của trạm tự động Luna-9, vào ngày 3 tháng 2 năm 1966, nó bay xuống bề mặt Mặt Trăng trong khu vực Đại dương Bão tố. Ngày thứ hai - quỹ đạo

Tờ 75

tr. 73Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

73

chuyến bay của trạm Luna-10, trở thành vệ tinh nhân tạo đầu tiên của Mặt trăng.

Bên phải là hai con tem được phát hành lần đầu tiên cho Ngày du hành vũ trụ năm 1967. Con tem bên trái mô tả nhà du hành vũ trụ A. A. Leonov vào thời điểm bước vào vũ trụ. Bức ảnh tiếp theo cho thấy một trong những “mặt trăng” của Liên Xô ở gần Mặt trăng.

Dưới đây là một trong những con tem năm 1968. Nó thể hiện khoảnh khắc lắp ghép của các vệ tinh nhân tạo Kosmos-186 và Kosmos-188.

Ở phía dưới bên trái là một khối có tem dành riêng cho Ngày du hành vũ trụ năm 1969. Nó mô tả tàu vũ trụ Soyuz-3 do phi hành gia G. T. Beregovoi điều khiển. Phía trên khối bên phải là con tem năm 1970. Phần trung tâm của nó bị chiếm giữ bởi hình ảnh huy hiệu “Phi công-Nhà du hành vũ trụ của Liên Xô”.

Bên dưới bên phải là hai con tem được phát hành cho Ngày Du hành vũ trụ năm 1971. Trên cùng có huy chương của Liên đoàn Hàng không Quốc tế với hình chân dung của Yu. A. Gagarin. Con tem phía dưới mô tả một cách tượng trưng một số trong nhiều khả năng sử dụng nghiên cứu không gian vì lợi ích của nền kinh tế quốc gia.

V. A. Leshkovtsev

Tờ 76

tr. 74Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

74

Đến bài viết “Điện thoại quang”

  1. Bạn không thể nhìn thấy máy chiếu. Trong điều kiện quan sát lý tưởng, một chiếc điện thoại như vậy sẽ cắt các phần của bề mặt chùm tia có kích thước khoảng 50 mét.
  2. F2=10F_2=10mm; F2норм=20F_2\text{норм}=20mm.
  3. Người quan sát rõ ràng là một người cận thị, vì diện tích chứa của mắt anh ta là từ 7,5 cm đến 45 cm.

Về bài viết “Sự lựa chọn công bằng”
2. 1/3=0,010101…, 2/3=0,101010… Sau 2k lần tung, đoạn (0,1) được chia thành 2^{2k} phần bằng nhau, hai trong số đó nằm ở điểm tới hạn. Điều này có nghĩa là trong 2/2^{2k}=1/2^{2k}-1 một phần trường hợp, chúng ta có nguy cơ kết thúc ở một trong các điểm 1/3 hoặc 2/3.
3. 4. Phần (0,3/4) được chia như bình thường và việc mất GG tương ứng với phần (3/4.1) thay đổi chiều dài bốn lần, trừ đi các lần ném mới, tức là phần chia của phần này (v.v.). Nhưng nó chỉ xảy ra nếu GG đã rơi ra ngoài, tức là trong 1/4 trường hợp.
“Quan trọng” là tất cả các đầu của đoạn xuất hiện trong điều kiện bài toán 3. Vitya đề xuất gắn đầu bên trái vào đoạn này chứ không phải đầu bên phải. Nói chung, nó được viết như thế này: [0,1/4) - điểm 0 nằm trong đoạn thẳng, nhưng 1/4 thì không.
5. Độ dài các đoạn của mỗi học sinh bằng nhau.
6. Bất kỳ biến thể 2^{2k} nào của một đồng xu rơi ra đều tương ứng với một phần của đoạn [0,1] có độ dài 1/2^{2k}. Cách mà một học sinh nhận được đồng xu tương ứng với phần “của anh ấy” trong phân đoạn.
7. Sau lần tung 2k+1, 2 phân đoạn không xác định được chủ sở hữu của đồng xu, nhưng
22k+1−2=2(22k−1),2^{2k}+1-2=2(2^{2k}-1),
chia hết cho 3. Sau một số lần ném lẻ, học sinh sẽ có số phân đoạn bằng nhau, và do đó phương pháp của Aleshin là công bằng. Đối với số lần ném, cần phải thực hiện một lần ném khác (chính thức), điều này sẽ không thay đổi kết quả của sự lựa chọn. Điểm khác biệt duy nhất là Bor sẽ khó “đăng ký” nhận xu hơn (có một điểm chí mạng bên cạnh anh ấy!).
8. a) Sau 2k lần ném, có hai phần “không xác định” (chứa điểm 1/3 và 2/3), mỗi phần có độ dài 1/2^{2k}.
6) Trong trường hợp này, chỉ thu được một đoạn (2^{2k}-1/2^{2k},1) có độ dài 1/2^{2k}.
Cách của Vitin hơi hợp lý một chút.

Về bài “Đường thẳng và mặt phẳng”
3. 5+2\sqrt{5}+\sqrt{2}. 4. 1. 5. V=13V=\frac{1}{3}.
6. 1:6.

Về bài viết “Phương án tuyển sinh môn toán năm 1971”
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHÀ NƯỚC MOSCOW
Khoa Cơ học và Toán học

  1. x1=32,x2=3x_1=\sqrt{\frac{3}{2}}, x_2=3. Gợi ý. Phương trình ODZ: x>0x>0. Rút gọn phương trình này về dạng
    (2x2−3)[log⁡3x2−log⁡3(2x+3)]=0.(2x^2-3)[\log_3x^2-\log_3(2x+3)]=0.
  2. 0≤x<π4,2π3<x<3π4.0 \leq x < \frac{\pi}{4}, \frac{2\pi}{3} < x < \frac{3\pi}{4}.
    Gợi ý. Bất đẳng thức này có thể rút gọn về dạng
    (cos⁡x+12)(sin⁡x−12)<0.\left(\cos x+\frac{1}{2}\right)\left(\sin x-\sqrt{\frac{1}{2}}\right)<0.
  3. V=43V=\frac{4}{3}. Lời giải. Đặt SABCDSABCD là một tham số nhất định (xem Hình 1) và AC=2BDAC=2BD. Khi đó góc BADBAD là góc nhọn (bằng bao nhiêu?), và do đó hình thoi ABCDABCD không phải là hình vuông. Trước tiên chúng ta hãy chứng minh rằng trong tam giác đều ABSABS các cạnh ABAB và ASAS bằng nhau.
    Hãy giả sử điều ngược lại; sau đó là AS=BSAS=BS hoặc BS=ABBS=AB.
    Hãy để AS=BSAS=BS. Sau đó, từ sự bằng nhau của các tam giác là các cạnh bên của paramid, suy ra rằng tất cả các cạnh bên của paramid đều bằng nhau (điều này được chứng minh như thế nào?). Nhưng trong trường hợp này, chiều cao của paramid phải đi qua tâm của đường tròn được mô tả xung quanh hình thoi ABCDABCD (bao nhiêu?). Tuy nhiên, không thể mô tả một đường tròn xung quanh hình thoi này và chúng ta đã đi đến mâu thuẫn.
    Hãy để BS=ABBS=AB. Sau đó, từ đẳng thức của các tam giác ABSABS và ADSADS nó dẫn đến DS=BSDS=BS, và từ đẳng thức của các tam giác ABSABS và CBSCBS nó dẫn đến AS=CSAS=CS (làm thế nào?). Vì chúng phẳng

Tờ 77

tr. 75Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

75

các góc ở đỉnh SS là các góc ở đáy của các tam giác đều thì tất cả các góc này đều nhọn. Tiếp theo là △BSD=△BAD\triangle BSD = \triangle BAD (cái này đến từ đâu?), và sau đó là góc BSD nhọn. Ngoài ra, trong cùng một tam giác, đường trung tuyến SOSO và AOAO bằng nhau. Vì đường trung tuyến SOSO của tam giác đều ASCASC vuông góc với đáy ACAC nên tam giác AOSAOS là góc vuông, mâu thuẫn với điều kiện bài toán.

Vì vậy, AB=ASAB=AS. sau đó AS=CSAS=CS và BS=DSBS=DS (bằng chứng!). (Lưu ý rằng trong trường hợp này △ASC=△ABC\triangle ASC = \triangle ABC, do đó góc tạo bởi các cạnh bên ASAS và CSCS là tù.) Đoạn SOSO, là đường trung tuyến, và do đó chiều cao của các tam giác đều ASCASC và BSDBSD, là chiều cao của các đường thẳng SABCDSABCD (tại sao?). Nếu cạnh của hình thoi ABCDABCD được ký hiệu là aa, thì bằng cách sử dụng sự tương ứng AC=2BDAC=2BD, chúng ta tìm thấy AO=2a5AO = \frac{2a}{\sqrt{5}}; hơn nữa, chúng tôi thu được BS=a25BS = a\sqrt{\frac{2}{5}} (thực hiện các phép tính chi tiết).

Do đó, tam giác ASBASB có ba cạnh đã biết:

AB=a,AS=a,BS=a25,AB = a, \quad AS = a, \quad BS = a\sqrt{\frac{2}{5}},

và từ điều kiện bài toán suy ra diện tích của tam giác này là 3/23/2. Từ đây chúng ta tìm thấy a=5a = \sqrt{5} (làm thế nào?). Bây giờ chúng ta có được SO=1SO = 1, AC=4AC = 4, BD=2BD = 2, sau đó chúng ta tính thể tích của các dòng SABCDSABCD (thực hiện các phép tính cần thiết).

  1. α1=−1\alpha_1 = -1, α2=0\alpha_2 = 0. Lời giải. Hãy viết lại hệ bất đẳng thức dưới dạng

{x2+4x+3−α≤0,x2−2x−3+6α≤0.\begin{cases} x^2 + 4x + 3 - \alpha \leq 0, \\ x^2 - 2x - 3 + 6\alpha \leq 0. \end{cases}

Nếu đối với một số α\alpha phân biệt của ít nhất một trong các tam thức xây dựng ở vế trái là âm, thì hệ thống này không có lời giải (tại sao?). Do đó, hệ (1) chỉ có thể có lời giải đối với α\alpha mà các bất đẳng thức đồng thời đúng

1+α≥0,4−6α≥0,1 + \alpha \geq 0, \quad 4 - 6\alpha \geq 0,

nghĩa là chỉ ở mức −1≤α≤23-1 \leq \alpha \leq \frac{2}{3} (thực hiện các phép tính cần thiết).

Đối với α=−1\alpha = -1, hệ thống (1) thực sự có lời giải duy nhất (đánh dấu vào phần này). Với α=23\alpha = \frac{2}{3} hệ (1) không có lời giải (chứng minh điều này).

Giả sử α\alpha là một số nào đó trong khoảng −1<α<23-1 < \alpha < \frac{2}{3}. Trong trường hợp này, lời giải của bất đẳng thức thứ nhất của hệ (1)

là một đoạn

−2−1+α≤x≤−2+1+α,-2 - \sqrt{1 + \alpha} \leq x \leq -2 + \sqrt{1 + \alpha},

và nghiệm của bất đẳng thức thứ hai của hệ này là đoạn

1−4−6α≤x≤1+4−6α.1 - \sqrt{4 - 6\alpha} \leq x \leq 1 + \sqrt{4 - 6\alpha}.

Hệ thống (1) có các đoạn lời giải duy nhất (2) và (3) chỉ có một điểm chung.

Vì −2−1+α<1+4−6α-2 - \sqrt{1 + \alpha} < 1 + \sqrt{4 - 6\alpha} (tại sao?), nên đầu bên trái của đoạn (2) nằm ở bên trái của đầu bên phải của đoạn (3) và các đoạn chỉ có một điểm chung duy nhất trong một trường hợp - khi đầu bên phải của đoạn (2) trùng với đầu bên trái của đoạn (3), tức là khi

−2+1+α=1−4−6α.-2 + \sqrt{1 + \alpha} = 1 - \sqrt{4 - 6\alpha}.

Giải phương trình vô tỉ này, ta tìm được nghiệm α=0\alpha = 0 (vẽ chi tiết lời giải).

  1. BD=2rp(p2−4rp)−1/2BD = 2rp(p^2 - 4rp)^{-1/2}. Lời giải. Chúng ta hãy giới thiệu ký hiệu cho độ dài các cạnh của hình tứ giác ABCDABCD (xem Hình 2). Vì △ABC+△ADC=180∘\triangle ABC + \triangle ADC = 180^\circ (tại sao?), thì từ sự bằng nhau về diện tích của các tam giác ABCABC và ADCADC:

12xysin⁡α=12zusin⁡α\frac{1}{2}xy \sin \alpha = \frac{1}{2}zu \sin \alpha

nó theo sau đó

xy=zu.xy = zu.

Vì x+z=y+ux + z = y + u (cái này đến từ đâu?),

sau đó, thay biểu thức x=y+u−zx = y + u - z vào đẳng thức (4), chúng ta thu được y=zy = z và sau đó x=ux = u (thực hiện các phép tính cần thiết).

Tiếp theo là △ABC=△ADC\triangle ABC = \triangle ADC (làm thế nào?), rồi △ABC=△ADC=90∘\triangle ABC = \triangle ADC = 90^\circ (chứng minh điều đó). Hơn nữa, ACAC là phân giác của tam giác đều BADBAD (tại sao?), tức là AC⊥BDAC \perp BD.

Hãy viết các biểu thức sau đây cho diện tích SS của tứ giác ABCDABCD:

S=xy,S=12AC⋅BD,S=12rpS = xy, \quad S = \frac{1}{2}AC \cdot BD, \quad S = \frac{1}{2}rp

(Những sự bình đẳng này đến từ đâu?). Từ thứ hai

Tờ 78

tr. 76Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

76

và một phần ba số đẳng thức (5) ngụ ý rằng

BD=rpx2+y2,BD = \frac{rp}{\sqrt{x^2 + y^2}},

(6)

và từ đẳng thức thứ nhất và thứ ba (5) - đó 2xy=rp2xy = rp. Ngoài ra, x+y=p/2x + y = p/2 (thực hiện tất cả các phép tính cần thiết). Điều này vẫn còn

x2+y2=(x+y)2−2xy=p24−rp;x^2 + y^2 = (x + y)^2 - 2xy = \frac{p^2}{4} - rp;

Thay biểu thức vào công thức (6).

Khoa Ngôn ngữ học kết cấu và ứng dụng

  1. 130 trang. Chỉ định. Nếu x1,x2,x3,x4x_1, x_2, x_3, x_4 là số trang mà mỗi nhà ngôn ngữ học truy cập mỗi giờ, thì theo điều kiện bài toán người ta có thể xây dựng ba phương trình với bốn ẩn số và sử dụng các phương trình này để tính tổng 3x1+5x2+7x33x_1 + 5x_2 + 7x_3.

  2. 2d/π2d/\pi.

  3. 16 số nguyên lời giải. Chỉ định. Áp dụng phương pháp tích phân.

  4. −1+172<a<1+52,-\frac{1 + \sqrt{17}}{2} < a < \frac{1 + \sqrt{5}}{2},
    5−12<a<17−12\frac{\sqrt{5} - 1}{2} < a < \frac{\sqrt{17} - 1}{2}.

Chỉ định. Giả sử với một giá trị nào đó aa thì bất đẳng thức ban đầu đúng với mọi xx. Khi đó, nó đúng một phần với x=0x = 0, và do đó số aa phải thỏa mãn bất đẳng thức log⁡a(a+1)>1\log_a(a+1) > 1, do đó 1<a(a+1)<41 < a(a+1) < 4.

(1)

Ngược lại, nếu số aa thỏa mãn bất đẳng thức kép (1) thì

log⁡a(a+1)(∣x∣+4)≥log⁡a(a+1)4>1,\log_a(a+1)(|x|+4) \geq \log_a(a+1)4 > 1,

nghĩa là, bất đẳng thức ban đầu đúng với mọi xx. Do đó, bài toán ban đầu thỏa mãn bất đẳng thức kép lời giải (1) và chỉ chúng.

  1. Tất cả các số thực và tất cả các chữ số. U Kazan và e. Chuyển đổi đẳng thức này sang dạng ∣z2−i∣=∣z2+i∣|z^2 - i| = |z^2 + i|, từ đó, giả sử z=x+iyz = x + iy, chúng ta thu được xy=0xy = 0.

  2. Nếu a=b=0a = b = 0 thì có lời giải sau: x=0x = 0; yy — bất kỳ số nào; xx — bất kỳ số nào y=0y = 0.

Nếu a=0a = 0 nhưng b≠0b \neq 0 (hoặc nếu a≠0a \neq 0 nhưng b=0b = 0), thì hệ thống không có lời giải.

Nếu a≠0a \neq 0 và b≠0b \neq 0 thì hệ thống có lời giải duy nhất: x=a9/b31,y=b7/a2x = a^9/b^{31}, y = b^7/a^2.

  1. U Kazan và e. Giả sử đẳng thức này được thỏa mãn bởi một cặp số nguyên p,qp, q, với q≠0q \neq 0. Sau đó, chia đẳng thức này cho q2q^2, chúng ta nhận được

(pq)2−2pq−7=0.\left(\frac{p}{q}\right)^2 - 2\frac{p}{q} - 7 = 0.

Do đó, số dị thức p/qp/q là nghiệm của tam thức x2−2x−7x^2 - 2x - 7. Tuy nhiên, cả hai gốc rễ của nó đều không thể thiếu.

VIỆN NĂNG LƯỢNG MOSCOW

Khoa Kỹ thuật Điện tử

  1. −b-b. 2. x=10(−5±13)/6x = 10^{(-5 \pm \sqrt{13})/6}. 3. 8.

  2. x=±12x = \pm \frac{1}{2} agccos (3−1)+kπ(\sqrt{3} - 1) + k\pi, k=0,±1,±2,…k = 0, \pm 1, \pm 2, \dots.

  3. S2Ssin⁡(π4−α2)sin⁡α212sin⁡(π4+α2)\frac{S \sqrt{2} S \sin \left(\frac{\pi}{4} - \frac{\alpha}{2}\right) \sin \frac{\alpha}{2}}{12 \sin \left(\frac{\pi}{4} + \frac{\alpha}{2}\right)}.

Khoa Cơ Điện

  1. x−y4x(x+2y)\frac{x - y}{4x(x + 2y)}. 2. x=2,y=2x = 2, y = 2.

  2. 4tgαcos⁡2α2sin⁡2(π4−α2)4 \text{tg} \alpha \cos^2 \frac{\alpha}{2} \sin^2 \left(\frac{\pi}{4} - \frac{\alpha}{2}\right).

  3. x1=kπ2,x2=π8+nπ4x_1 = \frac{k\pi}{2}, x_2 = \frac{\pi}{8} + \frac{n\pi}{4}, trong đó kk và nn là số bất kỳ.

  4. 8m3sin⁡2αsin⁡αcos⁡3αcos⁡α8m^3 \sin 2\alpha \sin \alpha \sqrt{\cos 3\alpha \cos \alpha}.

HỌC VIỆN SƯ PHÁP TIỂU BANG KUIBYSHEV

khoa toán

  1. c32sin⁡22αtgβ48cos⁡(α−π4)\frac{c^3 \sqrt{2} \sin^2 2\alpha \text{tg} \beta}{48 \cos \left(\alpha - \frac{\pi}{4}\right)}. 2. 54,4 eaea, 43,2 eaea, 38,4 eaea. 3. 3<x<7/23 < x < 7/2, x>4x > 4. 4. x=(−1)nπ16+nπ4x = (-1)^n \frac{\pi}{16} + \frac{n\pi}{4}, ở đâu n=0,±1,±2,…n = 0, \pm 1, \pm 2, \dots.

Khoa vật lý

  1. πa3cos⁡α12sin⁡α2\frac{\pi a^3 \sqrt{\cos \alpha}}{12 \sin \frac{\alpha}{2}}. 2,50 kμ/часk\mu/\text{час}. 3. x1=π2+kπx_1 = \frac{\pi}{2} + k\pi, x2=(−1)nπ24+nπ4x_2 = (-1)^n \frac{\pi}{24} + \frac{n\pi}{4}, trong đó kk và nn là số bất kỳ.

  2. 3/2<x<5/33/2 < x < 5/3.

Đến bài viết “Lời giải bài toán về điện tử”

  1. Nhựa là chất điện môi, khi cọ xát vào tóc khô sẽ xảy ra hiện tượng điện hóa. Tóc đẩy ra xa nhau và không nằm mượt mà.

  2. Lực tương tác giữa các điện tích cùng dấu trong chất điện môi là F1=q2εr12F_1 = \frac{q^2}{\varepsilon r_1^2} và trong chân không

Tờ 79

tr. 77Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

77

F2=q2r22.F_2 = \frac{q^2}{r_2^2}.
Theo điều kiện F1=F2F_1 = F_2. Từ đây
r1=r2E=17,3 см.r_1 = \frac{r_2}{\sqrt{E}} = 17,3 \text{ см.}

  1. Mỗi quả bóng chịu tác dụng của lực kéo của sợi dây TT, lực hấp dẫn PP và lực đẩy Coulomb F=q24πε0(2lsin⁡α)2F = \frac{q^2}{4\pi\varepsilon_0(2l\sin\alpha)^2}.
    Tổng các hình chiếu của các lực này theo phương thẳng đứng và phương ngang đều bằng 0:
    Tcos⁡α−P=0,F−Tsin⁡α=0.T \cos\alpha - P = 0, \quad F - T \sin\alpha = 0.
    Từ đây
    P=q2cos⁡α16πε0lsin⁡2α∼6,2⋅10−2 н.P = \frac{q^2 \cos\alpha}{16\pi\varepsilon_0 l \sin^2\alpha} \sim 6,2 \cdot 10^{-2} \text{ н.}

  2. Mỗi zagird tạo ra hướng trường E1=qa2E_1 = \frac{q}{a^2} tại điểm DD (xem Hình 1). Tổng hướng bằng tổng của ba vectơ.

Cơm. 1.
Các vectơ tạo thành các góc 90∘−α90^\circ - \alpha với phương thẳng đứng, trong đó α\alpha là góc giữa cạnh của tứ diện và chiều cao hh của tam giác ABCABC. Các thành phần nằm ngang của các vectơ này cộng lại bằng không. Các thành phần dọc giống nhau và bằng qa2sin⁡α\frac{q}{a^2} \sin\alpha. Bởi vì
sin⁡α=23,то E=6qa2.\sin\alpha = \sqrt{\frac{2}{3}}, \quad \text{то } E = \sqrt{6} \frac{q}{a^2}.
5. Mật độ điện tích bề mặt σ=q2ab\sigma = \frac{q}{2ab}. Bên trong kim loại nó có hướng bằng 0 và bên ngoài nó
E=2⋅2πq2ab=2πqab.E = 2 \cdot 2\pi \frac{q}{2ab} = \frac{2\pi q}{ab}.
6. Thành phần vận tốc electron vxv_x dọc theo các bản tụ không thay đổi. Do đó, electron đi qua tụ điện trong thời gian t=lvxt = \frac{l}{v_x}. Theo hướng vuông góc với các bản, electron chuyển động với gia tốc không đổi a=eEma = \frac{eE}{m}. Trong thời gian tt nó sẽ hòa trộn theo hướng này trên một khoảng cách h=at22=emEl22vxh = \frac{at^2}{2} = \frac{e}{m} \frac{El^2}{2v_x}. Do đó tốc độ ban đầu của electron là vx=lemE2h=3,98⋅107Mcekv_x = l \sqrt{\frac{e}{m} \frac{E}{2h}} = 3,98 \cdot 10^7 \frac{M}{cek}. Động năng
T=mvx22=eEl24h=7,2⋅10−16 дин.T = \frac{mv_x^2}{2} = \frac{eEl^2}{4h} = 7,2 \cdot 10^{-16} \text{ дин.}

  1. Cường độ trường trên một diện tích nhỏ của bề mặt puzer, được tạo ra bởi tất cả các hàng của puzer, ngoại trừ điện tích trên chính khu vực đó E2=2πσE_2 = 2\pi\sigma (xem lời giải bài toán 7 trong bài viết). Lực trên một đơn vị bề mặt
    f=E2σ=2πσ2.f = E_2\sigma = 2\pi\sigma^2.

Về bài viết “Kỳ thi tuyển sinh môn Vật lý tại Khoa Vật lý Đại học Tổng hợp Matxcơva”

  1. Độ căng chỉ cao nhất là tại điểm AA (Hình 1). Phương trình chuyển động của quả bóng tại thời điểm này là:
    TA−mg=mVA2R.T_A - mg = \frac{mV_A^2}{R}.
    Độ căng chỉ dưới của chúng tôi ở mức BB. Sợi chỉ chưa bị nhàu nếu
    TB=mVB2R−mg≥0.T_B = \frac{mV_B^2}{R} - mg \geq 0.
    Từ định luật bảo toàn cơ năng
    mg⋅2R+mVB22=mVA22mg \cdot 2R + \frac{mV_B^2}{2} = \frac{mV_A^2}{2}

Cơm. 1.
chúng ta có thể đạt được vận tốc tại điểm AA.
Từ các phương trình này người ta tìm thấy
TA≥6mg.T_A \geq 6mg.

Tờ 80

tr. 78Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

78

  1. Lực căng TT ở phần BBBB tạo ra gia tốc hướng tâm a=ω2xa = \omega^2 x cho khối lượng mBCm_{BC} của thanh, trong đó xx là khoảng cách từ trục AAAA đến trọng tâm của phần BCBC (Hình 2). Đó là lý do tại sao

T=mBCω2x,T = m_{BC} \omega^2 x,
mBC=ml(l−a),x=a+l−a2.m_{BC} = \frac{m}{l} (l - a), \quad x = a + \frac{l - a}{2}.

Kể từ đây,

T=mω22l(l2−a2).T = \frac{m \omega^2}{2 l} (l^2 - a^2).

Ghi chú. Ở a→0a \rightarrow 0 độ căng tối đa là TA=mω2l2T_A = \frac{m \omega^2 l}{2}. Nếu a→la \rightarrow l thì TC→0T_C \rightarrow 0, mC→0m_C \rightarrow 0.

  1. Hãy viết định luật bảo toàn động lượng và định luật bảo toàn cơ năng:

m1v=−m1v1+m2v2,m_1 v = -m_1 v_1 + m_2 v_2,
m1v22=m1v122+m2v222,\frac{m_1 v^2}{2} = \frac{m_1 v_1^2}{2} + \frac{m_2 v_2^2}{2},

trong đó v1v_1 và v2v_2 là vận tốc của khối lượng giả m1m_1 và m2m_2. Hãy biến đổi các phương trình này:

m1(v+v1)(v−v1)=m2v22,m_1 (v + v_1) (v - v_1) = m_2 v_2^2,
m1(v+v1)=m2v2.m_1 (v + v_1) = m_2 v_2.

Chia phương trình thứ nhất cho phương trình thứ hai, ta được

v−v1=v2.v - v_1 = v_2.

Theo điều kiện

∣v1∣=∣v2∣=v′.|v_1| = |v_2| = v'.

Như vậy,

v′=v2.v' = \frac{v}{2}.

Thay thế vào phương trình (2), chúng ta nhận được

m2m1=3.\frac{m_2}{m_1} = 3.

  1. Sự thay đổi năng lượng sẽ xảy ra do công của lực ma sát:

ΔW=Wкин+ΔWпот,\Delta W = W_{\text{кин}} + \Delta W_{\text{пот}},
ΔWкин=12m(v12−v22),\Delta W_{\text{кин}} = \frac{1}{2} m \left(v_1^2 - v_2^2\right),
ΔWпот=m(g1h1−g2h2),\Delta W_{\text{пот}} = m \left(g_1 h_1 - g_2 h_2\right),
mv12R0+h1=mg1,mv22R0+h2=mg2,\frac{mv_1^2}{R_0 + h_1} = mg_1, \quad \frac{mv_2^2}{R_0 + h_2} = mg_2,

trong đó R0R_0 là bán kính Emly, g1≈g2≈gg_1 \approx g_2 \approx g.

ΔW=mg2(h1−h2)+mg(h1−h2)=32mg(h1−h2),\Delta W = \frac{mg}{2} \left(h_1 - h_2\right) + mg \left(h_1 - h_2\right) = \frac{3}{2} mg \left(h_1 - h_2\right),
ΔW=32⋅1000⋅9,8⋅20000≈2,9⋅108(∂κ).\Delta W = \frac{3}{2} \cdot 1000 \cdot 9,8 \cdot 20000 \approx 2,9 \cdot 10^8 (\partial \kappa).

  1. Xem Hình 3:

ma=Fcos⁡α−Fтр,ma = F \cos \alpha - F_{\text{тр}},
N=mg−Fsin⁡α,N = mg - F \sin \alpha,
Fтр=kN.F_{\text{тр}} = k N.

Cơm. 3.

  1. α1=60∘\alpha_1 = 60^\circ, a=0,a = 0,
    k=Fcos⁡α1mg−Fsin⁡α1=0,6.k = \frac{F \cos \alpha_1}{mg - F \sin \alpha_1} = 0,6.
  2. α2=30∘,\alpha_2 = 30^\circ,
    a=Fcos⁡α2−k(mg−Fsin⁡α2)m=0,9(mcek2).a = \frac{F \cos \alpha_2 - k (mg - F \sin \alpha_2)}{m} = 0,9 \left(\frac{m}{c e k^2}\right).
  1. Hãy vẽ các đường đẳng nhiệt PV=constPV = \text{const} qua các điểm 1, 2, 3 và 4 (Hình 4). Từ Hình 4 có thể thấy rằng T1<T2<T3T_1 < T_2 < T_3, T3>T4>T1T_3 > T_4 > T_1. Do đó, Tello xâm nhập vào hệ thống ở phần 1-2 và 2-3.

Q1−2=μcV(T2−T1),Q_{1-2} = \mu c_V (T_2 - T_1),
Q2−3=μcP(T3−T2).Q_{2-3} = \mu c_P (T_3 - T_2).

Sử dụng isochore 1-2 chúng tôi xác định T2T_2:

P1T1=P2T2,T2=2T1.\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}, \quad T_2 = 2T_1.

Sử dụng isobar 2-3 chúng tôi xác định T3T_3:

V1T2=V2T3,T3=4T1.\frac{V_1}{T_2} = \frac{V_2}{T_3}, \quad T_3 = 4T_1.

Tờ 81

tr. 79Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

79

Cơm. 4.

Lượng nhiệt đi vào hệ thống là

Q=Q1−2+Q2−3=5⋅244+7⋅488=4636(кал)Q = Q_{1-2} + Q_{2-3} = 5 \cdot 244 + 7 \cdot 488 = 4636(\text{кал})

  1. Phương trình trạng thái của một chất khí ở nhiệt độ t1t_1 liên quan đến các hằng số chưa biết (VV – thể tích của hình trụ, mm – khối lượng khí trong đó và AA – hằng số) với các giá trị đã biết PP và T1T_1:

PVT1=Am\frac{PV}{T_1} = Am

Ở nhiệt độ t2t_2 phân bố lại khối lượng:

P1VT2=Am1,P2VT2=Am2,\frac{P_1V}{T_2} = Am_1, \quad \frac{P_2V}{T_2} = Am_2,

m1+m2=m,P1−P2=ΔP.m_1 + m_2 = m, \quad P_1 - P_2 = \Delta P.

Từ đây

P1=P2+ΔP=Am1VT2,P_1 = P_2 + \Delta P = \frac{Am_1}{V} T_2,

P2=A(m−m1)VT2.P_2 = \frac{A(m - m_1)}{V} T_2.

Chúng tôi tìm thấy P2P_2:

2P2+ΔP=PT2T1.2P_2 + \Delta P = P \frac{T_2}{T_1}.

Như vậy,

P2=12(PT2T1−ΔP)=P_2 = \frac{1}{2} \left( P \frac{T_2}{T_1} - \Delta P \right) =

=12(760382290−800)≈100(мм pm. cm.),= \frac{1}{2} \left( 760 \frac{382}{290} - 800 \right) \approx 100 (\text{мм pm. cm.}),

P1=12(PT2T1+ΔP)≈900(мм pm. cm.)P_1 = \frac{1}{2} \left( P \frac{T_2}{T_1} + \Delta P \right) \approx 900 (\text{мм pm. cm.})

  1. Động năng điện

mv22=eU.\frac{mv^2}{2} = eU.

Xung lực FF bằng

F⋅Δt=nmv,F \cdot \Delta t = nmv,

trong đó nn là số electron chạm vào AOD trong thời gian Δt\Delta t. Dòng điện đi qua AOD

I=neΔt.I = \frac{ne}{\Delta t}.

Từ đây

F=nmvΔt=I2Uλ.F = \frac{nmv}{\Delta t} = I \sqrt{\frac{2U}{\lambda}}.

  1. Cuộn dây đầu tiên được bao gồm. Điện áp ở đầu cuối 2–2

U2−2=U2+U3=120(е),U_{2-2} = U_2 + U_3 = 120(\text{е}),

số vòng dây thứ hai

N2−2=N2+N3.N_{2-2} = N_2 + N_3.

Sau đó

U2−2U=N2−2N1,\frac{U_{2-2}}{U} = \frac{N_{2-2}}{N_1},

(1)

trong đó UU là điện áp mạng. Một cuộn dây thứ hai được bao gồm; Sau đó

U1U=N1N2−2.\frac{U_1}{U} = \frac{N_1}{N_{2-2}}.

Chia phương trình (1) cho phương trình (2), ta thu được

U2−2U⋅UU1=(N2−2N1)2.\frac{U_{2-2}}{U} \cdot \frac{U}{U_1} = \left( \frac{N_{2-2}}{N_1} \right)^2.

Từ đây

N2−2=N1U2−2U1=3N1=900,N_{2-2} = N_1 \sqrt{\frac{U_{2-2}}{U_1}} = 3N_1 = 900,

N3N2=U3U2=5,N3=5N2,\frac{N_3}{N_2} = \frac{U_3}{U_2} = 5, \quad N_3 = 5N_2,

N2=150,N3=750.N_2 = 150, \quad N_3 = 750.

  1. Trong trường hợp đầu tiên (với kết nối song song của cuộn dây)

1R1=1R1+1R2.\frac{1}{R_1} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}.

Cân bằng nhiệt của bếp ở nhiệt độ ổn định ở trường hợp thứ nhất

0,24U2R1=kΔT1,0,24 \frac{U^2}{R_1} = k \Delta T_1,

trong đó UU là điện áp mạng.

Tờ 82

tr. 80Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

80

Trong trường hợp thứ hai (nối nối tiếp các cuộn dây)

0,24U2RII=kΔT2,0,24 \frac{U^2}{R_{II}} = k \Delta T_2,
RII=R1+R2,R_{II} = R_1 + R_2,
ΔT2=ΔT1⋅R1R2(R1+R2)2=300⋅10⋅20900≈66,6(εα).\Delta T_2 = \frac{\Delta T_1 \cdot R_1 R_2}{(R_1 + R_2)^2} = \frac{300 \cdot 10 \cdot 20}{900} \approx 66,6 (\varepsilon \alpha).

  1. Vì ảnh thật bị thu nhỏ nên vật ABAB nằm xa hơn tâm gương CC (Hình 5). Chúng tôi xây dựng hình. 5.

đường đi của tia sáng và biểu thị nó bằng A′C=xA'C=x. ΔABO∼ΔA′B′O\Delta ABO \sim \Delta A'B'O và ΔABC∼ΔA′B′C\Delta ABC \sim \Delta A'B'C do đó

ABd−x=A′B′x,\frac{AB}{d-x} = \frac{A'B'}{x},
ABd−x+R=A′B′R−x\frac{AB}{d-x+R} = \frac{A'B'}{R-x}
(R=OC(R=OC - bán kính gương).

Theo điều kiện ABA′B′=m\frac{AB}{A'B'} = m. Từ các phương trình đã viết ta tìm được

R=2dmm2−1=2⋅0,75⋅24−1=1(m).R = \frac{2dm}{m^2-1} = \frac{2 \cdot 0,75 \cdot 2}{4-1} = 1 (m).

  1. Được chiếu sáng ở giữa gương ở lớp đầu tiên (Hình 6, aa)

E1=Φd2,E_1 = \frac{\Phi}{d^2},

trong đó Φ\Phi là luồng tia rơi vào tâm gương từ nguồn chính xác SS. Pis. 6.

Cơm. 6.

tok của tia phản xạ bằng thông lượng của tia tới, do đó trong trường hợp thứ hai (Hình 6, 6) độ rọi ở tâm gương

E2=Φ4d2+Φd2=54Φd2.E_2 = \frac{\Phi}{4d^2} + \frac{\Phi}{d^2} = \frac{5}{4} \frac{\Phi}{d^2}.

Kể từ đây,

k=E2E1=54.k = \frac{E_2}{E_1} = \frac{5}{4}.

Đến ghi chú “Hai trò chơi”
Trò cầm đồ

Đặt k1;k2;… ;knk_1; k_2; \dots; k_n ô ở vị trí ban đầu giữa quân tốt trắng và quân đen của cùng một hàng dọc. Nếu tổng logic của các chữ số trong bất kỳ chữ số nào của ký hiệu kép của số k1;k2;… ;knk_1; k_2; \dots; k_n bằng 0 thì chữ số thứ hai sẽ thắng. Ngược lại, người đầu tiên sẽ thắng. Đáp số không phụ thuộc vào việc đá có vết loét.

Cần lưu ý «Kvant» cho học sinh nhỏ

(Cm. «Kvant» № 3, 1972)

  1. Anya màu trắng, Valya màu xanh lá cây, Natasha màu xanh lam.
  2. Chúng tôi kéo dài vòng trung tâm đến mức có thể kéo chiếc nhẫn qua nó. Sau khi luồn chiếc nhẫn qua vòng trung tâm, chúng ta ấn nó vào mặt trước của tấm bìa cứng, sau đó, nắm lấy sợi dây đôi ra khỏi vòng trung tâm, chúng ta kéo nó về phía mình. Câu trả lời sẽ hiển thị một vòng lặp kép. Chúng tôi xỏ một chiếc nhẫn xuyên qua nó và kéo sợi dây từ mặt sau, chúng tôi lại giấu vòng đôi phía sau tấm bìa cứng. Sau đó, chiếc nhẫn được đưa vào vòng trung tâm, nó sẽ di chuyển sang vòng bên phải.
  3. Đồng xu có các loại 1, 2, 3 và 5 kopecks, tức là có tổng cộng 4 loại. Nếu không có nhiều hơn sáu đồng mỗi loại thì tổng cộng không quá 24 đồng nhưng có 25 đồng.
  4. Chia quả bóng thành một lớp có độ dày bằng nhau vuông góc với đường kính ở hai đầu mà dây được nối. Dòng điện giống nhau chạy qua mọi thứ và điện trở của lớp tỷ lệ nghịch với diện tích của nó. Do đó, nhiều nhiệt hơn sẽ được giải phóng ở các lớp có diện tích nhỏ hơn, tức là trong pQLIOC.
  5. Gợi ý f. Hãy xem điều gì xảy ra nếu chai chứa đầy thủy tinh. Sau đó “tháo” ly ra khỏi chai.
  6. Gợi ý e. Kết nối hai dây từ các cặp khác nhau và xác định đầu nào được kết nối. Dữ liệu này đủ cho lời giải bài toán.

Tờ 83

không đánh sốChép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

QUANTUM
dành cho học sinh nhỏ tuổi

  1. Giải câu đố về số nếu mỗi chữ cái là một số.
    aaf - de = ks
    : — —
    ac x d = ha
    c + ef = dm

  2. Có sáu nút. Chỉ cần không nhấn nút nào, đèn sẽ không sáng. Khi bạn nhấn đồng thời nút thứ nhất, thứ hai và thứ năm, đèn sẽ sáng. Không có sự kết hợp nào khác của các nút nhấn để bật bóng đèn. Vẽ sơ đồ mạch điện đơn giản nhất có các tính chất trên.

  3. Lần lượt đặt các số 1, 2, 3, 4, 5, 6 gần các đỉnh của tam giác và gần trung điểm các cạnh của tam giác sao cho tổng của ba số nằm gần một cạnh bằng nhau.

  4. Khi bạn vào sông vào một ngày nắng nóng, nước có vẻ lạnh hơn không khí xung quanh, còn khi bạn đi ra thì ngược lại. Tại sao?

  5. Điền các số còn thiếu vào bảng trong hình.

  6. Làm thế nào bạn có thể xác định mật độ của một hòn đá nếu thể tích của nó không thể thay đổi trực tiếp?

10 8 11 9 12 10 13

Tờ 84

không đánh sốChép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

Sàng lọc “PRETDEL”
Hình bên trái cho thấy sự phát triển của bề mặt “bánh quy xoắn” (xem thêm Hình 6, trang 33). Cuộc quét thể hiện một bản đồ gồm tám quốc gia, mỗi quốc gia giáp với tất cả các quốc gia khác.
Để có được bề mặt “bánh quy xoắn” từ quá trình phát triển, hãy dán các phần của ranh giới sao cho các điểm được đánh dấu bằng các số giống nhau trùng khớp với nhau.
Để rõ ràng, dọc theo ngoại vi của quá trình quét, màu sắc của các quốc gia liền kề với đoạn biên giới tương ứng sẽ được chỉ định.
Chúng tôi xin nhắc bạn rằng mũi doa được làm bằng vật liệu bền (ví dụ: màng cao su). Một quy trình thực tế được đặt ra, không dán bản quét mà sử dụng nó để áp dụng bản đồ cho “bánh quy cây”.
Chứng tỏ rằng không tồn tại một bản đồ tương tự với số lượng quốc gia lớn hơn.