Kvant
Kvant 1979, số 5

Kvant 1979, số 5 · Trang

Tờ 1

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

KVANM 5
1978

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

Tờ 2

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

Trong những bức ảnh này, bạn sẽ thấy các mô hình giấy của một “ngôi nhà tự xây” ở các giai đoạn hoàn thiện khác nhau. Bạn có thể đọc thêm về thiết kế này ở trang 54.

Tờ 3

tr. 1Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

1

Tổng biên tập
Viện sĩ I. K. Kionin

Phó thứ nhất
tổng biên tập
Viện sĩ A. N. Kolmogorov

Tuyển tập biên soạn:
M. I. Bashmkov
S. T. Belyaev
V. G. Boltyansky
N. B. Vasiliev
Yu. N. Efremov
V. G. Zubov
P. L. Kapitsa
V. A. Kirillin
A. I. Klimanov
S. M. Kozel
V. A. Leshkovtsev
(Phó tổng biên tập)
L. G. Makar-Limanov
A. I. Markushevich
N. A. Patrikeeva
I. S. Petrkov
N. Kh. Rozov
A. P. Savin
Tôi. Sh. Slobodetsky
M. L. Smolyansky
(Phó tổng biên tập)
Y. A. Smorodinsky
V. A. Fabricant
A. T. Tsvetkov
M. P. Shaskolskaya
S. I. Schwartzburg
A. I. Shirshov

TRONG PHÒNG:
2 B. Golubov. Chuỗi Taylor là gì?
8 L. Tarasov. Khám phá neutron
15 T. Chernovor. Sau khi mặt trời lặn

Vòng xoay toán học
18 M. Sevryuk. Sự thay đổi về chủ đề của bất đẳng thức cổ điển

Vấn đề «Kvant»
22 Bài toán M561—M565; F573—F577
24 Lời giải bài toán M513, M514; F514, F521—F525

«Kvant» cho học sinh nhỏ
31 Bài toán
32 V. Tikhonov. Trải nghiệm với bong bóng
33 A. Dozorov. Một quả bóng không xẹp xuống

Xưởng của người nộp đơn
34 M. Kreizman. Hãy thay thế hình
39 N. Beryuleva. Xây dựng ảnh của thấu kính và gương cầu
44 S. Aleshin và cộng sự. Đại học quốc gia Moscow. M. V. Lomonosova
47 V. Ilyin và cộng sự. Đại học bang Novosibirsk
49 L. Aslamazov. Viện thép và hợp kim Moscow

Hỏi - chúng tôi trả lời

Đánh giá, thư mục
55 G. Lukankin, M. Smolyansky. Quà tặng cho giáo viên và học sinh

Đáp số, gợi ý, lời giải

Bìa của chúng tôi (tr. 53, 54)

Hỗn hợp (tr. 21, 38, 43)

© Tòa soạn chính văn học vật lý và toán học của nhà xuất bản “Nuka”, «Kvant», 1979

Tờ 4

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

2

B. Golubov

Chuỗi Taylor là gì?

Tên tuổi nhà toán học người Anh Brooke Taylor đã đi vào lịch sử toán học nhờ khám phá mà ông thực hiện vào năm 1715, ở tuổi 29. Khám phá này là gì? Chúng tôi sẽ cố gắng nói với bạn về điều này.

Nhìn vào hình ảnh 1-3. Chúng hiển thị biểu đồ của các hàm y=exy = e^x, y=11+xy = \frac{1}{1+x} và y=ln⁡(1+x)y = \ln(1+x).

Số 1 trong mỗi hình này biểu thị tiếp tuyến của đồ thị tương ứng tại điểm x=0x = 0, tức là đồ thị của một hàm tuyến tính nào đó y=ax+by = ax + b (kiểm tra xem chính xác hàm tương ứng sẽ là gì -

các điểm y=1+xy = 1+x, y=1−xy = 1-x và y=xy = x). Số 2 trong mỗi hình này biểu thị tiếp tuyến của một tam giác vuông y=ax2+bx+cy = ax^2 + bx + c, tại điểm x=0x = 0 liền kề với đồ thị của hàm tương ứng “gần” hơn tất cả các tam giác vuông khác. Chính xác hơn, chúng ta đang nói về những hình tam giác vuông sao cho tại điểm x=0x = 0 trùng với các hàm tương ứng cùng với thứ tự thứ nhất và thứ hai tùy ý của chúng. Trong những trường hợp này, đồ thị của các tam giác vuông này được cho là có tiếp tuyến bậc hai với các đồ thị tương ứng (kiểm tra xem các tam giác vuông tương ứng y=1+x+x22y = 1+x + \frac{x^2}{2}, y=1−x+x2y = 1-x + x^2 và y=x−x22y = x - \frac{x^2}{2}) có như vậy không.

Cuối cùng, số 3 trong Hình 1-3 thể hiện đồ thị của hàm số y=ax3+bx2+cx+dy = ax^3 + bx^2 + cx + d, có tiếp tuyến bậc ba với đồ thị của các đường cong tương ứng tại điểm x=0x = 0 (có thể dễ dàng nói rằng đây là

Tờ 5

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

Có nghĩa; kiểm tra xem chức năng này có tương ứng với điều này không

y=1+x+x22+x36,y = 1 + x + \frac{x^2}{2} + \frac{x^3}{6},

y=1−x+x2−x3 и y=x−x22+x33.y = 1 - x + x^2 - x^3 \text{ и } y = x - \frac{x^2}{2} + \frac{x^3}{3}.

Bây giờ chúng ta hãy chuyển sang Hình 4. Nó hiển thị đồ thị của hàm y=sin⁡xy = \sin x và đồ thị của các đa thức tiếp xúc với đồ thị của sin tại điểm x=0x = 0 của bậc một, bậc ba và bậc năm (kiểm tra xem đây có phải là các đa thức y=x,y=x−x36y = x, y = x - \frac{x^3}{6} và y=x−x36+x5120y = x - \frac{x^3}{6} + \frac{x^5}{120} tương ứng không).

Có thể thấy từ những hình này, bậc tiếp tuyến càng cao thì đồ thị của đa thức càng liền kề với đồ thị của hàm tương ứng gần điểm x=0x = 0.

Hình 1.

Hình 2.

Hình 3.

Hình 4.

Tờ 6

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

4

Trong bài viết này, chúng ta sẽ thu được chuỗi Taylor cho hàm y=sin⁡xy=\sin x, y=cos⁡xy=\cos x, y=exy=e^x và y=ln⁡(1+x˙)y=\ln(1+\dot{x}).

Thông tin cần thiết từ việc phân tích

Trước hết, chúng ta cần công thức Newton-Leibniz:

∫abf(x) dx=F(b)−F(a),\int_a^b f(x) \, dx = F(b) - F(a),

trong đó hàm ff liên tục trên khoảng [a;b][a; b] và hàm FF là nguyên hàm của nó trên khoảng này.

Hơn nữa, từ ý nghĩa hình học của tích phân, ta suy ra rằng ∫abf(x) dx≥0\int_a^b f(x) \, dx \geq 0 nếu f(x)≥0f(x) \geq 0 nằm trên [a;b][a; b] (Hình 5). Từ đó dễ dàng suy ra rằng nếu hai hàm liên tục trên khoảng [a;b][a; b] thỏa mãn bất đẳng thức f(x)≤g(x)f(x) \leq g(x), thì ∫abf(x) dx≤∫abg(x) dx\int_a^b f(x) \, dx \leq \int_a^b g(x) \, dx, tức là các bất đẳng thức kết nối các hàm bất quy tắc, có thể được giải thích, thu được các bất đẳng thức cùng dấu.

Cuối cùng, chúng ta cần sự bình đẳng

lim⁡n→∞xnn!=0,\lim_{n \to \infty} \frac{x^n}{n!} = 0,

trong đó xx là số thực bất kỳ. Hãy chứng minh điều đó. Cho xx, chúng ta hãy tìm một số tự nhiên NN sao cho ∣x∣N+1≤y=f(x)\frac{|x|}{N+1} \leq y=f(x)

Hình 5. S=∫abf(x) dxS = \int_a^b f(x) \, dx.

≤12\leq \frac{1}{2}. Khi đó với mọi n>Nn > N các bất đẳng thức sẽ được thỏa mãn

0≤∣x∣nn!=∣x∣1⋅∣x∣2⋅⋯⋅∣x∣N××∣x∣N+1⋅⋯⋅∣x∣n≤∣x∣NN!⋅(12)n−N=∣x∣N⋅2NN!⋅2−n.0 \leq \frac{|x|^n}{n!} = \frac{|x|}{1} \cdot \frac{|x|}{2} \cdot \dots \cdot \frac{|x|}{N} \times \times \frac{|x|}{N+1} \cdot \dots \cdot \frac{|x|}{n} \leq \frac{|x|^N}{N!} \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^{n-N} = \frac{|x|^N \cdot 2^N}{N!} \cdot 2^{-n}.

Vì NN là cố định nên với n→∞n \to \infty giới hạn của dãy ở vế phải của các bất đẳng thức này bằng 0. Do đó đẳng thức (1) theo sau.

Biểu diễn chuỗi Taylor của hàm sin⁡x\sin x và cos xx

Hãy để x>0x > 0 hoạt động. Sau đó, tích phân bất đẳng thức cos⁡t≤1\cos t \leq 1 trên đoạn [0;x][0; x], ta thu được điều đó

∫0xcos⁡t dt≤∫0x1 dt.\int_0^x \cos t \, dt \leq \int_0^x 1 \, dt.

Nhưng vì sin tt là nguyên hàm của cos tt và tt là nguyên hàm của 1, nên bất đẳng thức trước đó dựa trên công thức Newton-Leibniz có thể được viết là sinx≤xsin x \leq x. Bất đẳng thức này có thể được viết ngay lập tức, nhưng chúng tôi muốn giải thích nguyên tắc thu được các bất đẳng thức tiếp theo và do đó đã đưa ra chứng minh của nó.

Tích phân bất đẳng thức sin⁡t≤t\sin t \leq t trên đoạn [0;x][0; x], ta thu được điều đó

∫0xsin⁡t dt≤∫0xt dt.\int_0^x \sin t \, dt \leq \int_0^x t \, dt.

Vì hàm - cos tt là nguyên hàm của sin tt và t22\frac{t^2}{2} là nguyên hàm của tt, nên bất đẳng thức trước đó dựa trên công thức Newton-Leibniz có dạng

1−cosx≤x22 или cosx≥1−x22.1 - cos x \leq \frac{x^2}{2} \text{ или } cos x \geq 1 - \frac{x^2}{2}.

Bộ tích phân là một bất đẳng thức dọc theo đoạn [0;x][0; x] và một lần nữa sử dụng công thức Newton-Leibniz để đi đến bất đẳng thức sin⁡x≥x−x33!\sin x \geq x - \frac{x^3}{3!}.

Tờ 7

tr. 5Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

5

Tiếp tục quá trình tích phân tuần tự (và sử dụng phương pháp quy nạp toán học), dễ dàng chứng minh được các bất đẳng thức

cos⁡x≤1−x22!+⋯+x4n(4n)!,\cos x \leq 1 - \frac{x^2}{2!} + \dots + \frac{x^{4n}}{(4n)!},

sin⁡x≤x−x33!+⋯+x4n+1(4n+1)!,\sin x \leq x - \frac{x^3}{3!} + \dots + \frac{x^{4n+1}}{(4n+1)!},

cos⁡x≥1−x22!+⋯−x4n+2(4n+2)!,\cos x \geq 1 - \frac{x^2}{2!} + \dots - \frac{x^{4n+2}}{(4n+2)!},

sin⁡x≥x−x33!+⋯−x4n+3(4n+3)!,\sin x \geq x - \frac{x^3}{3!} + \dots - \frac{x^{4n+3}}{(4n+3)!},

ở đâu n=0,1,…,x>0n = 0, 1, \dots, x > 0.

Kết hợp bất đẳng thức thứ nhất và thứ ba (2), ta thu được

1−x22!+⋯−x4n+2(4n+2)!≤cos⁡x≤1−x22!+⋯+x4n(4n)!.1 - \frac{x^2}{2!} + \dots - \frac{x^{4n+2}}{(4n+2)!} \leq \cos x \leq 1 - \frac{x^2}{2!} + \dots + \frac{x^{4n}}{(4n)!}.

Đa thức bên trái có thể được coi là giá trị gần đúng của cos⁡x\cos x với một nhược điểm và đa thức bên phải có thể được coi là giá trị gần đúng của cos⁡x\cos x với một giá trị đã biết (Hình 6). Nhưng hiệu giữa đa thức bên phải và bên trái so với bất đẳng thức (3) bằng x4n+2(4n+2)!\frac{x^{4n+2}}{(4n+2)!}, và tại n→∞n \to \infty nó có xu hướng bằng 0 dựa trên (1). Đó là lý do tại sao

cos⁡x=lim⁡n→∞(1−x22!+⋯−x4n+2(4n+2)!)=lim⁡n→∞(1−x22!+⋯+x4n(4n)!).\cos x = \lim_{n \to \infty} \left( 1 - \frac{x^2}{2!} + \dots - \frac{x^{4n+2}}{(4n+2)!} \right) = \lim_{n \to \infty} \left( 1 - \frac{x^2}{2!} + \dots + \frac{x^{4n}}{(4n)!} \right).

Kết quả được viết dưới dạng

cos⁡x=1−x22!+⋯+(−1)n(2n)!x2n+… .\cos x = 1 - \frac{x^2}{2!} + \dots + \frac{(-1)^n}{(2n)!} x^{2n} + \dots.

Vế phải của đẳng thức này được gọi là prdomTeйлорафункцииprdom Teйлора функции cos⁡x\cos x.

Khi chứng minh bất đẳng thức (3), và do đó, đẳng thức (4), chúng ta giả sử rằng x>0x > 0. Nhưng chúng cũng hợp lệ cho x<0x < 0 do tính chẵn lẻ của tất cả các hàm có trong chúng. Cuối cùng, chúng có thể dễ dàng được xác minh cho x=0x = 0 và do đó hợp lệ cho tất cả xx thực.

Tương tự, với x>0x > 0 từ (2) ta có

sin⁡x=lim⁡n→∞(x−x33!+⋯−x4n+3(4n+3)!)=lim⁡n→∞(x−x33!+⋯+x4n+1(4n+1)!).\sin x = \lim_{n \to \infty} \left( x - \frac{x^3}{3!} + \dots - \frac{x^{4n+3}}{(4n+3)!} \right) = \lim_{n \to \infty} \left( x - \frac{x^3}{3!} + \dots + \frac{x^{4n+1}}{(4n+1)!} \right).

Kết quả này được viết dưới dạng

sin⁡x=x−x33!+⋯+(−1)n(2n+1)!x2n+1+…,\sin x = x - \frac{x^3}{3!} + \dots + \frac{(-1)^n}{(2n+1)!} x^{2n+1} + \dots,

và biểu thức ở vế phải của đẳng thức này được gọi là prdomTeйлорафункцииprdom Teйлора функции sin⁡x\sin x.

Cuối cùng, hãy lưu ý rằng đẳng thức (5) vẫn hợp lệ với x≤0x \leq 0 do tính chẵn lẻ của tất cả các hàm có trong nó.

Chuỗi chức năng mở rộng chuỗi Taylor exe^x

Người ta biết rằng (ex)′=ex(e^x)' = e^x, từ đó suy ra rằng đối với bất kỳ cách xây dựng CC nào, hàm ex+Ce^x + C là nguyên hàm của exe^x. Ngoài ra, điều quan trọng là chúng ta phải biết rằng e>1e > 1 (e=2,718…e = 2,718\dots).

Vì e>1e > 1, thì 1≤et≤ea1 \leq e^t \leq e^a cho tất cả t∈[0;a]t \in [0; a]. Giải thích sự bất đẳng thức này dọc theo đoạn [0;x][0; x], trong đó 0≤x≤a0 \leq x \leq a, chúng ta thu được x≤ex−1≤eaxx \leq e^x - 1 \leq e^ax hoặc 1+x≤ex≤1+eax1 + x \leq e^x \leq 1 + e^ax. Những bất đẳng thức này cũng có thể được tích phân trên đoạn [0;x][0; x] bằng cách trước tiên thay thế xx trong chúng bằng tt. Kết quả là chúng tôi nhận được

x+x22!≤ex−1≤x+eax22!,x + \frac{x^2}{2!} \leq e^x - 1 \leq x + e^a \frac{x^2}{2!},

Hình 6.

Tờ 8

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

6

Ily

1+x+x22!≤ex≤1+x+eax22!(0≤x≤a).1 + x + \frac{x^2}{2!} \leq e^x \leq 1 + x + e^a \frac{x^2}{2!} (0 \leq x \leq a).

Tiếp tục quá trình tích phân tuần tự, ta thu được các bất đẳng thức

1+x+x22!+⋯+xnn!≤ex≤1+x+x22!+⋯+xn−1(n−1)!+xnn!ea,1 + x + \frac{x^2}{2!} + \dots + \frac{x^n}{n!} \leq e^x \leq 1 + x + \frac{x^2}{2!} + \dots + \frac{x^{n-1}}{(n-1)!} + \frac{x^n}{n!} e^a,

ở đâu n=0,1,…,0≤x≤an=0, 1, \dots, 0 \leq x \leq a.

Do đó, đối với mỗi giá trị xx từ đoạn [0;a][0; a], giá trị gần đúng của hàm exe^x có ​​phần thiếu và phần thừa sẽ thu được dưới dạng đa thức bậc nn. Hiệu giữa đa thức bên phải và bên trái trong bất đẳng thức (6) bằng (ea−1)xnn!(e^a - 1) \frac{x^n}{n!}; tại n→∞n \to \infty nó có xu hướng về 0 dựa trên (1). Vì aa là một số dương tùy ý, nên từ bất đẳng thức (6) nó suy ra với mọi x≥0x \geq 0

ex=lim⁡n→∞(1+x+x22!+⋯+xnn!).e^x = \lim_{n \to \infty} \left( 1 + x + \frac{x^2}{2!} + \dots + \frac{x^n}{n!} \right).

Hãy viết điều này như một sự bình đẳng

ex=1+x+x22!+x33!+⋯+xnn!+…e^x = 1 + x + \frac{x^2}{2!} + \frac{x^3}{3!} + \dots + \frac{x^n}{n!} + \dots

(7)

Biểu thức ở vế phải của (7) được gọi là chuỗi Taylor của hàm exe^x.

Bài tập không phải 1. Chứng minh đẳng thức (7) cho x<0x < 0. (Gợi ý không. Hãy lợi dụng sự thật là ex<1e^x < 1 đi cùng với x<0x < 0).

Khai triển hàm số chuỗi Taylor ln⁡(1+x)\ln(1+x)

Hàm ln⁡(1+x)\ln(1+x) được định nghĩa là log⁡e(1+x)\log_e(1+x), tức là cơ số của logarit là ee. Vì ln⁡(1+x)′=11+x\ln(1+x)^\prime = \frac{1}{1+x} với mọi x>−1x > -1, nên với 11+x\frac{1}{1+x} hàm số ln⁡(1+x)+C\ln(1+x) + C là nguyên hàm trên khoảng −1;+∞-1; +\infty [ với mọi số được xây dựng CC. Chúng tôi sẽ sử dụng điều này dưới đây. Lưu ý rằng với t≥0t \geq 0 bất đẳng thức

1−t+⋯+t2n−2−t2n−1≤11+t≤1−t+⋯+t2n−2−t2n−1≤11+t≤1−t+⋯+t2n−2−t2n−1+t2n.1 - t + \dots + t^{2n-2} - t^{2n-1} \leq \frac{1}{1+t} \leq 1 - t + \dots + t^{2n-2} - t^{2n-1} \leq \frac{1}{1+t} \leq 1 - t + \dots + t^{2n-2} - t^{2n-1} + t^{2n}.

(8)

(Hãy tự biện minh cho họ.)

Giải thích các bất đẳng thức (8) dọc theo đoạn [0;x][0; x], trong đó x≥0x \geq 0 và sử dụng công thức Newton–Leibniz, chúng ta thu được các bất đẳng thức

x−x22+⋯−x2n2n≤ln⁡(1+x)≤x−x22+⋯−x2n2n+x2n+12n+1,x - \frac{x^2}{2} + \dots - \frac{x^{2n}}{2n} \leq \ln(1+x) \leq x - \frac{x^2}{2} + \dots - \frac{x^{2n}}{2n} + \frac{x^{2n+1}}{2n+1},

(9)

trong đó x≥0x \geq 0. Hiệu giữa đa thức bên phải và bên trái là x2n+12n+1\frac{x^{2n+1}}{2n+1}. Nếu 0≤x≤10 \leq x \leq 1, thì nó có xu hướng về 0 tại n→∞n \to \infty. Đó là lý do tại sao

ln⁡(1+x)=x−x22+⋯+(−1)n+1nxn+…\ln(1+x) = x - \frac{x^2}{2} + \dots + \frac{(-1)^{n+1}}{n} x^n + \dots

(10)

cho 0≤x≤10 \leq x \leq 1.

Phương trình không phải là 2. Hãy đảm bảo rằng đẳng thức này cũng đúng với −1<x<0-1 < x < 0. (Gợi ý không. Hãy tận dụng thực tế là tại t>−1t > -1 1−t+⋯+t2n−2−t2n−1≤11+t≤1−t+⋯+t2n−2−t2n−1+t2n1 - t + \dots + t^{2n-2} - t^{2n-1} \leq \frac{1}{1+t} \leq 1 - t + \dots + t^{2n-2} - t^{2n-1} + t^{2n} nếu λ>11+t\lambda > \frac{1}{1+t}.)

Biểu thức ở vế phải của đẳng thức (10) được gọi là chuỗi Taylor của hàm ln⁡(1+x)\ln(1+x).

Khi tìm chuỗi Taylor của các hàm sin⁡x\sin x, cos⁡x,ex\cos x, e^x và ln⁡(1+x)\ln(1+x), chúng tôi đã sử dụng nhiều kỹ thuật nhân tạo khác nhau. Trên thực tế, có một phương pháp thống nhất để tìm chuỗi Taylor của hàm số - nó dựa trên sự vi phân tuần tự của nó. Chúng ta có thể làm quen với anh ấy trong cuốn sách tuyệt vời của A. Ya. Khinchin “Tám bài giảng về phân tích toán học” (M., “Nauka”, 1977).

Kết quả đánh giá có ý nghĩa gì?

Các ước tính cho các hàm sin⁡x\sin x, cos⁡x,ex\cos x, e^x và ln⁡(1+x)\ln(1+x) thu được ở trên cho phép chúng ta tính toán chúng tại một điểm tùy ý với bất kỳ độ chính xác cần thiết nào.

Tờ 9

tr. 7Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

7

Ví dụ: nếu chúng ta cần tìm giá trị của hàm sin x tại điểm x∈[0;π2]x \in \left[ 0; \frac{\pi}{2} \right] với sai số không vượt quá số ε>0\varepsilon > 0, thì trước tiên chúng ta tìm một số nguyên n⩾0n \geqslant 0 sao cho x4n+1/(4n+1)!<εx^{4n+1}/(4n+1)! < \varepsilon. Khi đó, giá trị của các đa thức từ bất đẳng thức (2) tại điểm xx cho ta giá trị của sin x lên đến ε\varepsilon, một có nhược điểm, một có chênh lệch. Tính toán giá trị tại các điểm khác bằng cách sử dụng công thức rút gọn tính chất tính toán tại các điểm của đoạn [0;π2]\left[ 0; \frac{\pi}{2} \right].

Một chút lịch sử

Tác phẩm của B. Taylor “Phương pháp tăng trưởng trực tiếp và nghịch đảo” được xuất bản năm 1715 tại Luân Đôn bằng tiếng Latinh. Taylor là người cùng thời với Newton và Leibniz - người sáng lập ra phép tính vi phân và tích phân. Phương pháp của ông dựa trên công thức Newton, đưa ra biểu diễn gần đúng của một hàm trên một đoạn cho trước dưới dạng đa thức bậc nn, trùng với hàm đã cho tại n+1n+1 các điểm cách đều của đoạn đó (bao gồm cả các điểm cuối của nó). Taylor đã thực hiện quá trình chuyển đổi sang khúc dạo đầu trong công thức Newton cho n→∞n \rightarrow \infty theo cách hoàn toàn mang tính công thức mà không cần lo lắng về việc biện minh cho việc chuyển đoạn đến giới hạn.

Nhân dịp này, nhà khoa học và sử gia toán học nổi tiếng người Đức F. Klein đã viết: “Về bản chất, Taylor ở đây xử lý các vi phân (vi phân) nhiều hơn, có thể nói, một cách phù phiếm hơn những người theo Leibniz từng làm; Thật thú vị khi lưu ý rằng ông ấy vẫn… trước mắt Newton, quá chệch khỏi phương pháp giới hạn mà ông ấy đã sử dụng” *).

Kết quả là, nhiều nhà toán học từ các quốc gia khác nhau đã tham gia chứng minh phương pháp Taylor: Lagrange, Cauchy, Schlömlch, Roche, Peano và những người khác. Nhờ nỗ lực của họ, phương pháp biểu diễn hàm số bằng chuỗi Taylor và phương pháp biểu diễn gần đúng hàm số bằng đa thức đã được chứng minh đầy đủ.

Hiện nay, khái niệm chuỗi Taylor là một trong những khái niệm chính trong tính toán toán học. Chuỗi Taylor hoặc các tổng hữu hạn của chúng được sử dụng khi cần biểu diễn chính xác hoặc gần đúng các hàm biến thiên.

Bài tập

  1. Tận hưởng sự bình đẳng
    arctgx=∫0xdt1+t2(−∞<x<∞),\text{arctg} x = \int_0^x \frac{dt}{1+t^2} (-\infty < x < \infty),

chứng minh rằng với x⩾0x \geqslant 0 và n=0,1,…n = 0,1, \dots các bất đẳng thức sau là đúng:
x−x33+⋯−x4n+34n+3⩽arctgx⩽x−x33+⋯+x4n+14n+1.x - \frac{x^3}{3} + \dots - \frac{x^{4n+3}}{4n+3} \leqslant \text{arctg} x \leqslant x - \frac{x^3}{3} + \dots + \frac{x^{4n+1}}{4n+1}.

Nếu x<0x < 0 thì trong các bất đẳng thức này, dấu “<” phải được thay bằng “>”.

  1. Chứng minh rằng với −1<x⩽1-1 < x \leqslant 1 đẳng thức
    arctgx=x−x33+x55−x77+…\text{arctg} x = x - \frac{x^3}{3} + \frac{x^5}{5} - \frac{x^7}{7} + \dots

  2. Chứng minh đẳng thức π4=1−13+15−17+…\frac{\pi}{4} = 1 - \frac{1}{3} + \frac{1}{5} - \frac{1}{7} + \dots

  3. Chứng minh đẳng thức ln⁡2=1−12+13−14+…\ln 2 = 1 - \frac{1}{2} + \frac{1}{3} - \frac{1}{4} + \dots

  4. Chứng minh đẳng thức
    e−1=12!−13!+14!−…e^{-1} = \frac{1}{2!} - \frac{1}{3!} + \frac{1}{4!} - \dots

  5. Chứng minh đẳng thức
    (1+x)α=1+αx+α(α−1)2!x2+⋯+α(α−1)n!xn+…,(1+x)^{\alpha} = 1 + \alpha x + \frac{\alpha(\alpha-1)}{2!} x^2 + \dots + \frac{\alpha(\alpha-1)}{n!} x^n + \dots,
    ở đâu −1<x⩽1,−∞<α<+∞-1 < x \leqslant 1, -\infty < \alpha < +\infty.

Tờ 10

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

L. TARASOV

KHAI TRƯƠNG
NEUTON

Tất cả chúng tôi đều rất quan tâm đến câu hỏi
Cấu trúc và năng lực cốt lõi là chìa khóa để
lời giải của anh ấy, xuất hiện nhờ
neutron mở.

Niels Bohr (1932).

Ý nghĩ về sự tồn tại có thể
neutron lần đầu tiên được đề xuất
vào năm 1920 bởi nhà vật lý người Anh Rutherford. Neutron xuất hiện trước Rutherford dưới dạng một “ublet trung tính” - một kết nối chặt chẽ
giữa proton và electron.

Tờ 11

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

Giả thuyết neutron của Rutherford

Rutherford đi đến giả thuyết neutron bằng cách suy nghĩ về vấn đề cấu trúc của hạt nhân nguyên tử. Ví dụ, người ta biết rằng một nguyên tử của gel có 2 electron và do đó hạt nhân của nguyên tử này phải chứa 2 proton (xét cho cùng, một nguyên tử là trung tính). Tuy nhiên, khối lượng của nguyên tử gel không phải là hai mà lớn hơn bốn lần khối lượng của nguyên tử hydro. Về vấn đề này, nảy sinh ý tưởng rằng lõi gel bao gồm 2 electron và theo đó là 4 proton. Theo quan điểm của Rutherford, lõi gel bao gồm 2 proton và 2 cặp đôi trung tính. Ví dụ, một nguyên tử oxy có 8 electron và khối lượng của nó lớn gấp 16 lần khối lượng của nguyên tử hydro; do đó, có thể giả định rằng hạt nhân oxy chứa 16 proton và 8 electron (theo Rutherford - 8 proton và 8 nhân đôi trung tính).

Tại sao Rutherford trình bày neutron như một “bộ đôi” của một proton và một electron, chứ không phải là một hạt trung hòa độc lập? Điều này có thể hiểu được nếu chúng ta nhớ rằng vào những năm 20 của thế kỷ chúng ta chỉ có ba hạt cơ bản được biết đến - electron, proton, photon; vào thời điểm đó người ta thường chấp nhận rằng những hạt này đã làm cạn kiệt hoàn toàn toàn bộ bộ “gạch cơ bản” mà từ đó vật chất được tạo ra. Bằng cách xem neutron giả thuyết là “sự kết hợp” của một proton và một electron, Rutherford đã đi theo khái niệm được chấp nhận rộng rãi. Ngoài ra, khả năng phóng xạ β của hạt nhân đã được phát hiện vào năm 1898, dường như nó chỉ ra khá chắc chắn sự hiện diện của các electron bên trong hạt nhân nguyên tử (bức xạ β của hạt nhân - dòng electron).

Những hạn chế của giả thuyết neutron của Rutherford không làm mất đi giá trị lịch sử của nó. Rutherford đã tìm cách truyền cho nhiều học sinh của mình ý tưởng về “neutron” (ngay cả khi được biểu diễn dưới dạng một nguyên tử hydro thu nhỏ). Và điều hoàn toàn tự nhiên là một trong số họ, D. Chadwin, người đã thực sự khám phá ra neutron - không phải là một “cặp đôi trung tính” trung tính của proton và electron, mà là một hạt cơ bản mới.

Điều này xảy ra vào năm 1932. Phát hiện này xảy ra trước một số sự kiện thú vị trong thế giới vật lý.

Sự “đánh bật” electron ra khỏi hạt nhân nguyên tử

Một trong những sự kiện này xảy ra vào năm 1924, khi nhà vật lý người Pháp Louis de Broglie đề xuất so sánh neculovolin với electron. Độ dài của sóng λ này được biểu thị theo động lượng electron p như sau:

λ=hp,\lambda = \frac{h}{p},

trong đó h=6.6⋅10−34h=6.6 \cdot 10^{-34} J·s là hằng số vật lý phổ quát - hằng số Planck. Năm 1927, giả thuyết của de Broglie (và một phần là công thức (1)) đã nhận được sự xác nhận thực nghiệm trong các thí nghiệm phát hiện ra sự nhiễu xạ của electron khi đi qua các tấm kim loại mỏng.

Việc phát hiện ra tính chất sóng của electron đã làm thay đổi đáng kể quan điểm của các nhà vật lý về cấu trúc của hạt nhân nguyên tử. Bây giờ mọi chuyện đã trở nên rõ ràng: các electron không phải là một phần của hạt nhân nguyên tử - vì lý do là electron đơn giản là không thể “vừa” bên trong hạt nhân.

Các sơ đồ quy ước minh họa cấu trúc của lõi gel: a) - mô hình proton-electron; b) - mô hình với cặp đôi Rutherford trung tính; c) - mô hình proton-neutron. Ký hiệu: 1 - proton, 2 - electron, 3 - cặp đôi trung tính, 4 - neutron.

Trên thực tế, để lọt vào hạt nhân, electron phải có bước sóng λ không vượt quá đường kính d của hạt nhân: λ<d. Sử dụng (1), từ đây chúng ta thu được bất đẳng thức

p>h/d.p > h/d.

Giá trị tối thiểu của động lượng electron, xác định sự không giãn nở

Tờ 12

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

10

Venstom, rất lớn. Thật vậy, bằng cách thay thế d∼10−14d \sim 10^{-14} m (kích thước đặc trưng của hạt nhân nguyên tử được ước tính trong các thí nghiệm về sự tán xạ của các hạt α\alpha do Rutherford thực hiện vào năm 1910), chúng ta thu được
p≈6,6⋅10−20Дж.p \approx 6,6 \cdot 10^{-20} \text{Дж.}

Đối với một hạt có khối lượng m≈9,1×10−31m \approx 9,1 \times 10^{-31} kg thì đây là một xung lực rất lớn. Do đó, để ước tính năng lượng EE của electron, chúng ta phải sử dụng sự tương ứng của đường kính tương đối tính
E=pc2/v,E = pc^2/v,
(3)

trong đó c=3⋅108c = 3 \cdot 10^8 m/s là tốc độ ánh sáng trong chân không, vv là tốc độ của electron. (Sự tương ứng này tuân theo các công thức tương đối nổi tiếng
E=m0c21−v2/c2,p=m0v1−v2/c2,E = \frac{m_0 c^2}{\sqrt{1-v^2/c^2}}, p = \frac{m_0 v}{\sqrt{1-v^2/c^2}},
trong đó m0m_0 là khối lượng electron.)
Đặt v≈cv \approx c trong trường hợp đang xem xét, chúng tôi nhận được từ (3):
E≈pc.E \approx pc.
Bây giờ bất đẳng thức (2) có thể được viết lại thành
E>hc/d.E > hc/d.
Thay thế các giá trị hh, cc và dd ở đây, chúng ta nhận được: E>2⋅10−11E > 2 \cdot 10^{-11} J hoặc E>108E > 10^8 EV (hãy nhớ rằng 1 EV = 1,6 ×\times 10−19^{-19} J).
Vì vậy, để lọt vào hạt nhân nguyên tử bên trong, một electron phải có năng lượng ít nhất 10810^8 EV. Trong quá trình phân rã β của hạt nhân, năng lượng này sẽ được giải phóng. Tuy nhiên, như kinh nghiệm cho thấy, năng lượng được giải phóng bởi hạt nhân trong quá trình phân rã β nhỏ hơn đáng kể - nó không vượt quá 105−10610^5 - 10^6 EV (mỗi hạt nhân).
Do đó, người ta phải thừa nhận rằng, thứ nhất, các electron không có trong thành phần của hạt nhân và thứ hai, trong quá trình phân rã β của hạt nhân, một electron được sinh ra tại thời điểm xảy ra sự kiện phân rã (tương tự như cách các photon được sinh ra khi ánh sáng được phát ra bởi các nguyên tử).
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng mặc dù đã phát hiện ra tính chất sóng của electron, câu hỏi về sự hiện diện của electron trong hạt nhân vẫn tiếp tục bỏ ngỏ trong một thời gian. có lẽ vì lý do mà các tính chất sóng của electron dường như không thể hiểu được ở thang đo?

Nghiên cứu bí ẩn

Năm 1919, Rutherford là người đầu tiên thực hiện quá trình phân tách nhân tạo hạt nhân nitơ bằng các hạt α\alpha. Phản ứng hạt nhân này theo ký hiệu hiện đại trông như thế này:
147N+42He→178O+p\frac{14}{7}N + \frac{4}{2}He \rightarrow \frac{17}{8}O + p
(147N\frac{14}{7}N - hạt nhân nitơ, gồm 7 proton và 7 neutron; 42He\frac{4}{2}He - hạt nhân helium, hoặc α\alpha-hạt (2 proton, 2 neutron); 178O\frac{17}{8}O - hạt nhân của một trong các hợp chất oxy (8 proton, 9 neutron); pp - proton).
Trong những năm tiếp theo, việc tích hợp nghiên cứu các phản ứng hạt nhân xảy ra dưới tác động của các hạt α\alpha bắt đầu. Người ta phát hiện ra rằng các nguyên tố đa ánh sáng, khi bắn phá bằng hạt α\alpha, sẽ phát ra proton. Nhiều nhưng không phải tất cả!
Vào tháng 5 năm 1930, các nhà vật lý người Đức Bothe và Becker phát hiện ra rằng berili, khi bị bắn phá bởi các hạt α\alpha, không phát ra proton mà phát ra một số phát xạ khác, cho đến nay vẫn chưa được biết đến. Bức xạ này không để lại bất kỳ dấu vết nào trong buồng mây; Sự phát xạ này truyền qua khá nhiều tấm svizz (dày 10 cm) gần như không suy yếu. Do đó, người ta đề xuất rằng bức xạ γ\gamma rất cứng này là bức xạ điện từ, lượng tử của nó (γ\gamma-lượng tử) mang năng lượng rất lớn.
Các nhà vật lý người Pháp Irene và Frederic Jollu-Curie bắt đầu quan tâm đến bức xạ Bothe-Becker bí ẩn. Họ đặt một rào chắn làm từ chất chứa hydro - parafin - trên đường đi của bức xạ và ngay lập tức thu được một kết quả thú vị: hàng rào parafin, không giống như hàng rào chì, chặn bức xạ Bothe-Becker một cách đáng tin cậy; Đồng thời, một số lượng lớn proton bay nhanh từ parafin theo hướng bức xạ của cân.
Jollu-Curie cho rằng proton là hạt nhân giật lùi xuất hiện do sự va chạm của các photon có năng lượng rất cao với các nguyên tử hydro có trong parafin. Proton bị “đánh bật” khỏi nguyên tử hydro. Biết năng lượng của proton

Tờ 13

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

11

người ta có thể ước tính năng lượng của photon đã “đánh bật” proton này. Jollus-Curie đã đưa ra đánh giá này. Năng lượng của proton được xác định từ khoảng cách tối đa mà immi di chuyển trong không khí. Sau đó, dựa trên các định luật bảo toàn động lượng và năng lượng, người ta đưa ra ước tính năng lượng của photon tương ứng. Giá trị của giá trị này hóa ra rất lớn: ~5×10⁷ eV.

Mặc dù lời giải thích được đưa ra một cách chung chung nhưng nó không thể được coi là thỏa đáng và cuối cùng. Còn nhiều điều chưa rõ ràng. Năng lượng photon lớn đến từ đâu? Tại sao, trong khi sẵn sàng truyền năng lượng của chúng cho các proton, nhưng futon lại không muốn tương tác với các nguyên tử chì? Tuy nhiên, trong công trình của họ xuất bản ngày 18 tháng 1 năm 1932, Irène và Frédéric Jollu-Curie tiếp tục tin rằng bức xạ Bothe-Becker là bức xạ điện từ cứng. Những dòng kết luận của công trình cho biết: “Vì vậy, những quan sát của chúng tôi rõ ràng đã chứng minh rằng bức xạ điện từ tần số cao có khả năng giải phóng các proton trong các chất chứa hydro và mang lại cho chúng vận tốc cao”.

Khám phá neutron của Chadwick

Sau khi làm quen với công trình của Jollus-Curie, nhà vật lý người Anh D. Chadwick từ phòng thí nghiệm Rutherford ở Cambridge đồng ý rằng các nhà vật lý người Pháp (cũng như các nhà vật lý người Đức Bothe và Becker) đang nghiên cứu không phải bức xạ điện từ cứng mà là neutron. Chadwick là sinh viên của Rutherford; dưới ảnh hưởng của người thầy, từ lâu anh đã thấm nhuần ý tưởng về “neutron”, tìm kiếm neutron và mong đợi sẽ gặp chúng trong bất kỳ bức xạ mới nào. Sau này ông thừa nhận: “Tất nhiên, suy nghĩ của tôi xoay quanh neutron”.

Chadwick lặp lại các thí nghiệm Jollu-Curie, đưa sự tồn tại bổ sung vào chúng để kiểm tra giả thuyết neutron: ông đã sử dụng các cửa chớp khác nhau chứa các nguyên tố nhẹ (hydro, lithium, carbon, nitơ và các loại khác). Chadwick phát hiện ra rằng bức xạ bí ẩn được tạo ra khi bắn phá berili bằng các hạt alpha có khả năng tạo ra không chỉ proton mà còn cả các hạt nhân giật lùi khác - hạt nhân của lithium, carbon, nitơ, v.v.

Để đo năng lượng của các hạt nhân giật lùi, Chadwick đã sử dụng buồng định danh xung và máy hiện sóng. Buồng ion hóa có hai điện cực, giữa chúng có hiệu điện thế (10²—10³ V). Lõi giật lại, hoạt động gần các điện cực này, tạo ra sự phân tán của các nguyên tử khí dẫn hướng buồng. Các ion giật lùi và electron xuất hiện trên đường đi của hạt nhân dưới tác dụng của điện trường sẽ chuyển động đến các điện cực nối tương ứng; Kết quả là, một xung dòng điện xuất hiện trong mạch của buồng danh định, xung này có thể được áp dụng thành công vào máy ghi dao động. Bằng cách đo độ lớn của xung quan sát được trên máy hiện sóng, Chadwick đã xác định được năng lượng của các hạt nhân giật lùi khác nhau (proton, hạt nhân nitơ, v.v.). Sau khi so sánh năng lượng, ông đi đến kết luận: bức xạ phát sinh trong quá trình bắn phá berili bởi các hạt α không gì khác hơn là một dòng các hạt trung hòa có khối lượng gần bằng khối lượng của một proton.

Tờ 14

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

12

Và thế là vào ngày 27 tháng 2 năm 1932 (tức là chỉ một tháng sau khi công trình của Jollus-Curie được xuất bản), thông điệp ngắn gọn của Chadwick “Khả năng tồn tại của neutron” xuất hiện. Tin nhắn cho biết một phần:

“… Các kết quả thu được rất khó giải thích dựa trên giả định về bức xạ điện tử, nếu năng lượng và động lượng phải được bảo toàn trong quá trình va chạm. Tuy nhiên, khó khăn sẽ biến mất nếu chúng ta giả sử rằng bức xạ bao gồm các hạt có khối lượng 1 và nhiễm bẩn 0, tức là neutron. Có thể giả định rằng do hạt α bị hạt nhân Be bắt giữ, một hạt nhân 12^{12}C được hình thành và một neutron được phát ra… Sự va chạm của các neutron này với các nguyên tử mà chúng đi qua tạo ra các nguyên tử giật lại; Năng lượng quan sát được của các nguyên tử giật lại hoàn toàn phù hợp với quan điểm này.”

Lý luận và những phép tính khá đơn giản của Chadwick, dựa trên các định luật bảo toàn năng lượng và động lượng, thang đo là đáng nể. Hãy thử lặp lại chúng.

Giả sử rằng một hạt nhân có khối lượng mm (neutron giả định), có tốc độ vv, chịu bất kỳ va chạm đàn hồi nào với một hạt nhân có khối lượng nghỉ m′m'. Định luật bảo toàn năng lượng và động lượng đối với một va chạm nhất định có dạng:

mv2/2=mv12/2+m′v22/2,mv^2/2 = mv_1^2/2 + m'v_2^2/2,

mv=mv1+m′v2,mv = mv_1 + m'v_2,

trong đó v1v_1 và v2v_2 là vận tốc của hạt nhân mm và m′m' sau va chạm. Lưu ý rằng các vectơ v,v1v, v_1 và v2v_2 hướng dọc theo cùng một đường thẳng. Từ các phương trình này, chúng ta tìm được tốc độ của lõi giật lại (lõi m′m'):

v2=2vm/(m+m′)v_2 = 2vm/(m + m')

(v2,vv_2, v - giá trị tuyệt đối của vận tốc). Chúng ta hãy giả sử thêm rằng trong một trường hợp, lõi minshen có khối lượng m′m' (chúng ta biểu thị tốc độ của nó sau va chạm là v2′v_2') và trong trường hợp khác, nó có khối lượng m′′m'' (vận tốc v2′′v_2''). Từ (5) suy ra rằng

v2′/v2′′=(m+m′′)/(m+m′′).v_2'/v_2'' = (m + m'')/(m + m'').

Trong trường hợp minien chứa hydro và chứa nitơ, giá trị khối lượng hạt nhân giật lùi của m′=1m'=1 và m′′=14m''=14 tương ứng. Sau khi đo năng lượng của hạt nhân giật lùi đối với những miniene này, Chadwick nhận thấy rằng v2′/v2′′≈7v_2'/v_2'' \approx 7. Trong trường hợp này, thư từ (6) có dạng

(m+14)/(m+1)≈7,(m + 14)/(m + 1) \approx 7,

từ đó nó ngay lập tức theo sau m≈1m \approx 1.

Sơ đồ bố trí thí nghiệm của Chadwick: V.K. - buồng chân không; 1 - polonium, là nguồn của hạt α; 2 - hạt α; 3 — beryl minshen; 4 - bức xạ xuyên thấu (neutron); 5 - rào cản từ đó hạt nhân giật lùi bị đánh bật ra (các thí nghiệm được thực hiện với các rào cản khác nhau làm từ các nguyên tố nhẹ); 6 - hạt nhân giật lùi thoát ra khỏi bộ giảm chấn; I.K. - buồng ion hóa để đo năng lượng của hạt nhân giật lùi; 7 - điện cực để thu thập các ion được hình thành bởi các buồng bên trong khi đi qua lõi giật lại.

Tờ 16

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

14

Sự phát triển của phản ứng hạt nhân rất dễ giải thích. Khi một hạt tích điện va chạm với hạt nhân, xác suất nó xuyên qua hạt nhân bị giới hạn bởi lực đẩy Coulomb. Trong trường hợp va chạm của neutron với hạt nhân, các hạn chế loại này không tồn tại. Lực tương tác giữa neutron và hạt nhân ban đầu rất nhỏ; Chỉ ở những khoảng cách rất ngắn, nó mới bắt đầu phát triển nhanh chóng và có đặc tính hấp dẫn… Do đó, ngay cả những neutron có năng lượng rất thấp cũng có thể xuyên qua hạt nhân.”
Năm 1934, nhà vật lý người Ý E. Fermi đã phát hiện ra tính phóng xạ nhân tạo của hạt nhân nguyên tử dưới tác động của bức xạ neutron.
Cũng trong năm 1934, Fermi và các cộng sự đã quan sát thấy sự phân hạch của hạt nhân các nguyên tố nặng dưới tác dụng của neutron chậm. (Đúng, Fermi đã không đưa ra cách giải thích chính xác về hiện tượng quan sát được. Chỉ đến năm 1939, các nhà vật lý người Đức O. Hahn và F. Strassmann mới đưa ra kết luận lý thuyết chính xác: dưới tác dụng của neutron chậm, sự phân hạch của hạt nhân nặng và sự hình thành chất thải phóng xạ xảy ra.)
Việc phát hiện ra neutron đã bắt đầu kỷ nguyên vật lý hạt nhân, được đánh dấu vào giữa thế kỷ 20 bởi sự phát triển của vật lý hạt cơ bản và sự phát triển của công nghệ hạt nhân.
Trong lịch sử vật lý, năm 1932 thường được gọi là “năm của những phép lạ”, để ghi nhận vô số khám phá đáng chú ý xảy ra trong năm đó. Người ta có thể đồng ý với cái tên này ngay cả khi chúng ta chỉ tính đến việc phát hiện ra neutron.

Việc phát hiện ra neutron là một loại nút trong mạng lưới nghiên cứu khoa học có định hướng

NGHIÊN CỨU TÍNH PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

TÍCH LŨY DỮ LIỆU VỀ CẤU TRÚC CỦA HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ (KÍCH THƯỚC, KHỐI LƯỢNG, điện tích, THÀNH PHẦN, V.v.)

NGHIÊN CỨU CÁC PHẢN ỨNG HẠT NHÂN BỞI CÁC HẠT α

PHÁT TRIỂN CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO NĂNG LƯỢNG HẠT

PHÁT HIỆN NEURON

TẠO MÔ HÌNH HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ

NGHIÊN CỨU LỰC HẠT NHÂN

NGHIÊN CỨU CÁC PHẢN ỨNG HẠT NHÂN BỞI NEUTRO

KHÁM PHÁ PHÁT XẠ NUCLEI DO neutron gây ra

PHÁT HIỆN PHÂN NHÂN HẠT NHÂN

Tờ 17

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

15

T. Chernovor

Sau khi mặt trời lặn

Có thể nhìn thấy vệ tinh nhân tạo của Trái đất bằng mắt thường không? Đáp số câu hỏi này có vẻ rất tiện lợi: tất nhiên là không. Thật vậy, để mắt có thể nhìn thấy một vật ở xa thì kích thước góc f của vật đó (Hình 1) phải không nhỏ hơn φmin⁡≈1′≈10−4\varphi_{\min} \approx 1' \approx 10^{-4} rad. Điều này có nghĩa là một vệ tinh nằm cách bề mặt Trái đất R≈500R \approx 500 km có thể được nhìn thấy bằng mắt thường nếu kích thước tuyến tính của nó dd không nhỏ hơn Rφmin⁡≈50R \varphi_{\min} \approx 50 m! Vì vậy không thể quan sát Trái đất bằng mắt thường bằng vệ tinh nhân tạo. Tuy nhiên…

Hãy thử ước tính kích thước góc của các ngôi sao. Chúng ta sẽ giả sử rằng khoảng cách tới ngôi sao là R≈1016R \approx 10^{16} m (tại

Tờ 18

tr. 16Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

16

hoàng hôn (hoặc trước khi mặt trời mọc). Thực tế là có một khoảng thời gian giữa thời điểm mặt trời lặn ở đường chân trời và ở một độ cao nhất định phía trên đường chân trời. Và nếu ở độ cao nơi đặt vệ tinh, Mặt trời vẫn chưa lặn, nhưng đối với HH được quan sát thì nó đã lặn (Hình 2), thì ở phần CC′CC' của quỹ đạo, vệ tinh sẽ phát sáng đối với người quan sát như vậy. Rõ ràng là thời gian trôi qua càng ít kể từ khi mặt trời lặn ở đường chân trời thì phần quỹ đạo mà vệ tinh phát sáng có thể được quan sát càng lớn.

Chúng tôi đã nói “quan sát”. Nhưng làm thế nào? Có thể nhìn thấy một vệ tinh phát sáng bằng mắt thường không? Hãy xem.

Có một ngưỡng nhìn thấy năng lượng đối với mắt: mắt phản ứng với bức xạ ánh sáng nếu công suất của bức xạ này đi vào mắt ít nhất là Pmin⁡≈3⋅10−17P_{\min} \approx 3 \cdot 10^{-17} W. Hãy ước tính công suất bức xạ của vệ tinh đi vào mắt. Chính xác hơn, sức mạnh của bức xạ mặt trời, được phản xạ từ vệ tinh, đi vào mắt quan sát.

Chúng ta sẽ gọi tính tích phân của năng lượng bức xạ truyền qua một đơn vị diện tích trên một đơn vị thời gian.

Trong không gian gần Trái đất, độ tích hợp của bức xạ mặt trời bằng I0≈1,4⋅103I_0 \approx 1,4 \cdot 10^3 W/m2. Nếu diện tích bề mặt của vệ tinh là s≈10s \approx 10 m2 thì công suất bức xạ mặt trời tới vệ tinh là

Pc=I0s≈1,4⋅104P_c = I_0 s \approx 1,4 \cdot 10^4 Thứ ba. Một phần năng lượng này, khoảng 0,1, được phản xạ từ bề mặt vệ tinh *). Vì vậy chúng ta có thể coi vệ tinh là một nguồn bức xạ có công suất Pπ=kPc≈1,4⋅103P_\pi = kP_c \approx 1,4 \cdot 10^3 W (k=0,1k=0,1 là hệ số phản xạ).

Cường độ của bức xạ này ở khoảng cách RR tính từ vệ tinh bằng IR=Pπ/4πR2I_R = P_\pi/4\pi R^2 (4πR24\pi R^2 là diện tích của hình cầu “bao quanh” vệ tinh; công suất của bức xạ PπP_\pi từ vệ tinh đi qua khu vực này; vì vậy Pπ/4πR2P_\pi/4\pi R^2 chính xác là công suất bức xạ giảm trên một đơn vị diện tích, tức là tính tích hợp). Nếu vệ tinh nằm cách bề mặt Trái đất R≈500R \approx 500 km thì cường độ bức xạ đi vào mắt quan sát là IR≈0,4⋅10−9I_R \approx 0,4 \cdot 10^{-9} W/m2. Giả sử diện tích màn hình xem là khoảng 0,3 cm², bức xạ đi vào mắt xem là P≈10−14P \approx 10^{-14} W.

Vì vậy, P≫Pmin⁡P \gg P_{\min}. Điều này có nghĩa là quan sát từ Trái đất có thể thấy

*) Phần năng lượng mặt trời nào được phản xạ từ bề mặt vệ tinh (hay nói cách khác là hệ số phản xạ) phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt này, vào quá trình xử lý của nó. Và điều này được xác định bởi mục đích dự định của vệ tinh. Vì vậy giá trị của hệ số phản xạ dao động trong một phạm vi rộng. Đối với ước tính của chúng tôi, chúng tôi sẽ lấy giá trị 0,1.

Tờ 20

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

18

Sự thay đổi về chủ đề của bất đẳng thức cổ điển

Ghi chú này được viết bởi học sinh lớp 10 Misha Sevriok dựa trên báo cáo của em tại hội nghị Trường Moscow số 2. Nó chứng minh những bất đẳng thức mà tác giả đã tìm ra, những bất đẳng thức dễ thấy và khái quát về trung bình số học và trung bình hình học. Tất nhiên, chúng không phải là mới: trong các lĩnh vực toán học cổ điển, thực tế không có “điểm trống” nào có thể đạt được nếu không được đào tạo về máy chủ. Ví dụ, bằng chứng về các bất đẳng thức đã đề cập có trong cuốn sách tuyệt vời nhưng khó tiếp cận của Hardy, Leathwood và Polyan *); tuy nhiên, các chứng minh tổ hợp thuần túy của M. Sevriok là nguyên bản và đơn giản hơn đáng kể.

Những bất đẳng thức thuộc loại này cũng được nhiều độc giả khác của chúng tôi quan tâm. Ngoài ghi chú của M. Sevriok, trong số này chúng tôi xuất bản dưới dạng bài toán (M565) bất đẳng thức Maclaurin, các chứng minh thú vị được gửi bởi M. Rosenberg, cũng như bài toán P. Vinokur, cho thấy khả năng ứng dụng của bất đẳng thức loại này trong nhiều tình huống khác nhau.

Trong thời đại máy tính điện tử của chúng ta, thật vui khi biết rằng nghệ thuật sống động của các phép biến đổi đại số vẫn không mất đi sự hấp dẫn và không ngừng hữu ích…

Ngay cả người Hy Lạp cổ đại cũng biết rằng trung bình hình học ab\sqrt{ab} của hai số không âm không vượt quá trung bình số học a+b2\frac{a+b}{2} của chúng. Định lý này đúng với mọi số không âm a1,a2,…,ana_1, a_2, \dots, a_n:

1n(a1+⋯+an)≥(a1…an)1/n\frac{1}{n} (a_1 + \cdots + a_n) \geq (a_1 \dots a_n)^{1/n}

(sự bình đẳng chỉ xảy ra khi tất cả aia_i khớp); nó sẽ làm cơ sở cho mọi thứ tiếp theo.

Chuỗi bất đẳng thức đầu tiên

Ở đây, như trước đây, a1,a2,…,ana_1, a_2, \dots, a_n là các số không âm tùy ý. Ngoài tổng S1S_1 của tất cả aia_i riêng biệt, như trong bất đẳng thức (1), chúng ta sẽ quan tâm đến tổng các tích cặp có thể có của chúng S2=a1a2+a1a3+⋯+an−1anS_2 = a_1 a_2 + a_1 a_3 + \dots + a_{n-1} a_n,

tổng các tích có thể có của ba

S3=a1a2a3+a1a2a4+⋯+an−2an−1anS_3 = a_1 a_2 a_3 + a_1 a_2 a_4 + \dots + a_{n-2} a_{n-1} a_n

và nói chung là tổng SkS_k sản phẩm của họ trên kk thành phần (k≤nk \leq n). Tương tự, ngoài tích P1P_1 của tất cả aia_i riêng lẻ, chúng ta sẽ quan tâm đến tích của tất cả các tổng theo cặp có thể có

P2=(a1+a2)(a1+a3)……(an−1+an)P_2 = (a_1 + a_2) (a_1 + a_3) \dots \dots (a_{n-1} + a_n)

tích của tổng ba

P3=(a1+a2+a3)(a1+a2+a4)……(an−2+an−1+an)P_3 = (a_1 + a_2 + a_3) (a_1 + a_2 + a_4) \dots \dots (a_{n-2} + a_{n-1} + a_n)

và nói chung là tích PkP_k của tổng của chúng trên kk số hạng (k≤nk \leq n).

Hóa ra các đại lượng SkS_k và PkP_k cho k=1,2,…,nk=1, 2, \dots, n có ​​thể có các giới hạn trên và giới hạn dưới sau (theo S1=a1+⋯+anS_1 = a_1 + \dots + a_n và P1=a1…anP_1 = a_1 \dots a_n):

Cnk(S1n)k≥Sk≥CnkPkknC_n^k \left( \frac{S_1}{n} \right)^k \geq S_k \geq C_n^k P_k^{\frac{k}{n}}

(kn)CnkS1Cnk≥Pk≥kCnkP1kn\left( \frac{k}{n} \right)^{C_n^k} S_1^{C_n^k} \geq P_k \geq k^{C_n^k} P_1^{\frac{k}{n}}

Mở rộng việc ghi lại các công thức này trông rất nội bộ. Đừng tự bắn mình! Tốt hơn hết hãy giải mã một trong những công thức này (đối với các giá trị cụ thể, không quá lớn của k,nk, n) và bạn sẽ thấy rằng tất cả những điều này không quá đáng sợ. Ví dụ: với k=3,n=4k=3, n=4, biểu mẫu

Tờ 21

tr. 19Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

19

mula (I2)(I_2) trông như thế này:

4(a1+a2+a3+a44)3≥a1a2a3+a1a2a4+a1a3a4+a2a3a4≥4(a1a2a3a4)3/4.4 \left( \frac{a_1 + a_2 + a_3 + a_4}{4} \right)^3 \geq a_1 a_2 a_3 + a_1 a_2 a_4 + a_1 a_3 a_4 + a_2 a_3 a_4 \geq 4 \left( a_1 a_2 a_3 a_4 \right)^{3/4}.

Tại k=1k=1 các bất đẳng thức (I2)(I_2), (II1)(II_1) chuyển thành (1)(1); (I1)(I_1) và (II2)(II_2) trở thành (1)(1) tại k=nk=n (kiểm tra!). Như vậy, cả bốn bất đẳng thức (I)(I), (II)(II) đều có thể coi là dạng tổng quát hóa của bất đẳng thức (1)(1).

Chứng minh bất đẳng thức (I2)(I_2). Để ngắn gọn, chúng ta hãy đặt C=CnkC = C_n^k và bằng p~1,p~2,…,p~Cnk\tilde{p}_1, \tilde{p}_2, \dots, \tilde{p}_{C_n^k} chúng ta biểu thị các số hạng của tổng SkS_k (trên thực tế, có C=CnkC = C_n^k trong số chúng). Vì SkC\frac{S_k}{C} là trung bình số học của các số p~1,p~2,…,p~c\tilde{p}_1, \tilde{p}_2, \dots, \tilde{p}_c, theo (1)

SkC≥(p~1p~2…p~c)1/C.\frac{S_k}{C} \geq \left( \tilde{p}_1 \tilde{p}_2 \dots \tilde{p}_c \right)^{1/C}.

Mỗi aia_i là thành phần của chính xác Cn−1k−1C_{n-1}^{k-1} các số p~1,p~2,…,p~c\tilde{p}_1, \tilde{p}_2, \dots, \tilde{p}_c. Vì vậy, (p~1p~2…p~c)1/C=P1v\left( \tilde{p}_1 \tilde{p}_2 \dots \tilde{p}_c \right)^{1/C} = P_1^v, ở đâu v=Cn−1k−1C=Cn−1k−1Cnk=knv = \frac{C_{n-1}^{k-1}}{C} = \frac{C_{n-1}^{k-1}}{C_n^k} = \frac{k}{n}. Do đó, SkC≥P1k/n\frac{S_k}{C} \geq P_1^{k/n}, tức là Sk≥CP1k/nS_k \geq CP_1^{k/n}, là điều bắt buộc.

Đẳng thức trong (I2)(I_2) xảy ra khi k=nk=n, khi a1=⋯=ana_1 = \dots = a_n hoặc khi ít nhất n−k+1n-k+1 số từ tập hợp {a1,a2,…,an}\{a_1, a_2, \dots, a_n\} bằng 0.

Chứng minh bất đẳng thức (II2)(II_2). Chúng ta hãy biểu thị bằng s~1,s~2,…,s~C\tilde{s}_1, \tilde{s}_2, \dots, \tilde{s}_C các thành phần của sản phẩm PkP_k (như trước C=CnkC = C_n^k). Chúng ta hãy đặt q=kCq = k^C cho ngắn gọn. Ở phía bên trái của bất đẳng thức, tức là trong biểu thức PkP_k, chúng ta mở ngoặc. Chúng ta thu được tổng qq số hạng, mỗi số hạng là tích của CC số từ tập hợp {a1,a2,…,an}\{a_1, a_2, \dots, a_n\}, lấy một số từ mỗi s~i\tilde{s}_i. Trong tích của các số hạng này, mỗi aia_i chứa một thành phần, do tính đối xứng, có cùng số lần (chúng tôi biểu thị số này bằng μ\mu). Do đó tích này bằng P1μP_1^\mu, do đó

Pkq=(P1μ)1/q,\frac{P_k}{q} = \left( P_1^\mu \right)^{1/q},

hơn nữa, sự bình đẳng diễn ra khi và chỉ nếu tất cả các số hạng qq của chúng ta đều bằng nhau, đặc biệt là xảy ra với a1=⋯=ana_1 = \dots = a_n; sử dụng cái này, tìm μ\mu.

Hãy để a1=a2=⋯=an=2a_1 = a_2 = \dots = a_n = 2. Khi đó trong (2) đẳng thức s~1=s~2=⋯=s~C=2k,P1=2n\tilde{s}_1 = \tilde{s}_2 = \dots = \tilde{s}_C = 2k, P_1 = 2^n giữ nguyên, do đó (2k)Cq=(2n)μq,2C=2nμq,μ=Cqn\frac{(2k)^C}{q} = \left( 2^n \right)^{\frac{\mu}{q}}, 2^C = 2^{\frac{n\mu}{q}}, \mu = \frac{Cq}{n}.

Thay giá trị này vào (2), chúng ta thu được (II2)(II_2).

Rõ ràng là sự bằng nhau xảy ra khi k=1k=1 hoặc khi a1=⋯=ana_1 = \dots = a_n hoặc khi ít nhất kk số từ tập hợp {a1,a2,…,an}\{a_1, a_2, \dots, a_n\} bằng 0.

Để chứng minh bất đẳng thức (I1)(I_1) ta cần đến bất đẳng thức Maclaurin. Hãy đặt Sk=SkCnkS_k = \frac{S_k}{C_n^k}. Sau đó

Sˉ1≥Sˉ212≥Sˉ313≥⋯≥Sˉn1n\bar{S}_1 \geq \bar{S}_2^{\frac{1}{2}} \geq \bar{S}_3^{\frac{1}{3}} \geq \dots \geq \bar{S}_n^{\frac{1}{n}}

(nếu tất cả aia_i đều dương và không phải tất cả aia_i đều giống nhau thì hãy nhập dấu dừng >).

Chứng minh của bất đẳng thức này có thể tìm thấy trong HLP, trang 69 *).

Chứng minh bất đẳng thức (I1)(I_1) ngay sau đây từ (3). Quả thực SkC−1=Sˉk,S1n−1=Sˉ1S_k C^{-1} = \bar{S}_k, S_1 n^{-1} = \bar{S}_1, vì Cnk=nC_n^k = n. Điều này có nghĩa là (I1)(I_1) có dạng Sˉ1≥Sˉk1k\bar{S}_1 \geq \bar{S}_k^{\frac{1}{k}} và được chứa trong (3).

Hãy tự chứng minh điều đó bằng cách sử dụng bất đẳng thức Maclaurin cho (I2)(I_2).

Bất đẳng thức (II1)(II_1) được chứng minh tương tự như (I2)(I_2); Chúng tôi để lại bằng chứng này cho người đọc.

Điều kiện đẳng thức trong (I1)(I_1): a1=a2=⋯=ana_1 = a_2 = \dots = a_n hoặc k=1k=1, trong (II1)(II_1): a1=a2=⋯=ana_1 = a_2 = \dots = a_n hoặc k=nk=n.

*) Một bằng chứng khác do M. Rosenberg gửi sẽ được công bố dưới dạng lời giải bài toán M565.

Tờ 22

tr. 20Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

20

Chuỗi bất đẳng thức thứ hai

Ở đây a1,a2,…,an−na_1, a_2, \dots, a_n - n là các số x dương. Hãy để chúng tôi giới thiệu ký hiệu sau (chúng tôi giả sử rằng k≤n−1k \leq n - 1):

Σi=s~iS1−s~i,\Sigma_i = \frac{\tilde{s}_i}{S_1 - \tilde{s}_i},

Πi=p~iP1−p~i(i=1,2,…,C=Cnk).\Pi_i = \frac{\tilde{p}_i}{P_1 - \tilde{p}_i} \left( i = 1, 2, \dots, C = C_n^k \right).

Chúng tôi quan tâm đến ranh giới của những thay đổi trong giá trị ∗^* Σ1+Σ2+⋯+ΣC,Π1+Π2+⋯+ΠC,Σ1Σ2…ΣC,Π1Π2…ΠC\Sigma_1 + \Sigma_2 + \dots + \Sigma_C, \Pi_1 + \Pi_2 + \dots + \Pi_C, \Sigma_1 \Sigma_2 \dots \Sigma_C, \Pi_1 \Pi_2 \dots \Pi_C. Hóa ra các giới hạn này của biểu thức Σ1Σ2…ΣC\Sigma_1 \Sigma_2 \dots \Sigma_C phụ thuộc vào kk; chính xác:

при k∈[1,n2]имеем\text{при } k \in \left[ 1, \frac{n}{2} \right] \quad \text{имеем}
Σ1……ΣC∈[0,(kn−k)C],(III1)\Sigma_1 \dots \dots \Sigma_C \in \left[ 0, \left( \frac{k}{n-k} \right)^C \right], \quad (\text{III}_1)

при k=n2(если n четно)\text{при } k = \frac{n}{2} \quad \text{(если } n \text{ четно)}
Σ1……ΣC=1,(III2)\Sigma_1 \dots \dots \Sigma_C = 1, \quad (\text{III}_2)

при k∈[n2,n−1]имеем\text{при } k \in \left[ \frac{n}{2}, n-1 \right] \quad \text{имеем}
Σ1……ΣC∈[(kn−k)C,+∞].(III3)\Sigma_1 \dots \dots \Sigma_C \in \left[ \left( \frac{k}{n-k} \right)^C, +\infty \right]. \quad (\text{III}_3)

Bằng chứng cho lời khai (III3_3). Hãy gọi quan hệ loại thứ nhất là quan hệ từ nn số a1,a2,…,ana_1, a_2, \dots, a_n đến kk, quan hệ loại thứ hai - quan hệ từ cùng số đến n−kn-k. Cũng sẽ có CC, kể từ Cnk=Cnn−kC_n^k = C_n^{n-k}. Phần bên trong của quan hệ loại thứ hai theo thứ tự tùy ý và tổng các số trong quan hệ loại thứ ii sẽ được ký hiệu là s~i′\tilde{s}_i'. Rõ ràng là s~1′⋅s~2′…s~C′=(S1−s~1)×(S1−s~2)…(S1−s~C)\tilde{s}_1' \cdot \tilde{s}_2' \dots \tilde{s}_C' = \left( S_1 - \tilde{s}_1 \right) \times \left( S_1 - \tilde{s}_2 \right) \dots \left( S_1 - \tilde{s}_C \right). Chúng ta hãy xem xét một mối quan hệ tùy ý thuộc loại thứ nhất với số i−(ai1,ai2,…,aik)i - \left( a_{i_1}, a_{i_2}, \dots, a_{i_k} \right). Từ k>n2k > \frac{n}{2} suy ra k>n−kk > n-k và từ các số có trong quan hệ này, có thể tạo ra các quan hệ Cnn−kC_n^{n-k} thuộc loại thứ hai (với một số số γ1,γ2,…,γR\gamma_1, \gamma_2, \dots, \gamma_R, trong đó R=Cnn−kR = C_n^{n-k}) và mỗi số từ tập hợp {ai1,ai2,…,aik}\{ a_{i_1}, a_{i_2}, \dots, a_{i_k} \} sẽ được đưa vào chính xác Cnn−k−1C_n^{n-k-1} các quan hệ thuộc loại thứ hai như vậy. Vì vậy, Cnn−k−1s~i=s~γ1′+s~γ2′+⋯+s~γR′C_n^{n-k-1} \tilde{s}_i = \tilde{s}'_{\gamma_1} + \tilde{s}'_{\gamma_2} + \dots + \tilde{s}'_{\gamma_R}.

Từ (1) và (4) suy ra Cnn−k−1s~i≥R(s~γ1′s~γ2′…s~γR′)1/RC_n^{n-k-1} \tilde{s}_i \geq R \left( \tilde{s}'_{\gamma_1} \tilde{s}'_{\gamma_2} \dots \tilde{s}'_{\gamma_R} \right)^{1/R}. (5)

*) Những đại lượng này rất thú vị cho một số câu hỏi trong lý thuyết xác suất (ed.).

Tờ 23

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

21

Từ (7) và (8)

Σ1+⋯+Σc=(S1S1−s~1−1)+⋯+(S1S1−s~c−1)=S1[1S1−s~1+⋯+1S1−s~c]−C⩾CcHC−Cn−1k−1⋅CH−C=C2C−Cn−1k−1−C=kCn−k,\Sigma_1 + \dots + \Sigma_c = \left( \frac{S_1}{S_1 - \tilde{s}_1} - 1 \right) + \dots + \left( \frac{S_1}{S_1 - \tilde{s}_c} - 1 \right) = S_1 \left[ \frac{1}{S_1 - \tilde{s}_1} + \dots + \frac{1}{S_1 - \tilde{s}_c} \right] - C \geqslant \frac{C^c \sqrt{H}}{C - C_{n-1}^{k-1}} \cdot \frac{C}{\sqrt{H}} - C = \frac{C^2}{C - C_{n-1}^{k-1}} - C = \frac{kC}{n-k},

Q.E.D.

Đẳng thức trong (IV) chỉ đúng với a1=⋯=ana_1 = \dots = a_n. Nếu không phải như vậy thì không phải tất cả s~i\tilde{s}_i đều bằng nhau và đã có trong (6) và (7) dấu > xảy ra.

Mặt khác, Σ1+⋯+Σc\Sigma_1 + \dots + \Sigma_c có thể được tạo thành lớn theo góc, chẳng hạn như bằng cách tăng a1a_1 không giới hạn đối với các giá trị cố định của các số a2,a3,…,ana_2, a_3, \dots, a_n.

Bây giờ chúng ta hãy đưa ra ước tính về khung thay đổi trong các giá trị của Π1+⋯+Πc\Pi_1 + \dots + \Pi_c và Π1…Πc\Pi_1 \dots \Pi_c. Đại lượng đầu tiên tại k≠n/2k \neq n/2 nhận bất kỳ giá trị dương nào. Đối với k=n/2k = n/2 (n chẵn) nó có giá trị tối thiểu bằng C=CknC = C_k^n, đạt đến a1=⋯=ana_1 = \dots = a_n và vẫn không bị giới hạn ở trên. Giá trị thứ hai tại k≠n/2k \neq n/2 cũng có thể nhận bất kỳ giá trị dương nào và tại k=n/2k = n/2 (n chẵn) giá trị này luôn bằng 1.

hộp giá rẻ

Hai bức tường của hộp có dạng hình chữ nhật song song và thể tích 1 m³ được làm bằng một loại vật liệu, trong khi các bức tường còn lại được làm bằng vật liệu có giá thành rẻ hơn 8 lần. Ở kích thước hộp x,y,zx, y, z nào thì chi phí nguyên vật liệu cần thiết để sản xuất nó là tối thiểu?

Lời giải e. Giả sử giá của 1 mét vuông vật liệu thứ hai bằng pp rúp. Theo các điều kiện, từ vật liệu đầu tiên, chúng liền kề hoặc không. Trong trường hợp đầu tiên, chi phí vật liệu bằng

S1=8p(xy+yz)+p(xy+yz+2xz)=p⋅xyz(9z+9x+2y)=p(9z+9x+2y),S_1 = 8p(xy + yz) + p(xy + yz + 2xz) = p \cdot xyz \left( \frac{9}{z} + \frac{9}{x} + \frac{2}{y} \right) = p \left( \frac{9}{z} + \frac{9}{x} + \frac{2}{y} \right),

trong lần thứ hai -

S2=8p2xy+p(2xz+2yz)=2pxyz(8z+1y+1x)=2p(8z+1y+1x).S_2 = 8p2xy + p(2xz + 2yz) = 2pxyz \left( \frac{8}{z} + \frac{1}{y} + \frac{1}{x} \right) = 2p \left( \frac{8}{z} + \frac{1}{y} + \frac{1}{x} \right).

Hãy áp dụng bất đẳng thức

a+b+c3⩾abc\frac{a + b + c}{3} \geqslant \sqrt{abc}

giữa trung bình nghệ thuật và trung bình hình học (xem trang 18) đối với các biểu thức này. chúng tôi nhận được

S1⩾963p и S2⩾12p.S_1 \geqslant 9 \sqrt[3]{6} p \text{ и } S_2 \geqslant 12p.

Dễ dàng nhận thấy điều đó 963p>12p9 \sqrt[3]{6} p > 12p. Chi phí của S2S_2 sẽ tối thiểu khi và chỉ khi giá trị tối thiểu là tổng của 8z+1y+1x\frac{8}{z} + \frac{1}{y} + \frac{1}{x} với điều kiện cuối cùng được thỏa mãn khi và chỉ khi 8z+1y+1x=1x\frac{8}{z} + \frac{1}{y} + \frac{1}{x} = \frac{1}{x} với điều kiện cuối cùng.

Đối với điều này, điều cần và đủ là 8/z=1/y=1/x8/z = 1/y = 1/x.

Vì xyz=1xyz = 1 nên nó dẫn đến x=y=0,5;z=4x = y = 0,5; z = 4.

Như vậy, các bức tường của vật liệu thứ nhất phải không liền kề và có hình vuông, cạnh 0,5 m, khoảng cách giữa chúng là 4 m.

R. Vinokur

Một chứng minh khác của định lý trung bình

Bất đẳng thức giữa trung bình số học và trung bình hình học của hai số dương là một mối quan hệ toán học rất quan trọng. Khóa học của chúng tôi đã nhiều lần xuất bản các tài liệu về chủ đề này. Trong Hình 1 cho thấy một hình vuông có cạnh 0,5 m và khoảng cách giữa chúng là 4 m.

∣CD∣=∣AD∣⋅∣DB∣,|CD| = \sqrt{|AD| \cdot |DB|},
∣OC∣=∣AD∣+∣DB∣|OC| = \sqrt{|AD| + |DB|}

Tờ 24

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

22

Bài toán

M561—M565; F573—F577

M561. Hai hình tam giác A1B1C1A_1B_1C_1 và A2B2C2A_2B_2C_2, có diện tích là S1S_1 và S2S_2, được sắp xếp sao cho các tia A1B1A_1B_1 và A2B2A_2B_2, B1C1B_1C_1 và B2C2B_2C_2, C1A1C_1A_1 và C2A2C_2A_2 song song nhưng ngược chiều nhau. Tìm diện tích tam giác có các đỉnh tại trung điểm của các đoạn A1A2A_1A_2, B1B2B_1B_2, C1C2C_1C_2.

L. Kuptsov

M562. Trên đoạn [0; 1] một tập hợp MM được đưa ra, là sự kết hợp của một số phân đoạn, sao cho khoảng cách giữa hai điểm bất kỳ từ MM không bằng 0,1. Chứng minh rằng tổng độ dài các đoạn tạo thành MM nhỏ hơn a) 0,55; b) 0,5.

A. Kach, học sinh lớp 10

M563. Hàm ff được xác định trên khoảng [a;b][a; b] cho 4 và có đạo hàm liên tục f′f' trên đó. Chứng minh rằng bên trong đoạn [a;b][a; b] tồn tại điểm xx thỏa mãn

f′(x)−(f(x))2<1.f'(x) - (f(x))^2 < 1.

S. Fomin

M564. Đối với các điểm MM của cạnh BCBC của tam giác ABCABC thì phát biểu sau đây đúng: △MPQ≅△ABC\triangle MPQ \cong \triangle ABC, nếu các điểm PP và QQ là:

a) tâm của các đường tròn được mô tả tương ứng xung quanh các hình tam giác ABMABM và ACMACM (Hình 1);
b) giao điểm của các đường trung tuyến;
b) giao điểm của đường cao của chúng?

E. Turkevich

M565. Đặt a1,a2,…,ana_1, a_2, \dots, a_n là các số dương phân biệt. Chúng ta hãy biểu thị bằng bkb_k giá trị trung bình số học của tất cả các tích có thể có của kk các số đã cho (k=1,2,…,nk = 1, 2, \dots, n):

b1=a1+a2+⋯+ann,b_1 = \frac{a_1 + a_2 + \cdots + a_n}{n},

b2=a1a2+a1a3+⋯+an−1ann(n−1),b_2 = \frac{a_1a_2 + a_1a_3 + \cdots + a_{n-1}a_n}{n(n-1)},

bn=a1a2…an.b_n = a_1a_2 \dots a_n.

Tờ 25

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

23

Chứng minh các bất đẳng thức:
a) b1⩾b2b_1 \geqslant \sqrt{b_2};
b) bk2⩾bk−1bk+1b_k^2 \geqslant b_{k-1}b_{k+1} (k=2,…,n−1k=2, \dots, n-1);
b) kkbk⩾kk+1bk+1k^k \sqrt{b_k} \geqslant k^{k+1} \sqrt{b_{k+1}} (k=2,…,n−1k=2, \dots, n-1).

M. Rosenberg

F573. Ước tính lượng nước có thể được mang đi trong một sàng có ô vuông có kích thước 2×22 \times 2 mm. Đường kính của sàng là 20 cm. Các sợi sàng không bị ướt bởi nước.

F574. Hai quả bóng có khối lượng m1=0,2m_1 = 0,2 kg và m2=0,3m_2 = 0,3 kg bay về phía nhau với tốc độ v=20v = 20 m/s mỗi quả. Đồ thị lực tương tác của các quả bóng khi va chạm theo thời gian được thể hiện trên Hình 2. Nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình va chạm của các quả bóng là bao nhiêu?

I. Slobodechkiy

F575. Trong mạch hiển thị ở Hình 3, tất cả các vôn kế và điện trở đều giống nhau. Emf của pin là E=5E = 5 V, điện trở trong của pin thấp. Vôn kế trên cùng hiển thị U=2U = 2 V. Các vôn kế khác hiển thị gì?

A. Zilberman

F576. Dọc theo đường thẳng OBOB mặt phẳng chuyển động đều với tốc độ v>cv > c (bằng tốc độ âm thanh). Người quan sát quan sát chuyến bay từ điểm AA (Hình 4). Tại thời điểm mặt phẳng ở điểm OO, một thiết bị đặc biệt được lắp trên mặt phẳng sẽ phát ra hai xung âm thanh ngắn: đầu tiên là xung có biên độ nhỏ, sau đó là xung có biên độ lớn. Khoảng thời gian giữa các xung là tt. Trong những điều kiện nào người quan sát có thể ghi lại được xung có biên độ lớn trước tiên, sau đó là xung nhỏ? Khoảng cách OAOA bằng LL, góc AOBAOB bằng θ\theta.

B.Bolotovsky

F577. Ở nhiệt độ bên ngoài t0=−20∘Ct_0 = -20^\circ C, pin đang hoạt động sẽ duy trì nhiệt độ t1=16∘Ct_1 = 16^\circ C trong phòng. Khi, ngoài pin, nguồn điện có công suất P1=1P_1 = 1 kW được bật, nhiệt độ trong phòng bằng t2=22∘Ct_2 = 22^\circ C. Xác định nhiệt năng của pin.

Khi đánh dấu e. Sự chuyển dịch cơ thể từ cơ thể này sang cơ thể khác tỷ lệ thuận với chênh lệch nhiệt độ giữa các cơ thể này (ΔP=kΔt\Delta P = k\Delta t, k=constk = \text{const}).

Tờ 26

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

24

Lời giải bài toán
M513, M514, F514, F521—F525

M513. Chứng minh rằng tồn tại một số AA sao cho đồ thị của hàm số y=Asin⁡xy = A \sin x có ​​thể mô tả ít nhất 1978 ô vuông không tạo thành từng cặp. (Một hình vuông được gọi là nội tiếp nếu tất cả các đỉnh của nó đều thuộc đồ thị.)

Hình 1.

Hình 2.

Để điểm (x;y)(x; y) là đỉnh của hình vuông nội tiếp trong đồ thị Γ\Gamma tâm O=(0;0)O = (0; 0) thì điều kiện (x;y)∈Γ(x; y) \in \Gamma và (−y;x)∈Γ(-y; x) \in \Gamma là đủ, tức là các điều kiện

y=Asin⁡x,−x=Asin⁡y;y = A \sin x, -x = A \sin y;

trong trường hợp này, (−x;−y)∈Γ(-x; -y) \in \Gamma và (y;−x)∈Γ(y; -x) \in \Gamma, vì OO là tâm đối xứng của đồ thị Γ\Gamma (Hình 1; hàm y=Asin⁡xy = A \sin x là số lẻ). Như vậy, mỗi nghiệm của phương trình

sin⁡(Asin⁡x)=−xA,x>0,y=Asin⁡x>0\sin (A \sin x) = -\frac{x}{A}, x > 0, y = A \sin x > 0 (1)

tương ứng với một hình vuông nội tiếp có tâm OO. Hãy chứng minh rằng với AA lớn, phương trình này có nhiều nghiệm.

Trên mỗi phân đoạn x∈[2πk;2πk+π/2]x \in [2\pi k; 2\pi k + \pi/2] các giá trị y=Asin⁡xy = A \sin x tăng từ 0 lên AA; trên mỗi đoạn x∈[2πk+π/2;2πk+π]x \in [2\pi k + \pi/2; 2\pi k + \pi] giảm từ AA xuống 0 (Hình 2; k=1,2,…k = 1, 2, \dots). Hãy lấy A=2πnA = 2\pi n. Khi đó các giá trị z=sin⁡yz = \sin y tại yy, thay đổi từ 0 thành AA, chạy qua đoạn [−1;1][-1; 1] 2n2n lần (lần “chạy” này bắt đầu và kết thúc tại z=0z = 0, Đặt k<nk < n. Khi đó trên mỗi đoạn [2πk;2πk+π/2][2\pi k; 2\pi k + \pi/2] và [2πk+π/2;2πk+π][2\pi k + \pi/2; 2\pi k + \pi] phương trình (1) sẽ có 2n2n căn - đối với mỗi lần chuyển đổi zz từ 0 đến (−1)(-1) và ngược lại, đồ thị z=sin⁡(Asin⁡x)z = \sin (A \sin x) cắt đường thẳng z=−xAz = -\frac{x}{A} 2n2n lần, vì ∣x/A∣<1|x/A| < 1 tại 0≤x≤2πk+π<A0 \leq x \leq 2\pi k + \pi < A và trong phương trình tổng (1) sẽ có 4n24n^2 căn (k=0,1,…,n−1k = 0, 1, \dots, n - 1).

Để đảm bảo rằng hình vuông không mang tính xây dựng theo từng cặp, chúng ta chỉ lấy x∈[0;π/2]x \in [0; \pi/2]. Đối với A>1978πA > 1978\pi, phương trình (1) sẽ có đoạn này có ít nhất 1978 nghiệm và càng nhiều xx thì càng có nhiều y=Asin⁡xy = A \sin x và x2+y2\sqrt{x^2 + y^2}; Điều này có nghĩa là tất cả các ô vuông 1978 tương ứng đều không mang tính xây dựng.

Một cái khác, hình học hơn lời giải bài toán M513 có thể thu được dựa trên việc xem xét sau: xoay đồ thị Γ\Gamma của hàm y=Asin⁡xy = A \sin x bằng 90∘90^\circ quanh điểm OO. Khi đó, bất kỳ điểm giao nhau nào của đồ thị Γ\Gamma và đồ thị xoay Γ′\Gamma' (ngoại trừ OO) đóng vai trò là đỉnh của hình vuông có tâm OO nội tiếp tại Γ\Gamma.

Lưu ý rằng tất cả các hình vuông được thảo luận trong các giải pháp của chúng tôi đều có tâm đối xứng tại điểm OO. Rõ ràng, bất kỳ hình vuông nào nội tiếp Γ\Gamma đều có tâm đối xứng tại một trong các điểm (2πn;0)(2\pi n; 0) (tức là tại một trong các tâm đối xứng của đồ thị Γ\Gamma); cố gắng chứng minh điều đó

N. Vasiliev

M514. Chứng minh rằng tồn tại một dãy thao tác cực đại (xn)(x_n) sao cho với mọi mm và kk riêng biệt thì bất đẳng thức đúng

∣xm−xk∣≥∣m−k∣−1.|x_m - x_k| \geq |m - k|^{-1}.

Chúng tôi sẽ trình bày hai lời giải bài toán, để người đọc đánh giá ưu và nhược điểm của mỗi loại.

Lưu ý rằng việc xây dựng một chuỗi giới hạn (xn)(x_n) thỏa mãn (1) cho ε=1/10\varepsilon = 1/10 là đủ. Trong trường hợp này, điều cần thiết là các thành viên của dãy có số khác nhau 1, khác nhau ít nhất 1/101/10, các thành viên khác nhau bởi -

Tờ 28

tr. 26Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

26

  1. mật mã của chữ số 0 là chữ số 0;
  2. bất kỳ chữ số nào cũng có thể được xây dựng lại một cách duy nhất (“được giải mã”) bằng chữ số của nó;
  3. nếu các chữ số của hai chữ số liền kề nhau thì m. đ. khác nhau 1 hoặc 9 thì các số đó không liền kề nhau.

Chúng ta hãy biểu thị chuỗi được mã hóa bằng (yn)(y_n). Chúng ta hãy chứng minh rằng dãy (yn)(y_n) sao cho với mọi mm và kk bất đẳng thức thì bất đẳng thức

∣ym−yk∣⋅∣m−k∣≥1/100.|y_m - y_k| \cdot |m - k| \geq 1/100.

Đặt m>km > k, m=al…a1‾m = \overline{a_l \dots a_1}, k=bl…b1‾k = \overline{b_l \dots b_1} (chúng ta luôn có thể giả sử rằng kk có cùng số chữ số như mm, thêm, nếu cần, số kk ở bên trái với một số số 0 nhất định; trong trường hợp này, theo 1) số yky_k sẽ được điền bằng các số 0 ở bên phải).

Đặt ym=0y_m = 0, α1…αs−1αs…αl‾\overline{\alpha_1 \dots \alpha_{s-1} \alpha_s \dots \alpha_l}, yk=0y_k = 0, β1…βs−1βs…βl\beta_1 \dots \beta_{s-1} \beta_s \dots \beta_l,

và ym−yk=0y_m - y_k = 0, 0…00 \dots 0? …?

(Chúng tôi tin rằng ym>yky_m > y_k; dấu hoa thị * biểu thị chữ số có nghĩa đầu tiên, dấu hiệu? - bất kỳ số nào bạn thích.) Sau đó, ∣ym−yk∣≥10−s|y_m - y_k| \geq 10^{-s}. Bây giờ chúng ta so sánh các số mm và ss. Để làm điều này, hãy so sánh các số α1…αs−1‾\overline{\alpha_1 \dots \alpha_{s-1}} và β1…βs−1‾\overline{\beta_1 \dots \beta_{s-1}}. Vì khai triển của số ym−yky_m - y_k có số 0 sau dấu thập phân s−1s-1 nên hai số này giống nhau hoặc khác nhau 1.

Với tia 1. Nếu α1…αs−1‾=β1…βs−1‾\overline{\alpha_1 \dots \alpha_{s-1}} = \overline{\beta_1 \dots \beta_{s-1}} thì αs≠βs\alpha_s \neq \beta_s; Điều này có nghĩa là as≠βsa_s \neq \beta_s, từ đó ∣m−k∣≥10s−1|m - k| \geq 10^{s-1}, vì khi trừ kk từ mm, chúng ta nhận được một số khác 0 kết thúc bằng s−1s-1 0.

Với tia 2. Nếu α1…αs−1‾=β1…βs−1‾+1\overline{\alpha_1 \dots \alpha_{s-1}} = \overline{\beta_1 \dots \beta_{s-1}} + 1 thì các số αs−1\alpha_{s-1} và βs−1\beta_{s-1} liền kề nhau. Khi đó, theo thuộc tính 3), các chữ số as−1a_{s-1} và bs−1b_{s-1} không liền nhau, có nghĩa là trong phép khai triển thập phân của số m−km-k chữ số trong chữ số 10s−210^{s-2} không bằng 0, do đó ∣m−k∣≥10s−2|m - k| \geq 10^{s-2}.

Trong cả hai trường hợp ∣ym−yk∣⋅∣m−k∣≥10−2|y_m - y_k| \cdot |m - k| \geq 10^{-2}, đó là điều cần chứng minh.

Thứ hai lời giải. Chúng ta đặt xn=n2−anx_n = n\sqrt{2} - a_n, trong đó ana_n là số nguyên lớn nhất, không vượt quá n2n\sqrt{2}. Rõ ràng là 0<xn<10 < x_n < 1. Hãy để chúng tôi chứng minh điều đó cho bất kỳ m>k>1m > k > 1 nào

∣xm−xk∣⋅(m−k)>1/4,|x_m - x_k| \cdot (m - k) > 1/4,

nghĩa là dãy (4xn)(4x_n) bị loại trừ.

Hãy đánh giá sức mạnh của số lượng

∣xm−xk∣=∣(m−k)2−am−ak∣|x_m - x_k| = |(m - k)\sqrt{2} - a_m - a_k|

=∣2(m−k)2−(am−ak)∣∣(m−k)2+(am−ak)∣.= \frac{|2(m - k)^2 - (a_m - a_k)|}{|(m - k)\sqrt{2} + (a_m - a_k)|}.

Tử số là một số nguyên khác 0 (số 2\sqrt{2} là số vô tỷ) nên không nhỏ hơn 1. Mẫu số rất dễ ước tính, sử dụng thực tế là am<m2+ak>k2−1a_m < m\sqrt{2} + a_k > k\sqrt{2} - 1:

(m−k)2+(am−ak)<2(m−k)2+1<(m−k)(22+1)<4(m−k).(m - k)\sqrt{2} + (a_m - a_k) < 2(m - k)\sqrt{2} + 1 < (m - k)(2\sqrt{2} + 1) < 4(m - k).

Từ đây chúng ta nhận được ∣xm−xk∣>14(m−k)|x_m - x_k| > \frac{1}{4(m - k)}.

S. Konyakin, A. Kusherenko

Tờ 29

tr. 27Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

27

F514. Vải dây cao su làm bằng zeug được làm bằng các sợi (dây) đàn hồi chắc chắn, chứa đầy cao su đàn hồi mềm. Các dây tạo thành một góc 2α với nhau (Hình 6). Một hình trụ mát được làm từ vải makoe và các nắp kim loại được gắn vào các đầu của hình trụ (Hình 7). Không khí được hút vào bên trong xi lanh. Trong các thí nghiệm, người ta đã thay thế rằng khi thêm không khí vào, hình trụ sẽ có một trong ba hình dạng như trong Hình 8. Hình dạng phụ thuộc vào góc 2α giữa các sợi ren. Giá trị uela nào tương ứng với dạng nào?

Hình 6.

Hình 7. Hình 8.

Bây giờ, hãy xem xét trạng thái cân bằng của một hình vuông trên khung vẽ từ cạnh l, “có thể nhìn thấy” ở một góc φ so với trục hình trụ, với φ ≤ 1. Hình vuông này chịu tác dụng bởi một lực ép ngang F₃ ≈ pl², và từ phía của phần còn lại của khung vẽ bởi một lực nằm ngang F₄ = 2Q₁l sin φ/2 ≈ Q₂lφ (Hình 9). Vì φ = l/R nên F₄ = Q₂l²/R.

Ở trạng thái cân bằng, F₃ = F₄, nghĩa là pl² = Q₂l²/R, từ đó Q₂ = pR = 2Q₁.

Lực Q₁ và Q₂ đại diện cho lực căng tương đương của sợi. Hãy tìm chúng, giả sử rằng lực căng của sợi dây bằng T, và cạnh của ô tạo thành bởi sợi dây bằng a. Dễ dàng nhận thấy khoảng cách theo phương ngang giữa các giao điểm của ren trong trường hợp này bằng 2a cos α, và khoảng cách theo phương thẳng đứng là 2a sin α. Điều này có nghĩa là trên mặt ngang của hình vuông tính từ cạnh l có n₁ = 2l/2a cos α = l/a cos α và ở mặt đứng có n₂ = l/a sin α ren. Cân bằng theo chiều dọc Q₁l của lực căng của ren, được ước tính, bằng n₁T cos(π/2 - α) = n₁T sin α = Tl tan α/a, ngang - Q₂l = n₂T cos α = Tl/a tan α (Hình 10).

Trong trường hợp bề mặt bậc hai, Q₂ = 2Q₁, do đó T/a tan α = 2T tan α/a, do đó tan²α = 1/2, α ≈ 35° 16′. Tại α > 35° 16′ bề mặt có hình dạng giống như trên Hình 8.6, và tại α < 35° 16′ - như trong Hình 8.8.

Tờ 30

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

28

F521. Hình 11 cho thấy một phần quỹ đạo của phấn tốt, được ném dưới bề mặt về phía chân trời. Ở thùy A viên phấn có tốc độ bằng giá trị trục hoành là 20 m/s. Hỏi quả chanh di chuyển từ ngăn A sang ngăn B trong bao lâu?

Một vật được ném nghiêng một góc so với đường chân trời sẽ chuyển động với gia tốc đều bởi gia tốc rơi tự do gg; hình chiếu vận tốc của nó lên trục OXOX không đổi và hình chiếu vận tốc của nó lên trục thẳng đứng OYOY thay đổi theo thời gian theo định luật

vy=v0+gt,v_y = v_0 + gt,

trong đó g=−9,8 m/c2g = -9,8 \text{ m/c}^2 là hình chiếu của vectơ gg lên trục OYOY. Nếu t0t_0 là thời gian chuyển động của vật từ điểm A đến điểm B thì vBy=vAy+gt0v_{By} = v_{Ay} + gt_0, từ đâu

t0=vBy−vAyg=Δvyg.t_0 = \frac{v_{By} - v_{Ay}}{g} = \frac{\Delta v_y}{g}.

Do đó, để tìm t0t_0, bạn cần tìm sự thay đổi trong hình chiếu vận tốc của vật lên trục OYOY.

Các vectơ vAv_A và vBv_B của vận tốc của vật tại các điểm A và B có hướng tiếp tuyến với quỹ đạo của vật tại các điểm này. Hãy vẽ vectơ vAv_A theo tỷ lệ được chọn tùy ý và vẽ tiếp tuyến với quỹ đạo tại điểm B. Tìm hình chiếu vxv_x của vận tốc của vật lên trục OXOX tại điểm A và vẽ một đoạn có cùng độ dài trên một đường nằm ngang vẽ qua điểm B. Bây giờ hãy vẽ một đường thẳng đứng đi qua điểm cuối của đoạn bị hoãn, tìm vectơ vBv_B và hình chiếu của nó vByv_{By} để trục OYOY. Sau khi đo vAyv_{Ay} và vByv_{By} bằng thước, chúng tôi tìm thấy giá trị Δvy\Delta v_y (nó không phụ thuộc vào thang đo đã chọn) và sau đó là thời gian t0t_0 chuyển động của cơ thể từ điểm A đến điểm B.

Trong trường hợp của chúng tôi Δvy=∣vBy∣+∣vAy∣=33 (м/c)\Delta v_y = |v_{By}| + |v_{Ay}| = 33 \text{ (м/c)}, t0≈3,3 ct_0 \approx 3,3 \text{ c}.

I. Slobodetsky

F522. Giá ở hình 12 cho thấy k bảy biến moka có hướng U0=220 BU_0 = 220 \text{ B}. Hướng giữa các hạt A và B là gì?

Hãy vẽ sơ đồ vector chỉ hướng của mạch điện. Vectơ chỉ phương giữa các điểm A và B bằng tổng các vectơ chỉ phương trên tụ điện và điện trở, nghĩa là nó được biểu thị bằng đường chéo của hình chữ nhật dựng trên vectơ U⃗C\vec{U}_C và U⃗R\vec{U}_R (Hình 13):

Hình 12.

Hình 13.

U⃗ab=U⃗C+U⃗R;Uab=∣U⃗C+U⃗R∣=U0=220 B.\vec{U}_{ab} = \vec{U}_C + \vec{U}_R; \quad U_{ab} = |\vec{U}_C + \vec{U}_R| = U_0 = 220 \text{ B}.

Vectơ chỉ hướng giữa các điểm A và B bằng hiệu UCU_C và URU_R và do đó được biểu thị bằng một đường chéo khác của cùng một hình chữ nhật. Vì các đường chéo của một đường thẳng bằng nhau nên

UAB=Uab=220 B.U_{AB} = U_{ab} = 220 \text{ B}.

A. Zilberman

F523. Một viên đạn phát triển tại một điểm nhất định trên quỹ đạo của nó thành hai mảnh gỗ. Trong Hình 14, được thực hiện khi xác định tỷ lệ, các dấu thập đánh dấu lo-

Nếu khối lượng của các mảnh bằng mAm_A và mBm_B thì khoảng cách rAr_A và rBr_B từ các mảnh đến tâm khối tại mọi thời điểm phải sao cho

r2r1=m1m2=const.\frac{r_2}{r_1} = \frac{m_1}{m_2} = \text{const.}

Tờ 31

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

29

Vỏ Zhenya và một trong các mảnh vỡ ở những khoảng thời gian liên tiếp bằng nhau. Chúng ta hãy tìm vị trí của mảnh thứ hai theo tỉ số giữa các khoảnh khắc của thời gian, nếu biết rằng nó ở điểm B vào thời điểm mảnh thứ nhất ở điểm A. Mũi tên trong hình chỉ hướng của gia tốc rơi tự do. Mô tả phương pháp thi công.

Hình 14.

F524. Mô hình máy bay trực thăng, được mô tả với kích thước bằng 1/10, được giữ trong không khí bằng công suất momora 30 W. Mỗi bit là công suất tối thiểu của máy bay trực thăng được mô tả từ cùng chất liệu với mô hình?

Khối tâm của hệ chuyển động giống như một hạt có khối lượng M=m1+m2M=m_1+m_2 chuyển động khi chịu tác dụng của các lực tác dụng lên hệ. Trong trường hợp của chúng tôi, chỉ có trọng lực tác động lên hệ thống. Do đó, khối tâm của hệ tiếp tục chuyển động dọc theo cùng một parabol mà nó đã chuyển động trước khi lớp vỏ phát nổ.

Không khó để tìm được các vị trí liên tiếp của khối tâm. Từ hình vẽ cho thấy điểm a là đỉnh của parabol. Điều này xuất phát từ thực tế là các điểm trước và điểm tiếp theo nơi đặt bên ngoài (bb và b′b') nằm trên cùng một đường ngang. Do đó, sau khi đạn vỡ, khối tâm của hệ, sau những khoảng thời gian bằng nhau liên tiếp, xuất hiện trên cùng một đường nằm ngang với các điểm c, d, e, f, v.v.. Các điểm c′,d′,e′,f′c', d', e', f', v.v., tại đó có khối tâm, đối xứng với các điểm c, d, e, f, v.v. so với đường thẳng đứng đi qua điểm a.

Tại thời điểm các mảnh ở điểm A và B thì khối tâm của chúng ở điểm e′e'. Theo hình vẽ, người ta thấy rằng điểm e′e' chia đoạn AB thành các phần, độ dài của chúng có quan hệ với nhau là rA:rB=2:1r_A:r_B=2:1 (do đó, mA:mB=1:2m_A:m_B=1:2).

Để tìm vị trí của đoạn thứ hai sau những khoảng thời gian liên tiếp bằng nhau, chúng ta vẽ các đường thẳng đi qua các điểm A1A_1 và c′c', A2A_2 và d′d', A3A_3 và f′f', v.v. Trên các đường thẳng này từ điểm c′,d′,e′,f′c', d', e', f', v.v., chúng ta vẽ các đoạn có độ dài bằng 1/2∣A1c′∣1/2|A_1c'| tương ứng, 1/2∣A2d′∣1/2|A_2d'|, 1/2∣A3f′∣1/2|A_3f'|, v.v. Phần cuối của các đoạn này là các điểm B1B_1, B2B_2, B3B_3, v.v. - và cho biết vị trí của đoạn thứ hai phù hợp với các thời điểm.

Một chiếc trực thăng (hoặc mô hình) bay lơ lửng trên không nhờ phản lực xảy ra khi cánh quạt bị “ném” vào luồng không khí. Theo định luật III Newton, phản lực tác dụng lên máy bay trực thăng (lên cánh quạt) có giá trị tuyệt đối bằng lực tác dụng lên máy bay phản lực.

Chúng ta hãy biểu thị ρ\rho mật độ không khí, SS diện tích của máy bay phản lực và vv giá trị tuyệt đối của tốc độ máy bay phản lực. Sau đó, trong thời gian Δt\Delta t, cánh quạt được ném ra khỏi không khí SvΔtSv\Delta t với khối lượng m=ρSvΔtm=\rho Sv\Delta t, và động lượng của không khí thay đổi một lượng

Δp=mv=ρSv2Δt.\Delta p=mv=\rho Sv^2\Delta t.

Theo định luật II của Newton, một lực FF tác dụng lên các vivis sao cho giá trị tuyệt đối của nó bằng

F=ΔPΔt=ρSv2.F=\frac{\Delta P}{\Delta t}=\rho Sv^2.

Lực tuyệt đối tương tự tác dụng lên trực thăng. Để trực thăng tiếp tục ở trên không, FF phải bằng giá trị tuyệt đối MgMg của lực hấp dẫn tác dụng lên trực thăng:

ρSv2=Mg.\rho Sv^2=Mg.

Công suất NN của lực đẩy bằng năng lượng truyền vào không khí trong 1 giây:

N=mv22Δt=ρSv32.N=\frac{mv^2}{2\Delta t}=\frac{\rho Sv^3}{2}.

Thay vào (*) v=MgρSv=\sqrt{\frac{Mg}{\rho S}}, ta được

N=12MgMgρS.N=\frac{1}{2}Mg\sqrt{\frac{Mg}{\rho S}}.

Vì khối lượng MM của máy bay trực thăng tỷ lệ thuận với thể tích của nó, tức là lập phương có kích thước tuyến tính M∼L3M \sim L^3 và S∼L2S \sim L^2, nên

Tờ 32

tr. 30Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

30

từ (**) ta có:

N∼L7/2.N \sim L^{7/2}.

Điều này có nghĩa là tỷ số công suất động cơ của máy bay trực thăng và mô hình phải bằng tỷ số kích thước tuyến tính của chúng với công suất 7/2, nghĩa là

NNмод=(LLмод)7/2.\frac{N}{N_{\text{мод}}} = \left( \frac{L}{L_{\text{мод}}} \right)^{7/2}.

Từ đây

N=Nмод⋅107/2≈95 кВт.N = N_{\text{мод}} \cdot 10^{7/2} \approx 95 \text{ кВт}.

F525. Khi dòng điện tăng, hướng phóng hồ quang qua khe phóng điện sẽ giảm, có xu hướng đạt đến một giá trị không đổi nhất định ở dòng điện cao. Hồ quang được mắc nối tiếp với một số điện trở dằn. Đặc tính dòng điện-điện áp của một mạch điện được thể hiện trên Hình 15. 1) Hãy xây dựng đặc tính dòng điện-điện áp của một hồ quang không có điện trở dằn. 2) Sử dụng biểu đồ thu được, chúng ta xác định điện trở tối đa của điện trở chấn lưu mà tại đó hồ quang có thể cháy theo hướng của nguồn U=85 ВU=85 \text{ В}.

Hình 15.

Hình 16.

  1. Điện áp UU ở đầu vào hệ thống bằng tổng hướng UдU_{\text{д}} trên khe phóng điện hồ quang và hướng URU_R trên điện trở. Vì UR=1RU_R=1R, trong đó II là dòng điện trong mạch, thì

U(I)=Uд(I)+1R.U(I)=U_{\text{д}}(I)+1R.

Giá trị Uд(I)U_{\text{д}}(I) giảm khi II tăng và ở giá trị hiện tại cao, nó có xu hướng đạt đến một giá trị không đổi nào đó U0U_0. Điều này có nghĩa là ở dòng điện cao sự phụ thuộc U(I)U(I) trở thành tuyến tính -

U(I)=1R+U0,U(I)=1R+U_0,

Hơn nữa, tiếp tuyến của góc α\alpha của đồ thị trên với trục hiện tại bằng RR:

tgα=ΔUΔI=R.tg \alpha = \frac{\Delta U}{\Delta I} = R.

Từ Hình 15 có thể thấy rằng tại I>10I>10 A, đồ thị U(I)U(I) là một ví dụ thực tế về một đường thẳng. Theo hình ảnh có

R=80−5517,5≈1,4 (Ом).R = \frac{80-55}{17,5} \approx 1,4 \text{ (Ом)}.

Để xây dựng đặc tính dòng điện-điện áp của hồ quang, mỗi giá trị dòng điện IiI_i cần tìm giá trị Uд(Ii)=Ui−IiRU_{\text{д}}(I_i)=U_i-I_iR (các giá trị UiU_i, lấy từ biểu đồ, IiR=1,4IiI_iR=1,4 I_i). Đặc tính dòng điện-điện áp của hồ quang được thể hiện trên hình 16. 2) Hãy xác định điện trở cực đại RmaxR_{\text{max}} của điện trở dằn mà tại đó hồ quang có thể cháy theo hướng nguồn U=85 ВU=85 \text{ В}.

Trên biểu đồ Uд(I)U_{\text{д}}(I), chúng ta vẽ giới hạn tải U−1RU-1R (U=85 ВU=85 \text{ В}), tương ứng với các giá trị RR. Rõ ràng, giá trị RR càng lớn thì góc α\alpha giữa đường tải và trục hiện tại càng nhỏ. Nếu đường tải không có điểm chung với đồ thị Uд(I)U_{\text{д}}(I) thì việc đốt hồ quang là không thể. Do đó, rõ ràng điện trở cực đại RmaxR_{\text{max}} của điện trở tại đó hồ quang cháy tương ứng với điện áp tải chạm vào đồ thị Uд(I)U_{\text{д}}(I). Từ Hình 16, người ta thấy,

Rmax=ΔUΔI≈357=5 (Ом).R_{\text{max}} = \frac{\Delta U}{\Delta I} \approx \frac{35}{7} = 5 \text{ (Ом)}.

(Các điểm giao nhau của sơ bộ tải với đồ thị Uд(I)U_{\text{д}}(I) (ví dụ: các điểm aa và bb) xác định khả năng giá trị hiện tại và hướng trên hồ quang đối với một điện trở nhất định của điện trở chấn lưu. Điểm aa tương ứng với sự cháy hồ quang không ổn định và điểm bb tương ứng với ổn định.)

Tờ 33

tr. 31Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

31

Bài tập

  1. Bức vẽ mô tả một khu rừng (làm bằng diêm) và Cô bé quàng khăn đỏ, một người theo đạo Hindu đối với Bà. Sắp xếp lại hai trận đấu để Cô bé quàng khăn đỏ quay trở lại.

  2. Một số có ba chữ số được đưa ra. Hãy tìm tích các chữ số của nó. Sau đó chúng ta tìm tích của các chữ số của kết quả. Số ban đầu và hai sản phẩm thu được có thể được mô tả tương ứng như trong hình (các số giống nhau thay thế các số giống nhau). Số ban đầu là bao nhiêu? Có bao nhiêu lời giải có bài toán?

  3. Điền vào các ô trống của hình lục giác bằng các số tự nhiên sao cho chúng chứa tất cả các số từ 1 đến 19 và trong tất cả năm hàng của mỗi hướng trong ba hướng (dọc và hai xiên), tổng các số trong cùng một hàng sẽ bằng nhau.

  4. Học sinh Vadim và Kolya chơi cờ. Nadya, em gái của Kolya, đi ngang qua. Khi được hỏi Nadya bao nhiêu tuổi, Kolya trả lời: “Nếu bạn nhân số ngày hôm nay trong tuần với số ngày sinh của Nadya và với số nơi cô ấy sinh ra, bạn sẽ có được năm sinh của Nadya”. Vadim và Kolya chơi cờ vào ngày nào trong tuần?

  5. Giáo sư Thử nghiệm tiến hành một loạt bài kiểm tra, dựa vào đó ông cho điểm trung bình đối với môn học. Sau khi trả lời bài kiểm tra cuối cùng, John nhận ra rằng nếu anh ấy nhận được 97 điểm trong bài kiểm tra cuối cùng này thì điểm trung bình của anh ấy sẽ là 90. Mặt khác, nếu anh ấy chỉ nhận được 73 điểm trong bài kiểm tra cuối cùng thì điểm trung bình của anh ấy sẽ là 87. Có bao nhiêu bài kiểm tra trong bộ bài của Giáo sư Kiểm thử?

Tờ 34

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

32

V. Tikhonov

Thông thường, các công cụ khác nhau được sử dụng để nghiên cứu các hiện tượng vật lý khác nhau. Tuy nhiên, có những công cụ phổ quát giúp ta có thể hiểu được nhiều hiện tượng vật lý. Tuy nhiên, một trong những thiết bị như vậy chính là… khinh khí cầu nổi tiếng.

V. Tikhonov

Thí nghiệm từ trên không với bóng bay

  1. Thổi phồng quả bóng lên và buộc lại. Dùng một sợi chỉ xuyên qua đường kính của quả bóng (Hình 1), đặt nó vào tủ lạnh trong 3-4 giờ rồi lấy ra khỏi đó.

Kích thước của quả bóng có thay đổi không? Trời đã trở nên lạnh hơn một tháng rồi phải không? Nhiệt độ không khí bên trong quả bóng có thay đổi không?

Sau khi lấy quả bóng bay ra khỏi tủ lạnh, tất nhiên bạn sẽ nhận thấy rằng nó đã bị co lại và nhăn nheo bằng cách nào đó. Một sợi dây buộc quanh đường kính của quả bóng sẽ treo lủng lẳng trên nó và có thể dễ dàng tháo ra khỏi nó. Điều này có nghĩa là thể tích của quả bóng đã giảm.

Cao su làm vỏ quả bóng là vật liệu cách nhiệt tốt nên bạn khó có thể cảm nhận được sự thay đổi nhiệt độ của quả bóng.

Nhưng không khí bên trong quả bóng trở nên lạnh hơn. Hãy cố gắng giải thích tại sao.

  1. Mỗi tay cầm một quả bóng khô, căng phồng buộc vào một sợi chỉ. Yêu cầu sản phẩm của bạn chà xát các quả bóng (Hình 2): một khi cả hai quả bóng được cọ xát bằng một chiếc dép len, và lần khác, một quả bóng được cọ xát bằng một chiếc dép len, quả còn lại bằng một chiếc dép lụa. Teller, hãy chắp tay lại.

Điều gì sẽ xảy ra với những quả bóng - chúng sẽ dính hay nảy lên?

Như bạn đã biết, khi xảy ra ma sát, các vật thể sẽ bị nhiễm điện. Nếu bạn chà cả hai quả bóng bằng một chiếc dép len (hoặc lụa), chúng sẽ nhiễm điện cùng loại và sẽ đẩy nhau. Nếu một quả bóng được cọ xát bằng một chiếc dép len và quả bóng kia bằng một chiếc dép lụa thì điện tích trên các quả bóng sẽ khác nhau và các quả bóng sẽ dính vào nhau.

  1. Thổi phồng quả bóng bay. Sau đó, không cần buộc, hãy kéo nó ra dưới dạng hình con dao (Hình 3) và thả ra.

Điều gì sẽ xảy ra với quả bóng?

Đáp số Câu trả lời cho câu hỏi này rất đơn giản - bằng cách co lại, lớp vỏ cao su bị kéo căng sẽ đẩy không khí ra khỏi quả bóng, kết quả là quả bóng bắt đầu chuyển động như tên lửa.

  1. Lấy một hộp thiếc đã mở và tạo một vết lõm nhỏ ở đáy. Đặt một quả bóng bay đã phồng lên vào bình và hút không khí qua bộ phận loại bỏ (Hình 4).

Quả bóng sẽ hành xử như thế nào?

Tờ 35

tr. 33Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

33

Áp suất bên trong bình nhỏ hơn bên ngoài nên áp suất của không khí bên ngoài sẽ ép quả bóng vào bình. Ngoài ra, lực ma sát còn giúp quả bóng không bị trượt khỏi hộp.

  1. Đặt vỏ cao su của một quả bóng bay vào một chiếc lọ rỗng, gắn một con trỏ vào vỏ và đặt một thước đo bên cạnh nó (Hình 5). Bạn sẽ nhận được một số loại thiết bị đo lường. Theo dõi vị trí của mũi tên trên nhà gỗ khi thiết bị ở trong phòng, trong bồn tắm hoặc bên ngoài.

Chính xác thì bạn nghĩ điều gì đã thay đổi thiết bị này?

Tất nhiên, bạn đã đồng ý rằng thiết bị bạn chế tạo là phong vũ biểu. Với sự trợ giúp của phong vũ biểu như vậy, bạn có thể dễ dàng theo dõi những thay đổi của áp suất không khí. Nếu áp suất không khí bên ngoài tăng lên (áp suất bên trong lon trở nên lớn hơn), vỏ sẽ được bơm vào bên trong lon và kim sẽ nhô lên trên vỏ hộp. Nếu áp suất bên ngoài giảm (và nhỏ hơn áp suất bên trong), vỏ sẽ cong ra ngoài và mũi tên rơi xuống.

A. Dozorov

Một quả bóng không xẹp xuống

Lấy một lọ thủy tinh lớn và đậy chặt bằng nút có cắm hai ống thủy tinh vào (Hình 6). Đầu tiên đặt ống cao su vào đầu trên của ống và đốt vỏ cao su của quả bóng bay vào đầu dưới của một trong các ống. (Có thể phát vai trò của ống T1T_1 bằng cách nhấn KK, được hiển thị bằng đường chấm trong Hình 6.)

Để ống ống T1T_1 tự do và bơm bóng bay qua ống T2T_2. Sau đó, nếu bạn thả T2T_2, quả bóng sẽ xẹp xuống một cách tự nhiên.

Bây giờ hãy làm như sau. Khi mở ống T1T_1, hãy thổi phồng quả bóng và kẹp ngay ống của cả hai ống. Sau đó, nếu bạn mở ống T2T_2, quả bóng thực tế sẽ không xẹp xuống. Tại sao?

Nó khá dễ dàng để giải thích. Ngay khi chúng ta thả ống T2T_2 ra, quả bóng bắt đầu xẹp xuống dưới tác động của lớp vỏ cao su bị kéo căng. Đồng thời, thể tích của nó sẽ giảm và thể tích không khí trong bình (khi đóng ống T1T_1) sẽ tăng lên. Kết quả là áp suất không khí trong bình sẽ giảm. Tại một thời điểm nào đó nó trở nên nhỏ hơn áp suất không khí bên trong quả bóng. Sự truyền áp suất này làm cho lớp vỏ bị kéo căng lành lại và quả bóng sẽ ngừng xẹp xuống. Rõ ràng, quả bóng càng được bơm căng thì càng ít xẹp.

Tờ 36

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

34

M. Kreizman

Hãy thay thế hình

Người ta biết rằng phương pháp đổi biến được sử dụng rộng rãi trong đại số. Không kém phần hiệu quả, “sự thay thế” có thể được áp dụng trong hình học. Có kỹ thuật lời giải hình học bài toán này như sau: hình được đề cập trong điều kiện bài toán được thay thế bằng một hình có cùng giá trị mong muốn để giúp tìm giá trị này dễ dàng hơn.

Trong hai bài toán đầu tiên, hãy giải bài toán thay thế đơn giản nhất - thay thế đoạn này bằng đoạn khác.

Nhiệm vụ 1. Từ điểm C lấy ra ngoài nút AOB bằng 60°, bỏ đi các biến CD, CM và CN tương ứng với các cạnh OA, OB và phân giác ON của nút này. Xác định |BẬT| nếu |CM|=d₁ và |CD|=d₂.

Lời giải. Gọi E và P là giao điểm của (CN) với (OB) và (OA) (Hình 1). Tam giác thu được OEP rất khắc kỷ. Phân tích hình dẫn đến ý tưởng thay thế đoạn ON bằng đoạn EF đồng dạng, trong đó (EF)⊥(OP): có thể dễ dàng so sánh độ dài của đoạn EF với độ dài đã cho của các đoạn CD và CM.

Hãy thực hiện [EK]⊥[CD] (xem Hình 1);

Sau đó
|EF| = |KD| = |CD| — |CK| = = |CD| — |CM| = d₂ — d₁.
Ở đây chúng tôi giả định rằng d₂>d₁. Trường hợp d₁>d₂ được hiển thị trong Hình 2 và tương tự như trường hợp d₂>d₁. Trận chung kết đáp số: |BẬT| = |d₁—d₂|.

Bài 2. Trong tam giác đều ABC (|AB|=|BC|), kẻ AD vuông góc từ đỉnh A đến cạnh BC. Hình bán nguyệt nội tiếp tam giác ABD và ACD sao cho đường kính của chúng lần lượt nằm trên [BD] và [AD]. Tìm tỉ số diện tích của các hình bán nguyệt này nếu kích thước của nút B bằng π/4.

Lời giải. Nếu chúng ta tính đến S1S2=(r1r2)2\frac{S_1}{S_2} = \left( \frac{r_1}{r_2} \right)^2, thì giá trị mong muốn sẽ được tìm thấy nếu chúng ta xác định tỷ lệ bán kính của hình bán nguyệt trên đó; Để làm điều này, chúng ta thay bán kính O₁M (Hình 3) bằng một đoạn thẳng với nó, đó là cạnh huyền của một tam giác vuông có một góc nhọn đã biết. Vì B^=π4\widehat{B} = \frac{\pi}{4} nên |AD|=|BD|, |MB|=|MO₁|=r₁. Xét rằng |AD|=|AM| và |BA|=|BC|, chúng ta nhận được |MB|=|CD| - đoạn MB có thể được thay thế bằng đoạn CD. Trong tam giác vuông O₂CD

Tờ 37

tr. 35Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

35

Hình 4. Hình 5. Hình 6.

O2CD^=12ACD^=3π16;\widehat{O_2CD} = \frac{1}{2} \widehat{ACD} = \frac{3\pi}{16};
do đó S1S2=ctg23π16.\frac{S_1}{S_2} = \text{ctg}^2 \frac{3\pi}{16}.

Trong ba nhiệm vụ tiếp theo, chúng ta sẽ thay thế một hình dạng phức tạp hơn (tam giác, paramid).

Bài toán 3. Trong tam giác này, hãy nội tiếp một hình chữ nhật có đường chéo có chiều dài ngắn nhất sao cho một cạnh của tam giác (hoặc phần kéo dài của nó) chứa hai đỉnh, và hai cạnh còn lại chứa một đỉnh của hình chữ nhật này.

Lời giải e. Nếu trong bài toán này, chúng ta không nói về một hình tam giác tùy ý mà là về một hình chữ nhật có góc vuông chung với hình chữ nhật đã cho, thì lời giải sẽ không gây ra bất kỳ khó khăn nào: hình chữ nhật được yêu cầu sẽ là hình chữ nhật trong đó đường chéo vuông góc với cạnh huyền của tam giác (Hình 4). Hãy thử thay tam giác này bằng tam giác vuông có hình chữ nhật nội tiếp bằng hình cần tìm.

Giả sử B1ACB_1AC là một tam giác vuông (A^=90∘\hat{A} = 90^\circ) có cùng đáy ACAC và (B1B)∥(AC)(B_1B) \parallel (AC) (Hình 5). Sau đó ∣M1N1∣=∣MN∣|M_1N_1| = |MN| (thử nghiệm). Trong tam giác B1ACB_1AC, chúng ta nội tiếp một hình chữ nhật AM1N1K1AM_1N_1K_1 có đường chéo nhỏ nhất (Hình 5). Đường M1N1M_1N_1 sẽ cắt các cạnh BABA và BCBC lần lượt tại các điểm MM và NN. Hãy thực hiện [MF]⊥[AC][MF] \perp [AC] và [NK]⊥[AC][NK] \perp [AC]. Tam giác vuông FMNKFMNK chính là hình mà chúng ta đang tìm kiếm.

Bài toán 4. Chứng minh rằng bán kính của các đường tròn được mô tả bởi các bộ làm tròn AHB,BHCAHB, BHC và AHCAHC,

HH khác là giao điểm của các đường cao của tam giác nhọn ABCABC, bằng nhau.

Lời giải e. Chúng ta hãy coi một trong những hình tam giác này (ví dụ: ΔBHC\Delta BHC) là một tam giác dựng và tìm bán kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác.

1 chiều. Qua đỉnh BB chúng ta vẽ một đường thẳng song song với chiều cao CKCK và qua CC - một đường thẳng song song với chiều cao BMBM; gọi FF là giao điểm của những đường này (Hình 6).

Tứ giác BHCFBHCF là hình bình hành nên ΔBFC≅ΔBHC\Delta BFC \cong \Delta BHC. Xét tứ giác ABFCABFC:

([FB][CK][FC][BM])⇒(ABF^ACF^90∘).\begin{pmatrix} [FB] \\ [CK] \\ [FC] \\ [BM] \end{pmatrix} \Rightarrow \begin{pmatrix} \widehat{ABF} \\ \widehat{ACF} \\ 90^\circ \end{pmatrix}.

Do đó, các điểm A,B,FA, B, F và CC nằm trên cùng một đường tròn nên R△ABC=R△BFCR_{\triangle ABC} = R_{\triangle BFC} (R△ABCR_{\triangle ABC} biểu thị bán kính của đường tròn ngoại tiếp bởi hình tròn ΔABC\Delta ABC).

(ΔBFC≅ΔBHC\Delta BFC \cong \Delta BHC) ⇒(R△BFC=R△BHC)\Rightarrow (R_{\triangle BFC} = R_{\triangle BHC}).

Tiếp theo, (R△ABC=R△BFCR△BFC=R△BHC)⇒(R△ABC=R△BHC).\begin{pmatrix} R_{\triangle ABC} = R_{\triangle BFC} \\ R_{\triangle BFC} = R_{\triangle BHC} \end{pmatrix} \Rightarrow (R_{\triangle ABC} = R_{\triangle BHC}).

Có thể chứng minh theo cách tương tự rằng R△AHB=R△AHC=R△ABCR_{\triangle AHB} = R_{\triangle AHC} = R_{\triangle ABC}.

Phương pháp 2. Chúng ta hãy mô tả một hình tam giác tròn ABCABC là một hình tròn và kéo dài chiều cao của nó APAP cho đến khi nó giao với đường tròn đã vẽ tại điểm EE (Hình 7). Lưu ý rằng CBM^=PAC^\widehat{CBM} = \widehat{PAC} (mỗi góc này được bổ sung bởi góc ACBACB đến 90∘90^\circ) và PAC^=CBE^\widehat{PAC} = \widehat{CBE}

Tờ 38

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

36

(mỗi trong số chúng được đo bằng một nửa độ lớn góc của cung EC mà chúng nằm trên đó); do đó ∠CBE≅∠CBH\angle CBE \cong \angle CBH. Ta chứng minh tương tự rằng ∠BCE≅∠BCH\angle BCE \cong \angle BCH. Vì vậy, △BEC≅△BHC\triangle BEC \cong \triangle BHC, do đó, R△BEC=R△BHCR_{\triangle BEC} = R_{\triangle BHC}.

Các điểm A, B, C và E nằm trên cùng một đường tròn nên R△BEC=R△ABCR_{\triangle BEC} = R_{\triangle ABC}. Cuối cùng chúng tôi nhận được R△BHC=R△ABCR_{\triangle BHC} = R_{\triangle ABC}.

Tương tự, chúng ta chứng minh rằng bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác AHB và AHC bằng bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.

Nhiệm vụ 5*). Cho một hình lập phương có đáy ABCD và A1B1C1D1A_1B_1C_1D_1. Tìm thể tích của khối trung diện AD1_1EF, trong đó E là trung điểm của cạnh DC và F là trung điểm của cạnh BB, nếu cạnh của hình lập phương là 1.

Đã giải quyết và e. Chúng ta vẽ một đường thẳng l đi qua điểm D1_1 song song với [AF] (Hình 8).

(l∥[AF][AF]⊂(AA1B1))⇒(l∥(AA1B1)).\begin{pmatrix} l & \| [AF] \\ [AF] \subset (AA_1B_1) \end{pmatrix} \Rightarrow (l \| (AA_1B_1)).

Vì D1∈(DD1C1)D_1 \in (DD_1C_1) và (DD1C1)∥(AA1B1)(DD_1C_1) \parallel (AA_1B_1), bất kỳ đường thẳng nào (một phần, đường l) vẽ qua điểm D1_1 song song với (AA1B1)(AA_1B_1) sẽ nằm trong mặt phẳng của mặt DD1C1C_1C_1C. Hãy để l∩(DC)=Kl \cap (DC) = K. Từ thực tế là, (D1K)∥[AF](D_1K) \parallel [AF] và [AF]⊂(AFE)[AF] \subset (AFE), chúng ta thu được (D1K)∥(AFE)(D_1K) \parallel (AFE), và do đó trực tràng D1_1AFE có kích thước bằng với paramida KAFE (chúng có cơ sở chung -

*) bài toán này được đưa ra vào năm 1969 trong kỳ thi tuyển sinh vào Khoa Vật lý của Đại học Quốc gia Moscow.

Hình 7.

Hình 8.

Hình 9.

Tờ 39

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

37

Tính đến AD→1C+CAD→1+ACD→1=180∘\overrightarrow{AD}_1C + \overrightarrow{CAD}_1 + \overrightarrow{ACD}_1 = 180^\circ (tổng các góc của tam giác), chúng ta nhận được AB→1D1+AB→1C+CB→1D1=180∘\overrightarrow{AB}_1D_1 + \overrightarrow{AB}_1C + \overrightarrow{CB}_1D_1 = 180^\circ.

Bài toán 7. Chứng minh rằng độ dài đoạn nối trung điểm của các cạnh giao nhau của metahedron với một góc tam diện vuông tại đỉnh bằng bán kính của hình cầu ngoại tiếp với metahedron đã cho.

Lời giải. Tứ diện bổ sung ABCDABCD có các góc vuông ở đỉnh AA thành một hình song song bên phải ABKCDLMNABKCDLMN (Hình 10). Một hình cầu được mô tả xung quanh một hình bình hành nhất định cũng sẽ được mô tả xung quanh một tứ diện ABCDABCD. Từ tam giác AKDAKD suy ra ∣PQ∣=12∣DK∣|PQ| = \frac{1}{2}|DK|. Vì đường chéo DKDK của hình bình hành là đường kính của hình cầu ngoại tiếp nên chiều dài của đoạn PQPQ bằng bán kính của hình cầu này.

Bài toán 8. Độ dài các cạnh của một hình bình hành vuông là 1, 2 và 3. Xác định khoảng cách giữa các đường chéo cắt nhau của các mặt bên liền kề của tứ diện này.

Lời giải. Thay vì hình song song ABCDA1B1C1D1ABCDA_1B_1C_1D_1, hãy xem xét hình tứ diện DB1C1CDB_1C_1C (Hình 11). Thể tích của tứ diện này là

V=13S△B1C1C⋅∣DC∣=13(12⋅1⋅3)⋅2=1.V = \frac{1}{3} S_{\triangle B_1C_1C} \cdot |DC| = \frac{1}{3} \left( \frac{1}{2} \cdot 1 \cdot 3 \right) \cdot 2 = 1.

Bây giờ chúng ta hãy tìm thể tích của nó, sử dụng sự tương ứng V=16×l1⋅l2⋅d⋅sin⁡φ∗V = \frac{1}{6} \times l_1 \cdot l_2 \cdot d \cdot \sin \varphi^*, trong đó l1l_1 và l2l_2 là độ dài của các cạnh giao nhau của khối tứ diện này, dd và φ\varphi là khoảng cách và góc giữa chúng. chúng tôi nhận được

V=16∣B1C∣⋅∣DC1∣⋅d⋅sin⁡AB→1C=1650⋅d⋅sin⁡φ.V = \frac{1}{6} |B_1C| \cdot |DC_1| \cdot d \cdot \sin \overrightarrow{AB}_1C = \frac{1}{6} \sqrt{50} \cdot d \cdot \sin \varphi.

Trong một góc tam diện BACB1BACB_1, cosin của góc phẳng φ\varphi nằm đối diện với cạnh B1BB_1B của góc nhị diện vuông bằng tích các cosin của các góc phẳng giới hạn góc nhị diện vuông này, tức là.

cos⁡AB→1C=cos⁡AB→1B⋅cos⁡BB→1C;\cos \overrightarrow{AB}_1C = \cos \overrightarrow{AB}_1B \cdot \cos \overrightarrow{BB}_1C;

từ sự bình đẳng này chúng ta nhận được

cos⁡AB→1C=15⋅110=150;\cos \overrightarrow{AB}_1C = \frac{1}{\sqrt{5}} \cdot \frac{1}{\sqrt{10}} = \frac{1}{\sqrt{50}};

sin⁡AB→1C=sin⁡φ=750.\sin \overrightarrow{AB}_1C = \sin \varphi = \frac{7}{\sqrt{50}}.

Kể từ đây,

V=1650⋅d⋅750=76d.V = \frac{1}{6} \sqrt{50} \cdot d \cdot \frac{7}{\sqrt{50}} = \frac{7}{6} d.

Từ các đẳng thức (1) và (2) suy ra 1=67d1 = \frac{6}{7} d.

Do đó d=67d = \frac{6}{7}.

Chúng ta hãy trình bày một phép thay thế trong đó ba cạnh bên của tứ diện được thay thế là đường trung tuyến của các mặt bên của tứ diện thay thế.

*) Công thức này cũng có thể được chứng minh bằng phương pháp thay thế!

Tờ 40

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

38

Bài tập 9. Độ dài các cạnh SA và BC của hình tứ diện SABC bằng a, các cạnh SB và AC bằng b, các cạnh SC và AB bằng c. Xác định khối lượng của nó.

Lời giải. Gọi các đỉnh A, B, C của metahedron SABC là trung điểm của các cạnh NK, MK và MN của metahedron SMNK (Hình 12). Sau đó ∣KN∣=2∣BC∣=2a|KN|=2|BC|=2a, ∣MN∣=2∣AB∣=2c|MN|=2|AB|=2c, ∣KM∣=2∣AC∣=2b|KM|=2|AC|=2b. Theo điều kiện bài toán ∣AS∣=a|AS|=a, ∣BS∣=b|BS|=b, ∣CS∣=c|CS|=c. Do đó, trong tam giác KSN, độ dài đường trung tuyến AS bằng nửa độ dài cạnh KN nên △KSN\triangle KSN là góc vuông (KSN^=90∘\widehat{KSN}=90^\circ). Ta chứng minh tương tự rằng NSM^=MSK^=90∘\widehat{NSM}=\widehat{MSK}=90^\circ. Nếu tam giác SMNK được đặt trên một mặt bên, chẳng hạn như SKM, thì cạnh SN sẽ có chiều cao của tam giác đó và do đó, VSKNM=16∣SK∣×∣SN∣⋅∣SM∣V_{SKNM}=\frac{1}{6}|SK|\times|SN|\cdot|SM|.

Thể tích của khối nguyên thủy cần thiết là 14\frac{1}{4} một phần thể tích của khối nguyên thủy SKNM (các khối ba mặt SKAB, SANC, SMCB và SABC có kích thước bằng nhau), do đó VSABC=124∣SK∣⋅∣SN∣⋅∣SM∣V_{SABC}=\frac{1}{24}|SK|\cdot|SN|\cdot|SM|.

Hãy đặt ∣SM∣=x|SM|=x, ∣SN∣=y|SN|=y, ∣SK∣=z|SK|=z; Sau đó

{x2+y2=4c2,x2+z2=4b2,y2+z2=4a2.\begin{cases} x^2+y^2=4c^2, \\ x^2+z^2=4b^2, \\ y^2+z^2=4a^2. \end{cases}

Từ đây

x2+y2+z2=2(a2+b2+c2).x^2+y^2+z^2=2(a^2+b^2+c^2).

Trừ từng phương trình của hệ (3) khỏi phương trình (4), ta thu được

{z2=2(a2+b2−c2),y2=2(a2+c2−b2),x2=2(b2+c2−a2).\begin{cases} z^2=2(a^2+b^2-c^2), \\ y^2=2(a^2+c^2-b^2), \\ x^2=2(b^2+c^2-a^2). \end{cases}

Từ đây

x2y2z2=8(a2+b2−c2)(a2+c2−b2)(b2+c2−a2).x^2y^2z^2=8(a^2+b^2-c^2)(a^2+c^2-b^2)(b^2+c^2-a^2).

Khối lượng cần thiết bằng:

V=1122(a2+b2−c2)×(a2+c2−b2)(b2+c2−a2).V=\frac{1}{12}\sqrt{2(a^2+b^2-c^2)}\times(a^2+c^2-b^2)(b^2+c^2-a^2).

Bài tập

  1. Với một tam giác cho trước, dựng một hình chữ nhật có đường chéo cho trước sao cho hai đỉnh của hình chữ nhật nằm trên đường thẳng chứa một cạnh của tam giác, và một đỉnh của hình chữ nhật này nằm trên hai cạnh còn lại của tam giác.

  2. Dựng một hình vuông sao cho đường thẳng chứa một cạnh của một tam giác chứa hai đỉnh của hình vuông và hai cạnh còn lại của tam giác chứa một đỉnh của hình vuông.

  3. Đáy lớn của hình chữ nhật cắt cụt tứ giác đều tạo thành một góc α\alpha với mặt bên và một góc β\beta với mặt phẳng đi qua các cạnh đối diện của đáy trên và đáy dưới. Tìm tỉ số diện tích của các đáy.

  4. Độ dài hai đáy của một hình thang cân bằng a và b (a>ba>b), góc ở đáy lớn hơn là α\alpha. Tìm độ dài bán kính của hình tròn ngoại tiếp hình thang.

  5. Xác định độ dài bán kính của hình cầu tiếp xúc với tất cả các cạnh của một tam giác đều có cạnh a.

Sai lầm ở đâu?

Các quy tắc logic sau đây là không thể nghi ngờ: nếu từ câu A chúng ta tuân theo câu B và từ B chúng ta tuân theo câu C, thì từ A chúng ta tuân theo câu C.

Hãy áp dụng quy tắc này:

Tôi cho rằng Socrates là một người đàn ông bạo lực (A)

Tôi khẳng định Socrates là người bạo lực, thì tôi khẳng định Socrates là người bạo lực, thì tôi,

Tất nhiên là tôi đang nói sự thật. Hóa ra nếu tôi nói Socrates là người bạo lực thì tôi đang nói sự thật.

Sai lầm ở đâu?

H. Mikhailenko

Tờ 43

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

41

mảnh FF nằm ở phía trước thấu kính (dọc theo đường truyền của tia sáng), đối với thấu kính phân kỳ thì nó nằm phía sau thấu kính.

Thuật ngữ “tiêu điểm trước” và “tiêu điểm sau” giúp hình thành ngắn gọn các quy tắc xây dựng hình ảnh giống nhau cho thấu kính dương và âm.

Hãy cùng xem xét một vài bài toán cụ thể. Tất cả đều được đưa ra trong kỳ thi tuyển sinh vào Viện Vật lý và Công nghệ Moscow.

Bài toán 1. Biết vị trí của vật AA và ảnh A′A' so với trục chính MN của thấu kính (Hình 4), tìm vị trí tiêu điểm của thấu kính bằng cách xây dựng.

Đường thẳng đi qua các điểm AA và A′A' khi cắt trục MN sẽ cho ra tâm của thấu kính OO (Hình 5). Đường vuông góc với trục MN khôi phục từ điểm OO xác định vị trí của mặt phẳng thấu kính.

Tia ABAB, song song với trục MN, được lấp đầy trước trong thấu kính, đi qua các điểm A′A' và tiêu điểm phía sau F′F' của thấu kính. Nếu F′F' nằm phía sau thấu kính (Hình 5, a) - thấu kính hội tụ, nếu ở phía trước thấu kính (Hình 5, b) - nó đang phân kỳ. Tiêu điểm trước FF nằm đối xứng với thấu kính.

Sau khi tạo tia ACAC đi qua tiêu điểm phía trước, chúng ta sẽ đảm bảo rằng sau khi khúc xạ trong thấu kính, nó chạm tới điểm A′A'.

Bài toán 2. Hình b thể hiện chùm tia ló ra từ thấu kính phân kì. Vẽ đường đi của chùm tia tới thấu kính.

Chúng ta hãy vẽ trục quang thứ cấp song song với chùm tia ló ra khỏi thấu kính (Hình 7). Các tia biểu thị một tia song song sau thấu kính, giao nhau trong mặt phẳng tiêu cự phía trước của nó trước khi gặp thấu kính. Bằng cách nối các điểm AA, tại đó trục phụ giao với mặt phẳng tiêu cự phía trước và điểm BB, tại đó tia chiết cắt giao với mặt phẳng của thấu kính, chúng ta xác định được hướng của tia song song CBCB.

Bài toán 3. Dùng thấu kính hội tụ thu được chùm tia hội tụ. Làm thế nào để nghĩ về tia nếu bạn đặt một thấu kính phân kỳ trên đường đi của tia sáng (Hình 8)?

Chúng ta hãy vẽ một trục quang thứ cấp song song với tia trên của chùm tia (Hình 9). Các tia song song sau thấu kính cắt nhau tại mặt phẳng tiêu cự phía sau của thấu kính (điểm AA). Tiếp tục đường thẳng ABAB, chúng ta tìm đường đi của tia trên phía sau thấu kính. Chúng ta sẽ dựng tia dưới của chùm tia một cách đối xứng.

Bài toán 4. Một thấu kính phân kỳ có sự sắp xếp các mặt phẳng tiêu cự đã biết được cắt dọc theo đường kính. Các nửa được di chuyển theo phương thẳng đứng cách nhau một khoảng hh (Hình 10). Dựng ảnh của điểm AA nằm trên trục đối xứng của hệ.

Mỗi nửa thấu kính cho ảnh riêng của điểm AA. Đầu tiên, hãy tạo một hình ảnh ở nửa trên của ống kính. Trục quang chính M1N1M_1N_1 của nửa trên đi qua các thấu kính song song với trục đối xứng của hệ, O1O_1 là quang tâm của phần trên, AO1AO_1 là trục quang phụ của nó (Hình 11).

Chúng ta hãy vẽ một tia ABAB tùy ý từ điểm AA ở phần trên của thấu kính và trục quang phụ CDCD song song với nó. Sau khi gặp thấu kính, các tia song song cắt nhau tại tiêu diện phía sau tại điểm EE. Điểm giao nhau của đường BEBE và AO1AO_1 xác định vị trí của hình ảnh A′A'.

Phần dưới của thấu kính tạo ra ảnh có vị trí đối xứng A′′A''.

Trong gương cầu, ảnh được tạo ra theo các quy luật giống như trong thấu kính (Hình 12):

  1. tia AOAO đi qua tâm gương OO không đổi hướng khi phản xạ từ gương;
  2. tia BB1BB_1 tới gương song song với trục chính, bị phản xạ và đi qua tiêu điểm FF của gương (nhớ rằng tiêu điểm của gương cầu nằm sau cực của gương PP và tâm của nó OO);
  3. tia DFDF đi qua tiêu điểm, sau khi phản xạ sẽ đi song song với trục quang chính.

Thật thuận tiện khi sử dụng chùm tia khác:

Tờ 45

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

43

  1. chùm tia P1PP_1P tới trên các sọc của gương PP bị phản xạ đối xứng so với trục quang chính OPOP.

Chúng ta hãy nhìn vào điều này bài toán:

Bài toán 5. Đã biết vị trí của vật AA và ảnh của nó A′A' so với trục chính MNMN của gương cầu (Hình 13). Tìm tiêu điểm của gương bằng cách dựng nó.

Giao điểm của đường thẳng đi qua các điểm AA và A′A' với trục MNMN tạo thành tâm của gương cầu (Hình 14).

Tôi có biết sự bất bình đẳng không?

Với sự trợ giúp của bài toán đơn giản, bạn có thể kiểm tra xem mình có hiểu rõ phần “Bất bình đẳng” hay không. Để làm điều này, bạn cần giải tám câu bài toán được đề xuất trong thời gian không quá 25 phút. Đã lật đổ kết quả đáp số với câu trả lời cho p. 62, bạn có thể cho điểm ngay lập tức (sử dụng hệ thống năm điểm), tính điểm bằng công thức

k=[n2+1],k = \left[ \frac{n}{2} + 1 \right],

trong đó nn là số đúng lời giải bài toán.

Bạn đã sẵn sàng chưa? Đã đến lúc… Hãy bắt đầu!

Thiết lập bất đẳng thức:

  1. x−2<x−3x^{-2} < x^{-3}.
  2. (x+3)(x+4)x+3>0\frac{(x+3)(x+4)}{x+3} > 0.
  3. log⁡xx>1\log_{\sqrt{x}} x > 1.
  4. (12)x<3\left( \frac{1}{\sqrt{2}} \right)^x < 3.
  5. sin⁡x>cos⁡x\sin x > \cos x.
  6. sin⁡x≤log⁡23\sin x \leq \log_2 3.
  7. Cái nào lớn hơn: log⁡6cos⁡6\log_6 \cos 6 hay cos⁡6\sqrt{\cos 6}?
  8. Rút gọn biểu thức ∣−a∣+a2| - a| + \sqrt{a^2} bằng a<0a < 0.

Nếu bạn (không vượt quá thời hạn) đạt điểm “A”, bạn có thể chuyển sang nhiệm vụ tiếp theo khó hơn. Tuy nhiên, nếu điểm của bạn là “bốn” và bạn nhận ra lỗi lầm của mình, hãy cố gắng nhận ra chính mình. Hãy dành thời gian của bạn: thời gian bây giờ là không giới hạn.

Giải bất đẳng thức:

  1. log⁡2−0,5(x2(x−32)+2(3x−2))<6\log_{\sqrt{2}} - 0,5 \left( x^2 (x - 3 \sqrt{2}) + 2 (3x - \sqrt{2}) \right) < 6.
  2. arcsin⁡(x2−3x+3)x3−x2+x+log⁡xx2>0\frac{\arcsin \left( x^2 - 3x + 3 \right)}{x^3 - x^2 + x + \log_x x^2} > 0.

L. Slukin

Tờ 46

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

44

Đại học quốc gia Moscow
họ. M. V. Lomonosova

Dưới đây là tài liệu ôn thi tuyển sinh năm 1978.

Toán học

Khoa Cơ học và Toán học
Lựa chọn tôi

  1. Sự khác biệt
    ∣402−57∣−402+57\sqrt{|40\sqrt{2}-57|} - \sqrt{40\sqrt{2}+57}
    là một số nguyên. Tìm số nguyên này.
  2. Tìm tất cả các phương trình lời giải
    ∫0αcos⁡(x+α2)dx=sin⁡α,\int_0^\alpha \cos(x + \alpha^2) dx = \sin \alpha,
    thuộc đoạn [2; 3].
  3. Cho tam giác ABC nhọn, hạ các đỉnh A và C lần lượt các đường cao AP và CQ xuống các cạnh BC và AB. Được biết, diện tích tam giác ABC là 18, diện tích tam giác BPQ là 2 và độ dài đoạn PQ là 222\sqrt{2}. Tính bán kính đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC.
  4. Tìm tất cả các giá trị của tham số a mà hệ bất phương trình
    {x2+2xy−7y2≥1−aa+1,3x2+10xy−5y2≤−2,\begin{cases} x^2 + 2xy - 7y^2 \geq \frac{1-a}{a+1}, \\ 3x^2 + 10xy - 5y^2 \leq -2, \end{cases}
    có lời giải.
  5. Thể tích của tứ diện ABCD bằng 5. Vẽ một mặt phẳng đi qua trung điểm của các cạnh AD và BC, cắt cạnh CD tại điểm M. Trong trường hợp này, tỉ số giữa độ dài đoạn DM và độ dài đoạn MC là 23\frac{2}{3}. Tính diện tích mặt cắt ngang của tứ diện theo mặt phẳng đã chỉ định nếu khoảng cách từ nó đến đỉnh a là 1.

Khoa Toán tính toán và Điều khiển học
Tùy chọn 2

  1. Giải bất đẳng thức
    (x−1)x2−x−2≥0.(x-1)\sqrt{x^2-x-2} \geq 0.
  2. Tìm điểm cực tiểu của hàm số
    3cos⁡x2+sin⁡x2−x−32.\sqrt{3}\cos \frac{x}{2} + \sin \frac{x}{2} - \frac{x-3}{2}.
  3. Tìm phương trình đường thẳng đi qua một điểm có tọa độ (12;2)\left(\frac{1}{2}; 2\right), tiếp xúc với đồ thị của hàm số y=−x22+2y = -\frac{x^2}{2} + 2 và cắt nhau tại hai điểm khác nhau trên đồ thị của hàm số y=4−x2y = \sqrt{4-x^2}.
  4. Tập A gồm các số tự nhiên khác nhau. Số lượng các số trong A lớn hơn bảy. Bội số chung nhỏ nhất của các số trong A là 210. Với hai số bất kỳ trong A, ước số chung lớn nhất của chúng lớn hơn một. Tích của tất cả các số trong A chia hết cho 1920 và không phải là bình phương của bất kỳ số nguyên nào. Tìm các số tạo nên A.
  5. Cơ sở của tham số ABCEH là tứ giác lồi ABCE, được đường chéo BE chia thành hai hình tam giác có kích thước bằng nhau. Độ dài cạnh AB bằng 1, độ dài cạnh BC và CE bằng nhau. Tổng độ dài của các cạnh AH và EH là 2\sqrt{2}. Âm lượng của tham số là 16\frac{1}{6}. Tìm bán kính của quả bóng có bán kính chung nhất trong số tất cả các quả bóng phù hợp với tham số ABCEH.
  6. bài toán thi vấn đáp
  7. Tìm các hàm tối thiểu và tối đa f(x)=asin⁡x+bcos⁡xf(x) = a\sin x + b\cos x.
  8. Giải phương trình bằng số tự nhiên
    Ax2+3=Cx2+20.A_x^2 + 3 = C_x^2 + 20.
  9. Chứng minh rằng diện tích của một tam giác nhỏ hơn một nếu độ dài của tất cả các đường phân giác đều nhỏ hơn một.
  10. Chứng minh bất đẳng thức 3<π<43 < \pi < 4.
  11. Vẽ đồ thị hàm số
    y=log⁡2∣sin⁡x∣12.y = \log_2 |\sin x| \frac{1}{2}.
  12. Tính log⁡240\log_2 40 nếu biết rằng lg⁡15=a\lg 15 = a, log⁡2050=b\log_{20} 50 = b.

Vật lý
(bài toán thi vấn đáp)

Khoa Vật lý

  1. Lệnh phòng không có thể bắn theo mọi hướng có thể. Xác định ranh giới của khu vực là không gian từ ordiya này,

Tờ 47

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

45

nếu mô-đun vận tốc ban đầu của đạn là v0v_0.

  1. Xác định gia tốc của các tải có khối lượng m1m_1 và m2m_2 trong hệ như hình 1. (Khối lượng của các khối và các sợi dây, bỏ qua sự giãn của sợi dây và ma sát trong các khối.)

  2. Không khí ẩm ở nhiệt độ TT và áp suất pp chiếm thể tích VV. Độ ẩm không khí tương đối ε%\varepsilon\%, áp suất hơi bão hòa ở nhiệt độ này pHp_H. Tìm mật độ của không khí ẩm và khối lượng hơi nước chứa trong đó.

  3. Độ ẩm tương đối của hơi nước chứa trong thể tích V=20V = 20 l ở nhiệt độ t=100∘Ct = 100^\circ\text{C} bằng ε=90%\varepsilon = 90\%. Các cặp tia lửa đẳng nhiệt làm giảm thể tích đi một nửa. Tìm khối lượng nước ngưng tụ nếu áp suất hơi bão hòa ở nhiệt độ này là pH=1p_H = 1 atm. Hằng số khí phổ quát là R=8,31R = 8,31 J/(K mol). Bỏ qua thể tích của nước.

  4. Một khí lý tưởng có khối lượng mm, nằm ở nhiệt độ TT, được làm lạnh đẳng tích sao cho áp suất của nó giảm kk lần. Sau đó khí dãn nở đẳng áp cho đến khi nhiệt độ của nó bằng nhiệt độ ban đầu. Xác định công mà khí thực hiện. Khối lượng mol của khí là μ\mu.

  5. Bao nhiêu nhiệt sẽ tỏa ra trong mạch khi chuyển phím KK từ vị trí 1 sang vị trí 2 (Hình 2)?

  6. Xác định hiệu điện thế giữa tụ điện C0C_0 trong mạch như hình 3. Các giá trị điện trở, sức điện động của pin và cực tính của chúng được chỉ ra trong hình. Bỏ qua điện trở trong của các nguồn. Điện tích ở bản trên của tụ điện sẽ có dấu hiệu gì?

  7. Mạch AOBAOB, có dạng khu vực, được hình thành bởi một ABAB khác có bán kính L=10L = 10 cm từ một dây dẫn trần và hai dây dẫn hướng tâm OAOA và OBOB có điện trở R1=1R_1 = 1 Ohm và R2=2R_2 = 2 Ohm (Hình 4). Ở trung tâm OO của các bản lề khác có một nút nhảy OCOC, đầu kia của nó có thể di chuyển dọc theo vòng cung, duy trì tiếp xúc với nó. Điện trở dây nhảy R3=3R_3 = 3 Ohm. Mạch nằm trong từ trường có cảm ứng B⃗(∣B⃗∣=0,2T)\vec{B} (|\vec{B}| = 0,2\text{T}), hướng vuông góc với mặt phẳng của mạch. Tìm cường độ dòng điện II trong dây nhảy khi nó quay với vận tốc góc không đổi ω=11rad/c\omega = 11\text{rad/c}. Bỏ qua sự phản kháng của người khác.

  8. Đổ một ít nước vào một chiếc bát hình cầu có bề mặt bên trong tráng gương. Một chùm tia sáng song song rơi xuống cái bát từ trên cao. Do sự phản xạ từ gương cầu của cái bát và khúc xạ trên mặt nước, chùm tia hội tụ vào một điểm. Bán kính cong của gương là RR, chiết suất của nước là nn. Động lực của chùm tia nhỏ hơn nhiều so với bán kính cong của gương nên góc tới cô đặc có thể được thay thế bằng các góc. Ở khoảng cách bao nhiêu so với mặt nước thì các tia sáng tập trung?

  9. Một nguồn sáng điểm được đặt tại tiêu điểm của một đường tán xạ có tiêu cự F=4cmF = 4\text{cm} Trên màn hình thu được một điểm sáng nằm phía sau đường đó ở khoảng cách l=3cml = 3\text{cm}. Nguồn phải được di chuyển bao xa dọc theo trục quang để đường kính của điểm giảm đi 20%?

Khoa Cơ học và Toán học và Khoa Toán tính toán và Điều khiển học

  1. Quả bóng được treo trên một sợi dây có chiều dài l=32cml = 32\text{cm} sao cho điểm treo ở độ cao H=50cmH = 50\text{cm} phía trên mặt bàn nhẵn. Quả bóng được đưa ra khỏi vị trí cân bằng bằng cách làm lệch sợi chỉ ở trạng thái căng một góc 90∘90^\circ, và được thả ra mà không gặp vấn đề gì. Sợi chỉ bị đứt tại thời điểm nó có góc lệch so với phương thẳng đứng là α=60∘\alpha = 60^\circ. Tìm độ cao hh mà tại đó quả bóng sẽ nảy lên sau khi chạm vào bàn, nếu lực tác động này là đàn hồi tuyệt đối. Các chủ đề là không thể mở rộng.

  2. Có một tải trọng đặt lên một bệ quay nằm ngang cách trục quay một khoảng l=1ml = 1\text{m}. Hệ số ma sát giữa tải và bệ μ=0,1\mu = 0,1. Sau thời gian giả quay nào thì tải được lấy ra khỏi nó, nếu bệ bắt đầu quay ở trạng thái cân bằng và sau t=2минt = 2\text{мин} thu được vận tốc góc ω=1,2rad/c\omega = 1,2\text{rad/c}?

Tờ 48

tr. 46Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

46

lấy căn bậc hai rơi tự do bằng g=9,8 m/c2g = 9,8 \text{ m/c}^2.

  1. Một vệ tinh có khối lượng m=2⋅103 кгm = 2 \cdot 10^3 \text{ кг}, do bị hãm từ tầng khí quyển phía trên, chuyển động từ quỹ đạo nằm ở độ cao h1=210 kmh_1 = 210 \text{ km} so với bề mặt Trái đất đến quỹ đạo có độ cao h2=200 kmh_2 = 200 \text{ km}. Vệ tinh mất bao nhiêu năng lượng trong trường hợp này? Trong cả hai trường hợp, quỹ đạo của vệ tinh được coi là hình tròn. Gia tốc rơi tự do có thể coi là không đổi và bằng g=10 m/c2g = 10 \text{ m/c}^2.

  2. Trong một ống hình chữ U bịt kín đầu bên trái, chiều cao của cột không khí là l0=300 mml_0 = 300 \text{ mm}, và chiều cao vượt quá của cột rutin ở khuỷu tay phải là h0=110 mmh_0 = 110 \text{ mm}. Đáng lẽ phải có nhiều thói quen ở đầu gối phải đến mức mức độ của nó ở đầu gối trái tăng lên l=10 mml = 10 \text{ mm}. Mức độ hoạt động ở đầu gối phải đã tăng lên bao nhiêu? Áp suất khí quyển p=760 mm⋅ст.p = 760 \text{ mm} \cdot \text{ст.} Nhiệt độ không đổi.

  3. Hai bình được nối với nhau bằng một ống mỏng chứa một giọt rutin, ngăn cản sự chuyển động của khí trong bình (Hình 5). Bình thứ nhất chứa m1=2 гm_1 = 2 \text{ г} heli (khối lượng mol μ1=4 кг/кмоль\mu_1 = 4 \text{ кг/кмоль}), bình thứ hai chứa m2=4 гm_2 = 4 \text{ г} neon (khối lượng mol μ2=20 кг/кмоль\mu_2 = 20 \text{ кг/кмоль}). Nhiệt độ ở cả hai bình là như nhau và bằng T1T_1. Áp suất trong hệ sẽ tăng bao nhiêu lần nếu nung heli đến nhiệt độ T2=2T1T_2 = 2T_1 mà không làm thay đổi nhiệt độ của neon? Sự giãn mạch không được tính đến.

  4. Tìm hiệu điện thế giữa các điểm AA và BB trong mạch như hình 6. Điện dung của tụ điện: C1=1 мкФ,C2=2 мкФC_1 = 1 \text{ мкФ}, C_2 = 2 \text{ мкФ}. Nguồn sức điện động: %1=4 B,%2=6 B\%_1 = 4 \text{ B}, \%_2 = 6 \text{ B}.

  5. Tìm giá trị điện trở R1R_1 tại đó hiệu điện thế giữa các điểm AA và BB trong mạch như hình 7 bằng 0 (R2=60 Ом,R3=10 Ом,R4=80 Ом,R5=20 ОмR_2 = 60 \text{ Ом}, R_3 = 10 \text{ Ом}, R_4 = 80 \text{ Ом}, R_5 = 20 \text{ Ом}).

  6. Có một khung hình chữ nhật đặt trong từ trường đều có cảm ứng ∣B∣=2T|B| = 2 \text{T}. Mặt phẳng của khung vuông góc với các đường sức từ. Điện trở khung R=0,25 ОмR = 0,25 \text{ Ом}. Công suất tiêu hao là bao nhiêu nếu khung được đưa ra khỏi từ trường với tốc độ không đổi ∣v⃗∣=6,2 m/c|\vec{v}| = 6,2 \text{ m/c} vuông góc với hướng của đường sức từ? Trường có đường viền được xác định rõ ràng và cạnh của khung có chiều dài l=20 cml = 20 \text{ cm} song song với đường viền này.

  7. Một bức vẽ có kích thước 30 cm ×\times 40 cm được chụp bằng máy ảnh có tiêu cự vật kính F=20 cmF = 20 \text{ cm}. Khoảng cách từ ống kính đến bản vẽ d=1,6 md = 1,6 \text{ m}. Tiêu cự của đường đính kèm (tức là thấu kính đặt gần thấu kính) phải là bao nhiêu để ảnh của bức vẽ vừa khít trên nhựa ảnh có kích thước 9 cm ×\times 12 cm?

  8. Một nguồn sáng điểm nằm cách một thấu kính trùng nhau có tiêu cự F=12 cmF = 12 \text{ cm} một khoảng d=10 cmd = 10 \text{ cm}, trên trục quang chính của nó. Các tia sáng truyền trước vào thấu kính sẽ rơi vào gương cầu lồi, bị phản xạ từ gương cầu lồi và một lần nữa đi qua thấu kính, tạo ra một chùm tia song song với trục chính của thấu kính. Xác định bán kính cong của gương nếu nó nằm cách thấu kính một khoảng l=3 cml = 3 \text{ cm}.

Khoa Hóa học

  1. Một quả bóng có khối lượng m1m_1 chuyển động không ma sát dọc theo một mặt phẳng nằm ngang và va chạm với một quả bóng có khối lượng m2m_2 đang đứng yên. Tác động được coi là trung tâm và hoàn toàn đàn hồi. Với tỷ lệ nào về khối lượng của các quả bóng, chúng sẽ bay xa nhau theo hai hướng ngược nhau với vận tốc có giá trị tuyệt đối bằng nhau?

  2. Một bình dẫn nhiệt chứa hỗn hợp nước có khối lượng m1=500 гm_1 = 500 \text{ г} và nước đá m2=55 гm_2 = 55 \text{ г} ở nhiệt độ t1=0∘Ct_1 = 0^\circ\text{C}. Hơi bão hòa khô có khối lượng m3=6,6 гm_3 = 6,6 \text{ г} được đưa vào bình ở nhiệt độ t2=100∘Ct_2 = 100^\circ\text{C}. Nhiệt độ tt của vật chứa trong bình sau khi đặt nhiệt độ hóa hơi nước bây giờ là λ=2,3⋅106 Дж/кг\lambda = 2,3 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг}, nhiệt độ riêng của nước đá r=0,33⋅106 Дж/кгr = 0,33 \cdot 10^6 \text{ Дж/кг}, nhiệt độ riêng của nước c=4,2⋅103 Дж/(кг⋅К)c = 4,2 \cdot 10^3 \text{ Дж/(кг} \cdot \text{К)}.

  3. Khoảng cách giữa các bản của tụ điện phẳng d=5 cmd = 5 \text{ cm} Tụ điện được sạc bằng pin

Tờ 49

tr. 47Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

47

Ren đến điện áp U1=150U_1 = 150 V, rồi ngắt kết nối với nó. Một tấm kim loại không tích điện có độ dày l=1l = 1 cm, chiều dài và chiều rộng bằng chiều dài của tụ điện, được đưa vào bên trong tụ điện song song với các bản của nó. Xác định hiệu điện thế U2U_2 giữa các bản của tụ điện sau khi đưa một tấm kim loại vào đó.

  1. Trong một từ trường đều, cảm ứng từ là ∣B⃗∣=5⋅10−2|\vec{B}| = 5 \cdot 10^{-2} T, một dây dẫn nằm ngang BDBD có chiều dài l=40l = 40 cm và khối lượng m=5,1m = 5,1 g được treo trên hai sợi dây nhẹ ABAB và CDCD. Mỗi sợi chỉ bị đứt khi có tải trọng vượt quá T0=4⋅10−2T_0 = 4 \cdot 10^{-2} N. Mỗi dòng điện sói II phải chạy qua dây dẫn theo hướng từ BB đến DD thì một trong các sợi chỉ bị đứt? Cảm ứng từ trường được định hướng theo phương ngang, vuông góc với dây dẫn và được quan sát.

  2. Mắt người có thể tập trung vào một vật nằm cách mắt một khoảng từ a1=25a_1 = 25 cm đến a2→∞a_2 \rightarrow \infty. Một vật phải được đặt trong khoảng cách tối đa bao nhiêu s1s_1 và s2s_2 tính từ mắt để nhìn rõ vật đó qua một thấu kính có tiêu cự F=10F = 10 cm đặt ngay trước mắt?

Khoa Địa Lý và Khoa Khoa Học Đất

  1. Một vật có khối lượng m=1m = 1 kg quay trên một sợi dây có chiều dài l=1l = 1 m trong mặt phẳng thẳng đứng với tốc độ không đổi v=4v = 4 m/s. Xác định lực căng tại thời điểm đường thẳng đứng tạo góc α=60∘\alpha = 60^\circ với đường thẳng đứng.

  2. Nồi nước đã nhận được lượng nhiệt Q=1,82⋅106Q = 1,82 \cdot 10^6 J; Đồng thời, một phần nước sôi đi. Xác định phần nước đun sôi. Khối lượng và nhiệt độ riêng là m1=1m_1 = 1 kg và c1=400c_1 = 400 J/(kg·K), nước m2=5m_2 = 5 kg và c2=4,2⋅103c_2 = 4,2 \cdot 10^3 J/(kg·K). Nhiệt độ nước ban đầu t=20∘t = 20^\circ C. Nhiệt độ nước riêng λ=2,3⋅106\lambda = 2,3 \cdot 10^6 J/kg. Bỏ qua sự trao đổi nhiệt với môi trường.

  3. Hai quả cầu dẫn điện giống hệt nhau đặt trong chân không, có điện tích q1=+3,8⋅10−8q_1 = +3,8 \cdot 10^{-8} C và q2=−1,8⋅10−8q_2 = -1,8 \cdot 10^{-8} C, do bị căng nên chạm vào và lại phân kỳ một khoảng cách r=0,1r = 0,1 m. Xác định lực tương tác giữa chúng sau khi tiếp xúc. Hằng số điện ε0=8,85⋅10−12\varepsilon_0 = 8,85 \cdot 10^{-12} Ф/m.

  4. Hai bóng đèn, được thiết kế cùng chiều và có công suất định mức P1=100P_1 = 100 W và P2=200P_2 = 200 W, được mắc nối tiếp vào mạng có cùng chiều. P1′P'_1 và P2′P'_2 sẽ tiêu thụ bao nhiêu điện năng?

S. Aleshin, V. Kruelov, L. Mikheeva, A. Sapozhenko, A. Sklyakin

Dưới đây là tài liệu ôn thi tuyển sinh năm 1978.

Toán (thi viết)

Khoa Cơ và Toán, Vật lý, Kinh tế

  1. Ôtô chuyển động với tốc độ không đổi, sau đó bắt đầu phanh gấp với gia tốc không đổi −2-2 m/giây2 rồi dừng lại. Được biết, trong 5 giây cuối cùng trước khi dừng lại, anh ta đã đi được 17\frac{1}{7} quãng đường đi được trong 10 giây trước đó. Xác định vận tốc ban đầu của ô tô.

  2. Giải phương trình
    sin⁡x+sin⁡3x2∣cos⁡x∣=sin⁡2x+cos⁡2x.\frac{\sin x + \sin 3x}{\sqrt{2}|\cos x|} = \sin 2x + \cos 2x.

  3. Cho hai đường tròn bán kính 3 và 1 trên mặt phẳng, khoảng cách giữa tâm của chúng là 222\sqrt{2}. Lấy ll tiếp tuyến chung của hai đường tròn này. Tìm diện tích của một tam giác có các đỉnh là các điểm tiếp tuyến và gần với giao điểm ll của các đường tròn.

  4. Xác định giá trị thực nào của tham số aa tất cả lời giải herabies log⁡x(5x2−8x+3)>2\log_x(5x^2 - 8x + 3) > 2 đồng thời là nghiệm của herabies x2−2x−a4+1≥0x^2 - 2x - a^4 + 1 \geq 0.

  5. Trong một paramda tứ giác cắt cụt đều ABCDA′B′C′D′ABCDA'B'C'D', đáy dưới ABCDABCD là hình vuông ở cạnh 3, đáy trên A′B′C′D′A'B'C'D' là hình vuông ở cạnh 1, các cạnh bên AA′AA', BB′BB', CC′CC', DD′DD' có chiều dài 3. Điểm MM là điểm giữa của cạnh C′D′C'D'. Qua điểm MM có một đường thẳng cắt các đường thẳng AA′AA' và BCBC tại các điểm PP và QQ. Tìm độ dài của đoạn PQPQ.

Khoa Khoa học Tự nhiên, Khoa Địa chất

  1. Giải quyết hệ thống
    {2x2+y2+3xy=12,(x+y)2−12y2=7.\begin{cases} 2x^2 + y^2 + 3xy = 12, \\ (x+y)^2 - \frac{1}{2}y^2 = 7. \end{cases}

  2. Giải phương trình
    1−cos⁡3x⋅ctgx=sin⁡3x.1 - \cos 3x \cdot \text{ctg} x = \sin 3x.

Tờ 50

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

48

  1. Trong tam giác ABCABC, trên cạnh ABAB, điểm DD được chọn sao cho độ dài đoạn BDBD lớn hơn 4 lần độ dài đoạn ADAD. Điểm O1O_1 và O2O_2 là tâm của các đường tròn ngoại tiếp các tam giác ACDACD và BCDBCD. Được biết, đường thẳng O1O2O_1O_2 song song với đường thẳng BCBC. Xác định đường tỉ lệ O1O2O_1O_2 chia diện tích tam giác ABCABC là bao nhiêu.

  2. Giải bất đẳng thức

log⁡2(1+1x)+log⁡2(1+x4)≥1.\log_2 \left(1 + \frac{1}{x}\right) + \log_2 \left(1 + \frac{x}{4}\right) \geq 1.

  1. Cho một hình lập phương có đáy ABCDABCD và các cạnh bên AA′,BB′,CC′,DD′AA', BB', CC', DD'. Điểm NN là trung điểm của cạnh ABAB, điểm MM là trung điểm của cạnh BB′,OBB', O - điểm giao nhau của các đường chéo của mặt BCC′B′BCC'B'. Một đường thẳng được vẽ qua điểm OO, cắt các đường thẳng AMAM và CNCN lần lượt tại các điểm PP và QQ. Xác định độ dài của đoạn PQPQ, nếu biết độ dài cạnh của hình lập phương là 1.

Vật lý

Năm 1978, tại Khoa Vật lý của NSU, mỗi phiên bản của bài thi viết vật lý gồm có một gót chân bài toán gồm ba loại.

Ba bài toán đầu tiên được tính bài toán với độ khó khác nhau: từ gần như tiêu chuẩn đến tương đối phức tạp, đòi hỏi sự khéo léo, kiến ​​thức sâu sắc và khả năng hiểu được một tình huống vật lý thông thường hoặc thông thường.

bài toán thứ tư là điểm bài toán. Đối với lời giải điều này bài toán, cần phải cố gắng kiểm tra hiện tượng vật lý, xây dựng một mô hình vật lý đơn giản (vì chỉ cần ước tính) của hiện tượng này, chọn các giá trị thứ nguyên của các tham số vật lý và cuối cùng, thu được kết quả bằng số ít nhiều tương ứng với thực tế. Trong văn bản bài toán có nói rằng người nộp đơn, nếu hiểu rõ về hiện tượng này hoặc bài toán, có thể tự mình đặt số lượng cần thiết và nhận được số đáp số. Kinh nghiệm thi tuyển sinh cho thấy một tỷ lệ đáng kể thí sinh đăng ký vào Khoa Vật lý có thể giải quyết được nhiệm vụ đánh giá.

bài toán thứ năm là phần minh họa bài toán, trong đó bạn cần giải thích hiện tượng vật lý được thể hiện trong bài kiểm tra. Ở đây, điều quan trọng là phải thu được những hiện tượng quan trọng và làm nổi bật hiện tượng chính trong số các yếu tố vật lý khác nhau.

Dưới đây là ba tùy chọn bài toán đầu tiên cũng như một số nhiệm vụ đánh giá và trình diễn.

Tùy chọn 1

  1. Trong một ống hình chữ U chứa không khí, hai pít-tông có khối lượng mm mỗi pít-tông được giữ ở cùng độ cao hh (Hình 1). Phần đầu gối trái 2S2S, phải và dưới SS. Chiều dài dưới đầu gối 3h3h. Áp suất không khí bên trong ống bằng áp suất khí quyển p0p_0. Tại một số điểm các piston được giải phóng. Tìm độ cao ổn định của piston. (Nhiệt độ khí ở đầu và cuối là như nhau; piston chỉ có thể trộn theo chiều dọc.)

  2. Trong mạch hiển thị ở Hình 2, phím KK ban đầu ở vị trí OO. Tụ điện C1C_1 và C2C_2 được phóng điện. Sức điện động của pin là ε1\varepsilon_1 và ε2\varepsilon_2. Sau đó, phím KK được đóng vào thiết bị đầu cuối II và sau một thời gian chuyển sang thiết bị đầu cuối 22. Hiệu điện thế nào sẽ được thiết lập trên tụ điện C1C_1?

  3. Hai đường thu giống hệt nhau có tiêu cự FF được đặt sao cho trục quang chính của chúng tạo thành một góc α\alpha và trục của thấu kính thứ hai đi qua O1O_1 trước (Hình 3). Trong công thức thấu kính có một nguồn sáng điểm S0S_0. Tìm khoảng cách ∣S0S∣|S_0S| giữa nguồn S0S_0 và ảnh SS của nó trong hệ thấu kính, nếu khoảng cách giữa các tâm thấu kính là ∣O1O2∣=2F|O_1O_2| = 2F.

Tùy chọn 2

  1. Lực kế DD được đặt giữa hai phần của cáp ABCABC và AECAEC sao cho nó nằm trên đường chéo BEBE của viên kim cương (EAB=BCE=α)(EAB = BCE = \alpha) (Hình 4). Điểm CC là cố định. Tìm lực tác dụng lên điểm AA, nếu máy đo động lực hiển thị giá trị tuyệt đối của lực F0F_0.

  2. Một bình hình trụ có chiều cao ll chứa đầy chất lỏng có vỏ, mật độ của nó pp thay đổi theo độ sâu hh theo định luật ρ=ρ0(1+αh)\rho = \rho_0 (1 + \alpha h). Hệ số α\alpha phải bằng bao nhiêu để chất lỏng này có thể được dẫn vào ba bình giống hệt nhau có chiều cao l/2l/2 có tiết diện bằng tiết diện của bình ban đầu?

  3. Ôtô chuyển động với tốc độ vv với chiều dài của bức tường hợp với nó một góc α\alpha (Hình 5). Tại thời điểm khoảng cách tới tường là ll, Xe phát ra tiếng bíp. Nó sẽ đi được bao xa?

Tờ 51

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

49

anh ta cho đến khi điều kiện lái xe?
Tốc độ âm thanh cc.

Tùy chọn 3

  1. Ánh sáng truyền dọc theo một ống có bán kính RR. Ống được đóng lại bằng một quả cầu thủy tinh (có chiết suất nn) có bán kính RR, vùng bên trong từ tâm đến khoảng cách rr (r<Rr < R) chứa đầy chất hấp thụ ánh sáng. Phần năng lượng ánh sáng truyền qua quả bóng là bao nhiêu? (Bỏ qua sự phản xạ ánh sáng.)

  2. Mục tiêu được hình thành bởi một cung ADC dẫn điện hở có bán kính aa và điện trở RR được nối trong phần OC (Hình 6). Một từ trường đều không đổi có cảm ứng B⃗\vec{B} được đặt vuông góc với mặt phẳng của mạch điện. Phải tác dụng lực nào F⃗\vec{F} vào đầu dây dẫn OD, ADC cho phép là bao nhiêu để làm quay dây dẫn OD với vận tốc góc không đổi ω\omega? Điện trở của tất cả các dây dẫn so với RR có thể bỏ qua.

  3. Một vật có khối lượng mm được gắn vào hai đầu của hai lò xo có độ cứng không hấp dẫn k1k_1 và k2k_2 để nó có thể chuyển động dọc theo đoạn thẳng AB không ma sát (Hình 7). Đầu A của lò xo bên trái được giữ chặt. Trong khi giữ cơ thể tại chỗ, đầu B của lò xo bên phải được rút lại một khoảng ∣BB1∣=a|BB_1| = a và đóng lại tại điểm B1B_1, sau đó cơ thể được thả ra. Tìm tốc độ cao nhất của cơ thể.

Hình 7.

Bài tập - điểm

  1. Ước tính mức tăng trung bình được phát triển theo tiêu chuẩn của con người khi nhận ra sau một lò xo từ cửa sổ tầng hai.

  2. Ước tính số lần thấu kính thu được từ kính tăng công suất ánh sáng (trên một đơn vị diện tích) đến từ Mặt trời.

  3. Tính áp suất ở tâm Trái Đất.

Bài tập - trình diễn

Giải thích các hiện tượng sau:

  1. Một quả cầu kim loại nhẹ được treo giữa hai bản tụ điện. Khi đặt một điện áp không đổi vào tụ điện, quả bóng bị hút vào một trong các bản, chạm vào nó và bật ra khỏi bản kia. Những bước nhảy như vậy được lặp đi lặp lại nhiều lần.

  2. Một mạch điện gồm hai cuộn cảm và một bóng đèn được mắc vào máy phát điện xoay chiều. Nếu một lõi sắt được đưa vào một trong các cuộn dây thì ánh sáng của bóng đèn sẽ mờ đi. Nếu đẩy lõi vào cuộn dây thứ hai thì ánh sáng của bóng đèn yếu đi. Vẽ sơ đồ mạch điện.

  3. Thanh sắt vừa khít với cuộn dây. Một chiếc nhẫn được đặt trên thanh. Trong trường hợp đầu tiên, chiếc nhẫn này là nhôm nguyên khối, và trong trường hợp thứ hai, nó là nhôm có vết cắt. Khi truyền dòng điện xoay chiều qua cuộn dây, các vòng hoạt động rất khác nhau.

Kính gửi Viện Thép và Hợp kim Moscow

Viện Thép và Hợp kim Mátxcơva có 5 khoa: Khoa Luyện kim Kim loại đen và Hợp kim, Khoa Kỹ thuật, Khoa Vật lý và Hóa học, Khoa Vật liệu và Dụng cụ Bán dẫn, Khoa Luyện kim Kim loại và Hợp kim hiếm và Kim loại màu. Các khoa này chuẩn bị một chuyên ngành trong lĩnh vực luyện kim kim loại đen, kim loại màu, kim loại hiếm và phóng xạ, vật liệu nhiệt độ cao, kim cương và hợp kim siêu cứng, vật lý kim loại, phương pháp nghiên cứu vật lý và hóa học, công nghệ bán dẫn, kinh tế và điều khiển học của quá trình luyện kim.

Hãy kể chi tiết về Khoa Vật lý và Hóa học của MISiCa.

Đa đặc tính trung bình có một vị trí đặc biệt trong vật lý chất rắn. Chúng ta có thể nói một cách an toàn rằng lĩnh vực công việc này có nhiều nhà nghiên cứu nhất, nhiều bài báo khoa học nhất được xuất bản và thu được nhiều kết quả quan trọng nhất. Sự quan tâm đặc biệt đến việc học

Tờ 52

tr. 50Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

50

sự can thiệp vào trạng thái rắn có liên quan rất nhiều đến tầm quan trọng thực tiễn to lớn của chất rắn. Tuy nhiên, việc thực hiện các vật thể rắn phức tạp đến mức ngay cả ở trình độ phát triển của khoa học vật lý thuần túy hiện nay, cách tiếp cận vật lý thuần túy dựa trên các định luật cơ bản không hiệu quả trong việc giải thích các tính chất đa dạng của vật liệu cụ thể và không thể chỉ ra chính xác cách thu được vật liệu có các tính chất mong muốn.

Và công nghệ hiện đại đòi hỏi ngày càng nhiều vật liệu mới - vật liệu hoạt động ở nhiệt độ cực cao và cực thấp, trong từ trường và điện mạnh, trong không gian, v.v. Việc nghiên cứu vật liệu, phát triển các chất mới và đặc biệt là kim loại có tính chất SSB chỉ có thể thực hiện được khi kết hợp khéo léo giữa kiến ​​thức cơ bản về vật chất với các định luật thực nghiệm được tìm ra nhờ sự khái quát hóa kinh nghiệm sâu rộng trong nghiên cứu vật liệu. Cũng cần phải biết các phương pháp và công nghệ sản xuất các chất mới, nắm vững các phương pháp thí nghiệm khác nhau để nghiên cứu.

Sự kết hợp độc đáo giữa kiến ​​thức và quan sát như vậy được Khoa Vật lý và Hóa học của Viện Thép và Hợp kim Moscow trao cho sinh viên. Khoa này đào tạo các kỹ sư nghiên cứu về một số chuyên ngành liên quan đến nghiên cứu vật liệu, phát triển các phương pháp mới cho sản xuất và nghiên cứu của họ. Học sinh được dạy các khóa học đặc biệt về toán học, vật lý lý thuyết và đại cương, các môn chuyên ngành và quan trọng nhất là ngay cả trong các khóa học cơ sở, học sinh sẽ tiếp thu công việc khoa học trong các khoa và khi kết thúc khóa học, họ chắc chắn sẽ lắng nghe nghiên cứu độc lập. Cách tiếp cận này giúp học sinh phát triển khả năng sáng tạo, khả năng tư duy độc lập, kết nối những con đường mới lời giải bài toán - những phẩm chất hoàn toàn cần thiết cho nghiên cứu.

Trong ghi chú này, không thể nói về tất cả các chuyên ngành của khoa và chúng tôi sẽ chỉ tập trung vào những chuyên ngành có thể được độc giả của Lượng tử quan tâm.

Các chuyên gia nghiên cứu tính chất vật lý của kim loại được đào tạo tại Khoa Vật lý lý thuyết, đứng đầu là Thành viên tương ứng của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô A. A. Abrikosov. Học sinh được dạy tính toán lý thuyết về tính chất của các chất thực và các phương pháp thí nghiệm khác nhau để nghiên cứu chúng. Để nghiên cứu các định luật vật lý mô tả tính chất của kim loại, cần phải thực hiện nhiều phép tính gần đúng khác nhau, để thấy trước phương pháp nào sẽ có ảnh hưởng hiệu quả đến nghiên cứu. Nó có “nhà bếp” đặc biệt của riêng mình, những bí mật được các giáo viên của khoa sẵn sàng chia sẻ với học sinh. Sinh viên chuyên ngành sử dụng máy tính điện tử lớn tại trung tâm máy tính của viện trong quá trình học tập và làm bài thi lấy bằng tốt nghiệp.

Một chuyên ngành khác là “vật liệu siêu dẫn”. Các vật liệu được biết đến hiện nay chỉ trở thành chất siêu dẫn (không chống lại dòng điện) ở nhiệt độ rất thấp (dưới -250°C). Rõ ràng điều này hạn chế khả năng sử dụng chất siêu dẫn ở nhiệt độ kỹ thuật? Để làm việc theo hướng này, người ta không chỉ phải hiểu rõ về vật lý của chất siêu dẫn mà còn phải biết tính chất của các chất, khử các hợp chất cần thiết và dự đoán tính chất của chúng. Chính bộ kiến ​​\u200b\u200bthức này được cung cấp cho sinh viên theo học chuyên ngành này và sinh viên không chỉ được đào tạo trong khuôn viên của viện mà còn ở trung tâm khoa học lớn nhất - Viện Vật lý chất rắn của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô.

Một chuyên ngành mới, “kiểm tra kim cương và các vật liệu có độ cứng cao khác,” đã được thành lập tại khoa vật liệu có độ cứng cao, do Thành viên tương ứng của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô V. P. Elyutin đứng đầu. Sinh viên chuyên ngành này cùng với việc nghiên cứu các tính chất của kim cương tự nhiên sẽ được nghiên cứu chuyên sâu về kim cương, bsar nitride và các vật liệu quan trọng khác của công nghệ hiện đại. Kim cương nhân tạo được trao theo đúng nghĩa đen trước mắt sinh viên trong các phòng thí nghiệm được lắp ráp với những thiết bị hiện đại nhất.

Ngày nay, mọi người đều biết đến thí nghiệm nghiên cứu vật liệu trong không gian; Rõ ràng là để chuẩn bị và tiến hành các thí nghiệm như vậy, cần có SSB sử dụng các phương pháp thực nghiệm để nghiên cứu chúng. Để nghiên cứu các định luật vật lý mô tả tính chất của kim loại, cần phải thực hiện nhiều phép tính gần đúng khác nhau, để thấy trước phương pháp nào sẽ có ảnh hưởng hiệu quả đến nghiên cứu. Nó có “nhà bếp” đặc biệt của riêng mình, những bí mật được các giáo viên của khoa sẵn sàng chia sẻ với học sinh. Sinh viên chuyên ngành sử dụng các tài liệu máy tính điện tử lớn từ trung tâm máy tính của viện trong các khóa học và luận văn của họ.

Chuyên ngành “điều khiển học của các quá trình luyện kim” có thể được khuyến nghị cho những sinh viên tốt nghiệp đặc biệt quan tâm đến toán học, nhưng đồng thời quan tâm đến các ứng dụng thực tế của nó. Việc đào tạo các chuyên gia như vậy được thực hiện bởi Khoa Kỹ thuật Điều khiển học, đứng đầu là Thành viên tương ứng của Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô S. V. Emelyanov. Học sinh học các ngành toán học khác nhau, nghiên cứu chuyên sâu về hệ thống điều khiển và sử dụng các công cụ máy tính hiện đại, học cách sử dụng một cách sáng tạo kiến ​​thức thu được trong công việc tổng hợp và nghiên cứu các mô hình toán học của các quá trình luyện kim.

Khoa còn có nhiều chuyên ngành khác. Đó là sự ăn mòn và bảo vệ kim loại, luyện kim kim loại màu, vật liệu có độ cứng cao,

Tờ 54

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

52

  1. 200001, Tallinn, Budvar Lenina 7, tạp chí.
    “Sách kỹ thuật y tế”;

  2. 480003, Almaty, st. Gogol 109, tạp chí.
    “Tiến triển”.

Học sinh có thể sử dụng máy vi tính trong lớp không? Máy tính vi mô có được phép sử dụng trong kỳ thi không?
V. Ananyev (vùng Volgograd), v.v.

Sự xuất hiện của thiết bị đếm điện tử cỡ nhỏ là một thực tế. Máy vi tính ngày càng trở nên phổ biến trong nền kinh tế quốc dân. Việc thực hiện chúng trong trường học là vấn đề của ngày mai.

Được biết, sinh viên hiện nay dành nhiều thời gian để rèn luyện các loại kỹ năng tính toán. Một máy vi tính được giới thiệu trong trường học sẽ giải phóng một phần thời gian này. Đương nhiên, sẽ cần phải xác định phạm vi các vấn đề có thể được nghiên cứu sâu hơn về vấn đề này. Trước hết, cần xác định nội dung giáo dục ở các lớp dưới. Các thí nghiệm đã được tiến hành về việc sử dụng máy vi tính trong trường học. Đặc biệt, bắt đầu từ năm tới, một số lớp học ở Yerevan sẽ bắt đầu thử nghiệm khả năng đưa máy tính nhỏ vào quá trình giáo dục, bắt đầu từ lớp 1.

Rõ ràng là trong 10 năm nữa người ta sẽ không còn tính “trong stolnik” nữa và thậm chí quy tắc trượt cũng sẽ trở thành quá khứ. Nhưng việc sử dụng rộng rãi máy vi tính trong trường học mà không có phương pháp làm việc với chúng được tính toán trước hoặc phát triển một hệ thống điều khiển cụ thể có thể dẫn đến việc học sinh mất “ý thức về số”. Việc giải phóng các em khỏi nhu cầu đếm bằng miệng dẫn đến tình trạng học sinh quên bảng nhân, cộng các số và không học được các hành động tùy tiện; họ không thể đánh giá kết quả tính toán thu được, ít nhất là thứ tự của nó. Cuộc sống hàng ngày của các trường học nước ngoài cảnh báo chúng ta về một sai lầm như vậy.

Tuy nhiên, nếu một học sinh sử dụng máy vi tính một cách khéo léo và thông minh và có thể đánh giá thứ tự của kết quả thì việc cấm học sinh đó sử dụng thành tích là không phù hợp về mặt kỹ thuật. Nó đặc biệt hữu ích khi sử dụng máy tính nhỏ trong các bài học hình học, với lời giải, chẳng hạn như hình tam giác, khả năng sử dụng chúng trong các bài học vật lý và hóa học, với lời giải bài toán, trong phòng thí nghiệm và làm việc thực tế, đặc biệt là các loại công việc tính toán khác nhau.

Đương nhiên, nếu một học sinh sử dụng thiết bị tính toán điện tử nhỏ để tính toán trong suốt cả năm, thì sẽ không hợp lý nếu tước đi cơ hội này của học sinh đó trong các kỳ thi.

  1. Moiseeva,
    Thanh tra Ban giám hiệu nhà trường
    Bộ Giáo dục Liên Xô

Tờ 55

tr. 53Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

53

Chuỗi Philotaxis và Fibonacci

Hình vẽ trên trang đầu tiên của trang bìa có thể coi là hình ảnh đơn giản hóa của một bông hoa hướng dương, các hạt của chúng lần lượt được trồng theo hình bàn cờ. Cụm hoa hướng dương thật (xem hình trên trang này) cũng chứa hai họ xoắn ốc logarit (đọc về các xoắn ốc này «Kvant», 1977, số 4, trang 42). Các vòng xoắn ốc của một họ xoắn về phía trung tâm ngược chiều kim đồng hồ, vòng xoắn kia - dọc theo chiều kim đồng hồ. Ở những nơi giàu có, sự kết hợp của hai họ xoắn ốc được gọi là phylotaxis (dịch từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là “sắp xếp lá”).

Hóa ra số lượng xoắn ốc trong các chùm hoa hướng dương xấp xỉ bằng hai thành viên lân cận của cái gọi là chuỗi Fibonacci: 34 và 55 hoặc 89 và 144.

Phylotaxis hướng dương là một trong nhiều cuộc gặp gỡ bất ngờ với chuỗi Fibonacci. Nó lần đầu tiên được gặp bởi nhà toán học người Pháp Edouard Lucas vào thế kỷ trước. Đọc cuốn sách “Nghệ thuật bàn tính” của nhà toán học Intayan nổi tiếng thời Phục hưng Leonardo xứ Pisa, người nổi tiếng với việc đưa ra Fibonacci và giải một trong các hàm bài toán của Leonardo, Luca đã soạn ra dãy 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, …, trong đó

an=an−1+an−2.a_n = a_{n-1} + a_{n-2}.

Một cuộc gặp gỡ bất ngờ trong phân cảnh này bao gồm Seyatsas và chúng tôi. Giả sử rằng α2=1−α\alpha^2 = 1 - \alpha.

Hãy để chúng tôi biểu thị các giá trị của mức độ α3,α4,α5,...\alpha^3, \alpha^4, \alpha^5, ... theo 1=α01 = \alpha^0 và α\alpha:

α3=α⋅α2=2α−1,\alpha^3 = \alpha \cdot \alpha^2 = 2\alpha - 1,

α4=2−3α,\alpha^4 = 2 - 3\alpha,

α5=5α−3,…\alpha^5 = 5\alpha - 3, \dots

Bạn có nhận ra dãy Fibonacci trong các tỷ lệ, bắt đầu bằng thuật ngữ a1a_1 không? Rõ ràng, với bất kỳ nn nào chúng ta có thể viết công thức

αn=(−1)n(an−1−anα),\alpha^n = (-1)^n (a_{n-1} - a_n \alpha),

trong đó an−1a_{n-1} và ana_n là các số hạng của dãy Fibonacci. Hãy chứng minh điều này bằng phương pháp quy nạp toán học:

αn+1=(−1)n(an−1α−anα2)=(−1)n(−an+(an−1+an)α)=(−1)n+1(an−an+1α).\alpha^{n+1} = (-1)^n (a_{n-1} \alpha - a_n \alpha^2) = (-1)^n (-a_n + (a_{n-1} + a_n) \alpha) = (-1)^{n+1}(a_n - a_{n+1} \alpha).

Phương trình α2=1−α\alpha^2 = 1 - \alpha có hai nghiệm: dương α1=−1+52\alpha_1 = \frac{-1 + \sqrt{5}}{2} và âm α2=−1+52\alpha_2 = -\frac{1 + \sqrt{5}}{2}. Như chúng ta đã thấy,

{(−1)nα1=an−1−anα1(−1)nα2=an−1−anα2.\begin{cases} (-1)^n \alpha_1 = a_{n-1} - a_n \alpha_1 \\ (-1)^n \alpha_2 = a_{n-1} - a_n \alpha_2. \end{cases}

Giải hệ này cho ana_n, ta thu được

an=15×[(1+52)n−(1−52)n].a_n = \frac{1}{\sqrt{5}} \times \left[ \left( \frac{1 + \sqrt{5}}{2} \right)^n - \left( \frac{1 - \sqrt{5}}{2} \right)^n \right].

Và kết quả này khá phức tạp - dãy là số nguyên và thuật ngữ chung của nó được biểu thị dưới dạng căn bậc hai.

Chúng ta sẽ nhận được điều ngạc nhiên tiếp theo nếu tính toán lim⁡n→∞anan+1=5−12\lim_{n \to \infty} \frac{a_n}{a_{n+1}} = \frac{\sqrt{5} - 1}{2}. Đây là ý nghĩa của “tỷ lệ vàng” (ví dụ, về nó, xem «Kvant», 1973, số 8, trang 22 và phần tiếp theo). Một vật thể đẹp với thái độ quan sát như vậy sẽ làm hài lòng mắt.

Có nhiều công thức được kết nối bởi các thành viên của dãy Fibonacci. Dưới đây là một số trong số họ:

an+2=a0+a1+a2+⋯+an+1a_{n+2} = a_0 + a_1 + a_2 + \dots + a_n + 1

a2n+2=a1+a3+a5+⋯+a2n−1a_{2n+2} = a_1 + a_3 + a_5 + \dots + a_{2n-1}

a2n+1=1+a2+a4+⋯+a2na_{2n+1} = 1 + a_2 + a_4 + \dots + a_{2n}

a2n−2+1=a1−a2+a3−a4+⋯+a2n−1a_{2n-2} + 1 = a_1 - a_2 + a_3 - a_4 + \dots + a_{2n-1}

a2n2=a1a2+a2a3+⋯+a2n−1a2na_{2n}^2 = a_1 a_2 + a_2 a_3 + \dots + a_{2n-1} a_{2n}

a2n−1=an2+an2−1.a_{2n-1} = a_n^2 + a_n^2 - 1.

Hãy cố gắng chứng minh chúng.

Bạn có thể đọc về dãy Fibonacci trong cuốn sách bán phần và xen kẽ “Các số Fibonacci” của N. N. Vorobyov (M., “Hayka”, 1978). Giới thiệu về thực vật học - trong một cuốn sách thú vị khác: G. S. M. Coxter “Giới thiệu về hình học” (M., “Hayka”, 1966).

V. Berezin

Tờ 56

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

54

Làm thế nào để xây dựng một ngôi nhà?
(đến trang bìa thứ hai)

Hãy tưởng tượng một công trường xây dựng trên núi hoặc trong không gian, nơi rất khó để đặt cần cẩu cao. Làm thế nào để xây dựng một ngôi nhà trong tình huống như vậy? Hình 1 cho thấy một trong các phương pháp. Các tấm hình vuông được kết nối với nhau bằng bản lề. Ngoài ra, chúng được kết nối bằng dây cáp. Nếu bạn bắt đầu “chọn” các dây cáp bằng tời được lắp ở giữa bộ (Hình 2), thì một ngôi nhà sẽ xuất hiện (Hình 3).

V. Koleichik

Khối mười hai mặt giao nhau
(đến trang bìa thứ tư)

Ở «Kvant» số 1 trên trang. 27 là bức ảnh chụp một khối đa diện, là sự kết hợp của gót các hình khối nội tiếp trong một khối mười hai mặt. Có bao nhiêu khối mười hai mặt khác nhau có thể được mô tả xung quanh một khối lập phương? Không khó để đồng ý rằng có hai. Trong bức ảnh này, bạn thấy một khối đa diện là sự kết hợp của hai khối mười hai mặt như vậy. Rõ ràng là khối đa diện này có dạng bán chính quy như nhau: đối với bất kỳ cặp mặt nào của nó, người ta có thể chỉ định một độ dịch chuyển sao cho chính khối đa diện đó sẽ chiếm vị trí trước đó và mặt thứ nhất sẽ di chuyển sang mặt thứ hai. Hình vẽ cho thấy elure thu được từ khối đa diện này: (Nó là gì và cách sử dụng elure đã được mô tả ở «Kvant» Số 3 trên trang 50, 53.) Khi sao chép elure, cần lưu ý rằng hình ngũ giác ABCDE là đều.)

V. Gamayunov

Tờ 57

tr. 55Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

55

Hiện tại
tôi dạy
và cậu học sinh

Chương trình toán học mới yêu cầu học sinh phải có kiến ​​thức vững chắc về các khái niệm cơ bản của “toán học cao cấp” như giới hạn của hàm số, tính liên tục và tích phân tùy ý. Đương nhiên, ở trường, tất cả các khái niệm này lần đầu tiên được nghiên cứu về các hàm cơ bản: lũy thừa, hàm mũ, logarit, lượng giác và hàm lượng giác nghịch đảo.

Tuy nhiên, do thiếu thời gian và quá tải chương trình giảng dạy ở trường, nên có một lỗ hổng đáng kể về cơ sở logic của những khái niệm này - lý thuyết về các số hành động trên thực tế hoàn toàn không có. Trong khi đó, lý thuyết số tích cực không chỉ làm cơ sở cho lý thuyết giới hạn, tính liên tục, vi phân và tích phân của hàm số mà còn là cơ sở để xây dựng lý thuyết hàm số cơ bản, trên cơ sở đó nghiên cứu giải tích ở trường phổ thông. Từ sách giáo khoa, học sinh chỉ biết rằng có một bộ số hành động nhất định. Những con số này có thể được cộng, trừ, nhân và chia theo những quy tắc nhất định. Người ta lập luận rằng tất cả các phần tử của tập hợp này có thể được phân chia thành hai tập hợp con riêng biệt, mỗi tập chỉ chứa các số hữu tỷ hoặc vô tỷ và mỗi số này có thể được biểu diễn dưới dạng phân số thập phân tuần hoàn vô hạn (số hữu tỷ) hoặc không tuần hoàn (số vô tỷ). Tuy nhiên, chúng tôi xin nhắc lại, cấu trúc của lý thuyết số tích cực không được trình bày trong môn toán phổ thông.

Sách hướng dẫn được bình duyệt*) có mục tiêu chính là thúc đẩy sự hiểu biết sâu sắc về các chương đầu tiên của phân tích toán học vốn chỉ dễ dàng áp dụng vào các lớp toán của giáo viên trung học. Nội dung chính của cuốn sách là trình bày lý thuyết về số tác dụng, trên cơ sở đó xây dựng lý thuyết giới hạn của dãy số, xác định các hàm cơ bản cơ bản và nghiên cứu tính chất của hàm liên tục. Không còn nghi ngờ gì nữa, cách trình bày như vậy là sự bổ sung tự nhiên cho môn toán và logic ở trường hình thành nên những ý tưởng trực quan mà học sinh có.

Sau đó nó bao gồm phần giới thiệu và bốn chương. Phần giới thiệu phác thảo các khái niệm cơ bản của lý thuyết số nhiều, đưa ra các định nghĩa về sự tương ứng, hàm số và trình tự, đồng thời giới thiệu một số đặc điểm của logic toán học.

Chương đầu tiên trình bày lý thuyết về giới hạn của dãy số hữu tỷ.

Chương thứ hai của cuốn sách trình bày lý thuyết về các số hành động và lý thuyết về dãy số. TRONG

*) G. N. Ykovlev. “Chuỗi số và hàm liên tục” (Moscow, “Prosveshcheniye”, 1978).

Cơ sở của bài trình bày là lý thuyết về số hoạt động, được phát triển bởi G. Kantr và S. Mere. Chúng tôi tin rằng cách trình bày lý thuyết số hoạt động như vậy phù hợp với tinh thần của toán học phổ thông. Tác giả xác định khái niệm đẳng thức, bất đẳng thức của các số hành động và trình bày chi tiết các lý lẽ cho các số hành động.

Chương thứ ba thảo luận về các hàm cơ bản cơ bản, đưa ra định nghĩa về hàm và chứng minh các lý thuyết cơ bản liên quan đến các khái niệm này.

Trong chương thứ tư, một lý thuyết cơ bản tùy ý và đã được chứng minh về hàm vi phân được giới thiệu.

Các bài tập được lựa chọn thuận tiện chiếm một vị trí quan trọng trong sách hướng dẫn. Chúng giúp người đọc hiểu những vấn đề khó trong khóa học và thấm nhuần các kỹ năng tốt về lời giải bài toán. Cùng với các nhiệm vụ chung, hướng dẫn này bao gồm một số lượng đáng kể bài toán độ khó tăng dần. Tỷ lệ tăng độ khó bài toán khá cao. Nó dẫn đến các bài tập khó nhanh hơn nhiều so với cách làm trong sách giáo khoa.

Nhiều vấn đề được trình bày trong cuốn sách một cách mới mẻ và độc đáo. Tác giả sử dụng khéo léo các ký hiệu và ngôn ngữ logic toán học.

Một số trường hợp không được chấp nhận là do số lượng phát hành sách ít, nhưng cuốn sách này rất được cả giáo viên trung học và học sinh trung học quan tâm và chắc chắn sẽ gây ra nhu cầu lớn. Chúng ta phải hy vọng rằng cuốn sách thứ hai tôi xuất bản sẽ không mất nhiều thời gian.

G. Lukakin, M. Smolyansky

Tờ 58

tr. 56Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

56

Hãy thay thế hình

  1. Qq=sin⁡2(α+β)sin⁡2(α−β)\frac{Q}{q} = \frac{\sin^2(\alpha + \beta)}{\sin^2(\alpha - \beta)}

  2. R=a2+b2+2abcos⁡2α2sin⁡2αR = \frac{\sqrt{a^2 + b^2 + 2ab\cos 2\alpha}}{2\sin 2\alpha}

  3. R=a24R = \frac{a\sqrt{2}}{4}

Xây dựng ảnh của thấu kính và gương cầu

  1. Hãy vẽ trục quang thứ cấp AO (Hình 1). Chùm tia AC song song với trục quang chính, sau khi gặp thấu kính, đi qua tiêu điểm phía sau F’. Giao điểm của đường thẳng AO và CF’ cho điểm A’ - ảnh của điểm A. Tương tự, ta tìm được điểm B’ - ảnh của điểm B. Bằng cách nối các điểm A’ và B’, ta thu được ảnh predmeta.

  2. Trục quang bên OD, song song với tia trên của chùm tia, cắt mặt phẳng tiêu cự phía trước tại điểm D (Hình 2). Chùm BA và OD, youSED

Hình 1.

Hình 2.

Hình 3.

Hình 4.

những tia từ thấu kính song song với nhau, trước khi gặp nó, cắt nhau ở mặt phẳng tiêu cự phía trước của thấu kính; do đó, sự tiếp tục của đường thẳng BD xác định đường đi của tia BA tới thấu kính. Tương tự, ta tìm tia tới tương ứng với tia ra CA.

  1. Các bộ phận của ống kính hoạt động giống như toàn bộ ống kính. Trục quang chính M₁N₁ của phần trên của thấu kính phức được dịch chuyển xuống dưới một khoảng d so với trục đối xứng của hệ (Hình 3); O₁ là quang tâm, AO₁ là trục quang phụ của phần trên thấu kính. Tia AB song song với trục M₁N₁ sau khi gặp thấu kính sẽ đi qua tiêu điểm F’ của phần trên thấu kính. Giao điểm của các đường BF’ và AO₁ cho vị trí của ảnh A’ tạo bởi phần trên của thấu kính phức. Phần dưới của thấu kính tạo ra ảnh A’’ đối xứng.

  2. Hãy nối sọc P từ điểm A và A’ (Hình 4). Trục gương đi qua điểm P và chia đôi góc APA’. Tâm của gương O nằm ở giao điểm của trục với đường thẳng AA’. Vòng tròn bán kính |OP| xác định vị trí của gương. Gương của bề mặt phản chiếu của nó hướng về mục tiêu; do đó nó là lõm. Tiêu điểm F chia đoạn |OP| một nửa.

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

Toán học

Khoa Cơ học và Toán học

Tùy chọn 1

  1. — 10. Gợi ý. a∈Z⇒a²∈Z

  2. 2π2\frac{\sqrt{2\pi}}{2}

  3. 92\frac{9}{2}. Lời giải. Vì AQC = APC = 90° nên có thể vẽ một đường tròn bao quanh tứ giác AQPC. Do đó BAC + QPC = 180°. Từ BPQ + QPC = 180° suy ra BAC = BPQ. Vì vậy, ∠ABC�sim∠QBP. Hệ số tương đồng k = S△QBPS△ABC1\frac{\sqrt{S_{\triangle QBP}}{S_{\triangle ABC}}}{1}. Vì vậy, ∣BP∣∣AP∣=13\frac{|BP|}{|AP|} = \frac{1}{3}. Chúng ta hãy ký hiệu △ABC bằng β, sử dụng

Tờ 60

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

58

  1. 3−54.\frac{3-\sqrt{5}}{4}. Lời giải. Gọi VV là thể tích của đường thẳng HABCEHABCE, hh độ dài đường cao của đường thẳng, h1=∣HO∣h_1 = |HO| chiều cao của tam giác AHEAHE (Hình 6). Hãy đặt ∣AE∣=x|AE| = x. Sau đó S△ABE=12x⋅sin⁡BAE≤x2S_{\triangle ABE} = \frac{1}{2} x \cdot \sin BAE \leq \frac{x}{2}. Hãy đặt ∣AH∣=y|AH| = y; thì ∣EH∣=2−y|EH| = \sqrt{2} - y. Từ đẳng thức S△AHE=12xh1S_{\triangle AHE} = \frac{1}{2} x h_1, áp dụng công thức Heron, ta tìm được h1=12−x24⋅1−2(1−2y)2x2h_1 = \sqrt{\frac{1}{2} - \frac{x^2}{4}} \cdot \sqrt{1 - \frac{2(1-\sqrt{2}y)^2}{x^2}}; do đó h1≤12−x24h_1 \leq \sqrt{\frac{1}{2} - \frac{x^2}{4}}. (Ký hiệu 3 a. Chiều cao của một tam giác cân có đáy dài xx và cạnh dài 22\frac{\sqrt{2}}{2} là 12−x24\sqrt{\frac{1}{2} - \frac{x^2}{4}}). Như vậy, chúng ta đã chứng minh rằng trong số các tam giác có đáy có độ dài cố định và tổng chiều dài các dây bên cố định thì tam giác cân có chiều cao lớn nhất. Chứng minh hình học không thể đoán trước này!

Vì S△ABE=S△BCES_{\triangle ABE} = S_{\triangle BCE}, các dòng HBAEHBAE và HBCEHBCE có ​​cùng âm lượng 112\frac{1}{12}. Có nghĩa,

112=VHBAE=13⋅S△ABE⋅h≤13⋅S△ABE⋅h1≤13⋅x2⋅12−x24.\frac{1}{12} = V_{HBAE} = \frac{1}{3} \cdot S_{\triangle ABE} \cdot h \leq \frac{1}{3} \cdot S_{\triangle ABE} \cdot h_1 \leq \frac{1}{3} \cdot \frac{x}{2} \cdot \sqrt{\frac{1}{2} - \frac{x^2}{4}}. (1)

Giải bất đẳng thức 112≤13⋅x2⋅12−x24\frac{1}{12} \leq \frac{1}{3} \cdot \frac{x}{2} \cdot \sqrt{\frac{1}{2} - \frac{x^2}{4}}, ta thu được x=1x = 1. Khi đó 13⋅x2⋅12−x24=1\frac{1}{3} \cdot \frac{x}{2} \cdot \sqrt{\frac{1}{2} - \frac{x^2}{4}} = 1 và mọi bất đẳng thức không đụng chạm (1) đều thỏa mãn đẳng thức. Vì vậy, h=h1=12h = h_1 = \frac{1}{2} và S△ABE=12S_{\triangle ABE} = \frac{1}{2}. Do đó, ∣AB∣=∣AE∣|AB| = |AE| và BAE^=π2\widehat{BAE} = \frac{\pi}{2}. Với điều kiện S△ABE=S△BCES_{\triangle ABE} = S_{\triangle BCE}, chúng ta kết luận rằng đáy ABCEABCE là hình vuông. Ngoài ra, ∣AH∣=∣EH∣=22|AH| = |EH| = \frac{\sqrt{2}}{2}, mặt phẳng AHEAHE vuông góc với mặt phẳng ABCEABCE và [HO][HO] là độ cao của các đường thẳng.

Bán kính r1r_1 của hình tròn nội tiếp tam giác AHEAHE bằng (bài toán 10 đến trang 112 của “Hình học 8”) S△AHEp△AHE=2−12\frac{S_{\triangle AHE}}{p_{\triangle AHE}} = \frac{\sqrt{2} - 1}{2}. Sự miêu tả

Hình 6. Hình 7.

từ điểm HH vuông góc HKHK đến BCBC (Hình 7). Theo định lý ba đường vuông góc OK⊥BCOK \perp BC. Vì vậy, ∣OK∣=1|OK| = 1. Bán kính của hình tròn r2r_2 nội tiếp trong tam giác HOKHOK là S△HOKp△HOK=3−54\frac{S_{\triangle HOK}}{p_{\triangle HOK}} = \frac{3 - \sqrt{5}}{4}. Thật dễ dàng để kiểm tra điều đó r2<r1r_2 < r_1.

Xét một quả bóng có bán kính r2r_2 có tâm tại điểm MM (xem Hình 7). Nó chạm vào các mặt AHEAHE, ABCEABCE và BHCBHC. Vì hình chiếu trực giao của nó lên mặt phẳng AHEAHE là một đường tròn có bán kính r2r_2 có tâm là HOHO, các tiếp tuyến [AE][AE] và r2<r1r_2 < r_1, nên chúng ta kết luận rằng đường tròn này nằm bên trong tam giác AHEAHE. Vì đường thẳng HABCEHABCE được chiếu lên ΔAHC\Delta AHC nên bản thân quả bóng nằm bên trong đường thẳng.

Hình chiếu trực giao của một quả cầu tùy ý đặt trên đường thẳng HABCEHABCE lên mặt phẳng HOKHOK là một đường tròn có cùng bán kính nằm bên trong tam giác HOKHOK. Do đó, quả bóng không vượt quá r2r_2.

Bài toán thi vấn đáp

  1. Nếu a≠0a \neq 0 hoặc b≠0b \neq 0, min⁡f(x)=−1a2+b2\min f(x) = -\frac{1}{\sqrt{a^2 + b^2}}, max⁡f(x)=1a2+b2\max f(x) = \frac{1}{\sqrt{a^2 + b^2}}. Nếu a=b=0a=b=0, min⁡f(x)=max⁡f(x)=0\min f(x) = \max f(x)=0.

  2. {3}. 3. Gợi ý. Độ dài của một cạnh bất kỳ của một tam giác đều nhỏ hơn tổng độ dài các đường phân giác của nó. 4. Gợi ý. Độ dài hình tròn có bán kính là 1−2π1 - 2\pi, diện tích hình tròn tương ứng là −π-\pi. 6. 5−b2(ab+a−2b+1)\frac{5-b}{2(ab+a-2b+1)}

Vật lý

Khoa Vật lý

  1. Ranh giới của khu vực được bắn là một parabol, phương trình của nó là:

yrp=v022g−g2v02xrp2.y_{rp} = \frac{v_0^2}{2g} - \frac{g}{2v_0^2} x_{rp}^2.

  1. Hình chiếu của nhóm gia tốc lên trục hướng thẳng đứng xuống dưới bằng

Tờ 63

tr. 61Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

61

  1. U1=E2C2−E1C1C1+C2U_1 = \frac{\mathcal{E}_2 C_2 - \mathcal{E}_1 C_1}{C_1 + C_2}.

  2. ∣S0S∣=F(3+cos⁡α)2+sin⁡2α(1+1/cos⁡α)2|S_0 S| = F \sqrt{(3 + \cos \alpha)^2 + \sin^2 \alpha (1 + 1/\cos \alpha)^2}.

Gợi ý. Hình ảnh SS nằm trong mặt phẳng tiêu điểm của đường thứ hai (Hình 12).

Tùy chọn 2

  1. F=F0 ctg(α/2)F = F_0 \text{ ctg} (\alpha/2).
  2. α=4/l\alpha = 4/l.
  3. x=2l(c2/∣v⃗∣2)−1(sin⁡α±(c2/∣v⃗∣2)−cos⁡2α)x = \frac{2l}{(c^2 / |\vec{v}|^2)} - 1 \left( \sin \alpha \pm \sqrt{(c^2 / |\vec{v}|^2) - \cos^2 \alpha} \right);

Dấu trừ tương ứng với ô tô đang chuyển động ngược chiều.

Gợi ý và e. Khi âm thanh bị phản xạ, góc tới bằng góc phản xạ (Hình 13).

Tùy chọn 3

  1. δ={1−(nr/R)2при nr<R,0при nr≥R.\delta = \begin{cases} 1 - (nr/R)^2 & \text{при } nr < R, \\ 0 & \text{при } nr \geq R. \end{cases}

Gợi ý. Đường đi của tia biên, chưa bị phần bên trong quả bóng hấp thụ, được thể hiện trên Hình 14.

  1. ∣F⃗∣=ωa3∣B⃗∣24R|\vec{F}| = \frac{\omega a^3 |\vec{B}|^2}{4R}.
  2. ∣v⃗max∣=k2am(k1+k2)|\vec{v}_{\text{max}}| = \frac{k_2 a}{\sqrt{m (k_1 + k_2)}}.

Bài tập-đánh giá

  1. Năng lượng mghmgh tích lũy khi rơi từ độ cao hh được sử dụng cho công A∼∣F⃗∣lA \sim |\vec{F}| l chống lại lực trung bình F⃗\vec{F} tác dụng lên chân (ll – đường đi của tâm

Hình 12.

Hình 13.

Hình 14.

Hình 15.

Hình 16.

trọng lực trong suốt thời gian tác dụng lực, xấp xỉ bằng chiều dài của chân). Như vậy,

∣F⃗∣∼mghl|\vec{F}| \sim mg \frac{h}{l}.

Lấy m=70 кгm = 70 \text{ кг}, h=5 мh = 5 \text{ м}, l=1 мl = 1 \text{ м}, ta được ∣F⃗∣∼3500 H|\vec{F}| \sim 3500 \text{ H}.

  1. Các tia tới từ rìa của Mặt trời qua tâm của đường thẳng (góc giữa chúng bằng tỷ lệ giữa đường kính của Mặt trời và khoảng cách tới nó: α=DC/rC\alpha = D_C/r_C) không bị khúc xạ và tạo ra ảnh Mặt trời trong mặt phẳng tiêu điểm của đường thẳng (Hình 15). Đường kính hình ảnh

d=αF=DCrCF,d = \alpha F = \frac{D_C}{r_C} F,

trong đó FF là tiêu cự của đường thẳng. Năng lượng rơi trên vùng đường πD2/4\pi D^2/4 tập trung vào một vùng nhỏ hơn đáng kể của hình ảnh πd2/4\pi d^2/4. Vì vậy, có sự gia tăng năng lượng trên một đơn vị diện tích trong

β=D2d2=(DrDCF)2 раз.\beta = \frac{D^2}{d^2} = \left( \frac{D_r}{D_C} F \right)^2 \text{ раз.}

Ví dụ: chọn D=5 смD = 5 \text{ см}, F=25 смF = 25 \text{ см} và thay thế giá trị đường kính góc của Mặt trời α=DC/rC\alpha = D_C/r_C, chúng ta thu được β∼400\beta \sim 400.

  1. Hãy ước tính áp suất, sử dụng công thức thủy tĩnh

p=ρgсреднR∼ρg2R,p = \rho g \text{средн} R \sim \rho \frac{g}{2} R,

(g av = g2\frac{g}{2}, vì gia tốc lực)

Lực hấp dẫn từ tâm Trái đất đến bề mặt tăng theo quy luật tuyến tính). Hãy đánh giá

Tờ 64

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

62

Mật độ trái đất:

ρ=M3V3=gR2/γ4/3πR3=3g4πRγ.\rho = \frac{M_3}{V_3} = \frac{gR^2/\gamma}{4/3\pi R^3} = \frac{3g}{4\pi R\gamma}.

Như vậy,

p∼3g28πγ∼106 atm.p \sim \frac{3g^2}{8\pi\gamma} \sim 10^6 \text{ atm.}

Bài tập - trình diễn

  1. Dưới tác dụng của từ trường của tụ điện bên trong, điện tích được tạo ra trên quả cầu tự cảm. Chúng được phân bố sao cho các điện tích giống nhau với bản gần nhất của tụ điện nằm ở xa nó hơn và các điện tích khác nhau nằm ở gần hơn. Điều này dẫn đến một lực hút quả bóng vào một trong các tấm. Khi một quả bóng chạm vào một tấm, một điện tích giống như điện tích của tấm được truyền sang nó, xảy ra lực đẩy từ tấm này và lực hút sang tấm kia. Sau đó mọi thứ được lặp lại. Quả cầu tự chuyển điện tích từ tấm tụ điện này sang tấm tụ điện khác.

  2. Khi lõi sắt được đưa vào, độ tự cảm của cuộn dây và do đó điện trở cảm ứng của nó tăng lên. Độ sáng của bóng đèn sẽ tăng khi độ tự cảm của cuộn dây thứ nhất tăng nếu cuộn dây này mắc vào mạch song song với bóng đèn. Tương tự, độ sáng của bóng đèn sẽ giảm khi độ tự cảm của cuộn dây thứ hai tăng nếu cuộn dây mắc nối tiếp với bóng đèn. Vì vậy, chúng ta có được sơ đồ như trong Hình 16.

  3. Trong một vòng điện cảm đặc, dòng điện xoáy trong vòng có hướng sao cho sự tương tác của nó với từ trường của cuộn dây dẫn đến lực đẩy của vòng (dọc theo thanh) khỏi cuộn dây. Khi cọc bị cắt, dòng điện như vậy không thể xuất hiện và không quan sát thấy sự phóng ra của vòng.

Viện thép và hợp kim Moscow

Vật lý

  1. ∣a⃗∣=m2sin⁡β−m1sin⁡αm1+m2g=1 m/c;\left| \vec{a} \right| = \frac{m_2 \sin \beta - m_1 \sin \alpha}{m_1 + m_2} g = 1 \text{ m/c};
    ∣T⃗∣=m1m2g(sin⁡α+sin⁡β)m1+m2=6 H.\left| \vec{T} \right| = \frac{m_1 m_2 g(\sin \alpha + \sin \beta)}{m_1 + m_2} = 6 \text{ H}.

  2. m2=m1c1(t1−θ)c1θ+r−c2t2≈0,56 кг.m_2 = m_1 \frac{c_1(t_1 - \theta)}{c_1 \theta + r - c_2 t_2} \approx 0,56 \text{ кг}.

  3. l1=Lμ2μ1+μ2=5 cm и l2=Lμ1μ1+μ2=80 cm(здесь μ1=32.10−3 кг/mоль и μ2=2.10−3 кг/mоль — молярные массы, соответственно, класса и водорода).l_1 = \frac{L \mu_2}{\mu_1 + \mu_2} = 5 \text{ cm} \text{ и } l_2 = \frac{L \mu_1}{\mu_1 + \mu_2} = 80 \text{ cm} (\text{здесь } \mu_1 = 32.10^{-3} \text{ кг/mоль и } \mu_2 = 2.10^{-3} \text{ кг/mоль — молярные массы, соответственно, класса и водорода}).

  4. h=e∣E⃗∣L22m∣v⃗∣2≈10−2 м=1 cm.h = \frac{e |\vec{E}| L^2}{2 m |\vec{v}|^2} \approx 10^{-2} \text{ м} = 1 \text{ cm}.

  5. (2R+r)qrC=110 B.\frac{(2R + r) q}{r C} = 110 \text{ B}.

  6. δ≈0,1 рад≈6∘.\delta \approx 0,1 \text{ рад} \approx 6^\circ.

Sai lầm ở đâu?

(xem trang 38)

Quy tắc logic được hình thành trong bài tập đề cập đến câu phát biểu (thực ra bạn nghĩ thế nào: câu A đúng? sai?), rồi đến câu C mà không cần cân nhắc thêm (rõ ràng câu C là viết tắt của “Nói X,” Tôi đang nói sự thật); nó chỉ trở thành một tuyên bố sau khi X được chỉ định và đối với một số X, nó trở thành một tuyên bố đúng, đối với những X khác, nó trở thành một tuyên bố sai) được coi là một tuyên bố rõ ràng là không đáng kể.

Nguyên nhân của lỗi có thể giải thích ngắn gọn hơn một chút: trong câu “Từ B theo C” và “Từ A theo C” C mang một nghĩa khác.

Tôi có biết sự bất bình đẳng không?

(xem trang 43)

  1. 0;1.[.2.]−4;−3[∪]−3;∞[.3.]0;1[∪]1;∞[.4.]log⁡1/23;∞[=]−2log⁡23;+∞[.5.]π4+2πk;5π4+2πk[k∈Z]6.]−∞;+∞[.7.]cos⁡6большие.8.−2a.0; 1. [. 2. ] - 4; - 3 [\cup] - 3; \infty [. 3. ] 0; 1 [\cup] 1; \infty [. 4. ] \log_1/\sqrt{2} 3; \infty [=] - 2 \log_2 3; + \infty [. 5. ] \frac{\pi}{4} + 2 \pi k; \frac{5\pi}{4} + 2 \pi k [k \in Z] 6. ] - \infty; + \infty [. 7. ] \sqrt{\cos 6} большие. 8. - 2 a.

  2. Đáp số.] 9/4^9/4; ∞[.Решение. Обозначим 2=a\infty [. \text{Решение. Обозначим } \sqrt{2} = a; thì 2=a22 = a^2 và bất đẳng thức ban đầu sẽ được viết lại thành:

log⁡a−0,5(x2(x−3a)+a2(3x−a))<6.\log_a - 0,5 (x^2 (x - 3a) + a^2 (3x - a)) < 6.

log⁡a−0,5(x3−3ax2+3a2x−a3)<6⇔log⁡a−0,5(x−a)3<6⇔3log⁡a−0,5(x−a)<6⇔log⁡a−0,5(x−a)<6⇔1≤x≤2.\log_a - 0,5 (x^3 - 3ax^2 + 3a^2 x - a^3) < 6 \Leftrightarrow \log_a - 0,5 (x - a)^3 < 6 \Leftrightarrow 3 \log_a - 0,5 (x - a) < 6 \Leftrightarrow \log_a - 0,5 (x - a) < 6 \Leftrightarrow 1 \leq x \leq 2.

  1. Dễ dàng thấy rằng x2−3x+3>0x^2 - 3x + 3 > 0 với mọi x. Do đó, arcsin(x2−3x+3x^2 - 3x + 3) lớn hơn 0 với mọi x sao cho x2−3x+3≤1x^2 - 3x + 3 \leq 1. Nhưng rõ ràng là x2−3x+3≤1x^2 - 3x + 3 \leq 1 và x2−3x+3≤1x^2 - 3x + 3 \leq 1.

Tại x = 1, log⁡xx2\log_x x^2 mất ý nghĩa nên đối với bất đẳng thức ban đầu giá trị cho phép là 1<x≤21 < x \leq 2. Mẫu số của phân số ban đầu là x3−x2+x+2x^3 - x^2 + x + 2. Thật dễ dàng để kiểm tra (ít nhất là sử dụng một tùy ý) rằng trên [1; 2] biểu thức này là tích cực. Đáp số.] 1; 2].

Tờ 65

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

«Kvant» cho học sinh nhỏ
(xem «Kvant» số 4)

  1. 1311−952=3591311 - 952 = 359
    313+17=330313 + 17 = 330
    1624:56=291624 : 56 = 29
    3333=36926037333^3 = 36926037
    4773=108531333477^3 = 108531333
    9973=991026973997^3 = 991026973
  2. a) 1233=122+3321233 = 12^2 + 33^2; b) 8833=882+3328833 = 88^2 + 33^2.
  3. Hãy thay thế tất cả các số bằng số dư của chúng khi chia cho 5 (xem bảng) và trên cùng

| | | | | | | |
| :— | :— | :— | :— | :— | :— | :— |
| 3 | 5 | 7 | 11 | 13 | 17 | 19 | 23 | 29 |
| 3 | 0¨\ddot{0} | 2˙\dot{2} | 1¨\ddot{1} | 3˙\dot{3} | 2¨\ddot{2} | 4˙\dot{4} | 3¨\ddot{3} | 4¨\ddot{4} |

Chuyển động của các hạt mang điện trong điện trường và từ trường
(xem «Kvant» số 4)

  1. ∣E⃗∣=4∣v⃗∣2sin⁡2α(h ctgα−d)h2e/m=1,82⋅104 B/m|\vec{E}| = \frac{4|\vec{v}|^2 \sin^2 \alpha (h \text{ ctg} \alpha - d)}{h^2 e/m} = 1,82 \cdot 10^4 \text{ B/m}.
  2. R=e28πε0W=5,2⋅10−11 MR = \frac{e^2}{8 \pi \varepsilon_0 W} = 5,2 \cdot 10^{-11} \text{ M}, trong đó ε0=8,85⋅10−12 F/m\varepsilon_0 = 8,85 \cdot 10^{-12} \text{ F/m} là hằng số điện.
  3. ΔUU0⩽A2−A1A1+A2=140=2,5%\frac{\Delta U}{U_0} \leqslant \frac{A_2 - A_1}{A_1 + A_2} = \frac{1}{40} = 2,5\%.

Gợi ý. Các chùm đồng vị kali sẽ không chồng lên nhau nếu R2m1n⩾R1maxR_{2m1n} \geqslant R_{1max}. Đây
R2m1n=1e∣B⃗∣2em2(U0−ΔU),R_{2m1n} = \frac{1}{e|\vec{B}|} \sqrt{2em_2(U_0 - \Delta U)},
R1max=1e∣B⃗∣2em1(U0+ΔU)R_{1max} = \frac{1}{e|\vec{B}|} \sqrt{2em_1(U_0 + \Delta U)}

(m1∼A1m_1 \sim A_1 và m2∼A2m_2 \sim A_2 là khối lượng của các ion kali tương ứng).

  1. Tp=TempmeT_p = T_e \frac{m_p}{m_e}.

Hình 17.

Hình 18.

Tờ 66

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

64

Viện kiến ​​trúc Moscow
(xem “Số lượng” số 4)

Toán học
Vé 1
2. 1) m2−2m^2 - 2; 2) m(m2−3)m(m^2 - 3);
3) m2−4\sqrt{m^2 - 4} hoặc −m2−4-\sqrt{m^2 - 4}. 3. a2(π3+14sin⁡275∘−1)=a2(π3+1−3)a^2\left(\frac{\pi}{3} + \frac{1}{4\sin^2 75^\circ} - 1\right) = a^2\left(\frac{\pi}{3} + 1 - \sqrt{3}\right).

Gợi ý: Hình cần tìm diện tích là hợp của một hình vuông và bốn đoạn thẳng.

Vé 2
2. 8. 3. 41,36≈6,4\sqrt{41,36} \approx 6,4 (m). Gợi ý e. Gọi α(x)\alpha(x) là góc mà một người đứng ở khoảng cách xx nhìn thấy bức tượng. Khi đó hàm x→α(x)x \rightarrow \alpha(x) và x→τgα(x)x \rightarrow \tau g\alpha(x) lấy giá trị lớn nhất tại cùng một điểm.

Vật lý

  1. α=arccos⁡(1−m2∣v⃗∣22(m+M)2gl)\alpha = \arccos\left(1 - \frac{m^2|\vec{v}|^2}{2(m+M)^2gl}\right).
  2. ∣F⃗1∣=Mgcos⁡α|\vec{F}_1| = Mg\cos\alpha; ∣F⃗2∣=Mgsin⁡α|\vec{F}_2| = Mg\sin\alpha.
  3. ∣F⃗cp∣=ms(g(H+s)+∣v⃗0∣22)=761|\vec{F}_{cp}| = \frac{m}{s}\left(g(H+s) + \frac{|\vec{v}_0|^2}{2}\right) = 761 N.
  4. q=2lsin⁡α2πϵ0mgsin⁡α≈3,3⋅10−8q = 2l\sin\alpha\sqrt{2\pi\epsilon_0mg\sin\alpha} \approx 3,3 \cdot 10^{-8}Cl.
  5. t3=t1+t2=45t_3 = t_1 + t_2 = 45 phút; khi thời gian gia nhiệt tăng lên, tổn thất nhiệt ra môi trường tăng lên, do đó, ở mỗi trường hợp tiếp theo, hiệu suất sẽ thấp hơn so với trường hợp trước.
  6. Ik3=I22P1−I12P2P1I2−P2I1=112I_{k3} = \frac{I_2^2P_1 - I_1^2P_2}{P_1I_2 - P_2I_1} = 112 A.

trò chơi domino
(xem “Quant” số 4, trang 56)
Xem hình 19, 20, 21.

Hình 19.

Hình 20.

Hình 21.

Phòng đã được chuẩn bị:
A. Vilenkin, I. Klumova, T. Petrova,
A. Sosinsky, V. Tikhomirova,
Yu. Shikhanovich

Số đã được phát hành:
M. Dubach, G. Krasikov, S. Lukhin,
E. Nazarov, I. Smirnova, V. Chernov
V. Sheptovitsky

Chủ biên tập bởi L. Chernov

Biên tập nghệ thuật N. Vershinna

Người hiệu đính A. Ipatova
113035, Mátxcơva, M-35, B. Ordynka, 16/21,
“Số lượng”, điện thoại. 231-83-62
Giao đến tập 29/I-79
Đã ký con dấu 13/IV-79
Giấy 70×108/16. Vật lý. lò nướng L. 4
Lò nướng có điều kiện L. 5.60 Academic ed. L. 6.77 T-08943
Giá 30 kopecks. Đặt hàng 423
Lưu hành 287.200 bản.

Nhà máy in Chekhov
Soyuzpolygraphproma
Ủy ban Nhà nước
Liên Xô về xuất bản, in ấn và buôn bán sách,
Chekhov, khu vực Moscow

Lãnh đạo không trở lại

Tờ 67

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

Petya, Vasya, Kolya, Sasha và Dima là bạn bè. Mỗi người trong số họ có một con chó - chó bocker, chó chăn cừu, chó săn cáo, chó dachshund và chó spaniel, chúng luôn đi cùng nhau.
Một ngày nọ, ngồi trên chiếc ghế dài yêu thích của mình, các chàng trai tự hỏi mình nên làm gì. Tất cả họ đều ăn mặc khác nhau: quần đen, xanh lam, trắng, nâu và xanh lá cây; trong những chiếc áo sơ mi màu đỏ, xám, ca rô, sọc và sặc sỡ; và mọi người đều có những chiếc mũ khác nhau - mũ che mặt, mũ nồi, mũ lưỡi trai, mũ đầu lâu và mũ lưỡi trai.
Quần xanh ngồi cạnh áo đỏ, quần nâu ngồi cạnh áo xám.
Chủ nhân của chú chó spaniel ngồi bên phải chủ nhân của Foxterber, và Kolya ngồi cạnh chủ nhân của Boxer.
Kolya đang ngồi ở mép, còn Petya mặc quần xanh.
Chiếc mũ nằm ở giữa và chiếc quần đen ở tấm che mặt sau.
Ngày trời nóng nực và những người quay quyết định đi bơi.
Xác định ai có áo sơ mi sọc và ai đội mũ lưỡi trai, nếu bạn biết rằng Dima có một con chó chăn cừu, và Vasya có một chiếc áo sơ mi ca rô, chủ nhân của chú chó spaniel đội mũ lưỡi trai và Sasha đội mũ nồi, chủ nhân của chú chó dachshund có quần nâu và quần trắng có áo sơ mi màu.

Tờ 68

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

54

Chúng tôi tiếp tục trình bày các mô hình giấy do V. Gamayunov thực hiện. Khối đa diện, những bức ảnh mà bạn nhìn thấy, có được bằng cách tiếp tục một số ranh giới của một khối đa diện bán đều bằng nhau, là sự hợp nhất của hai dodecas được mô tả xung quanh một khối lập phương (xem trang 54).