Kvant
Kvant 1983, số 6

Kvant 1983, số 6 · Trang

Tờ 1

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

QUANTUM
6
1983
Tạp chí vật lý và toán học khoa học nổi tiếng
Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô và Viện Hàn lâm Khoa học Sư phạm Liên Xô

Tờ 2

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

Năm 1804, nhà khoa học người Pháp Gay-Lussac (bên phải trọng lực) bay lên khinh khí cầu và đạt độ cao 7 km. Nghiên cứu của ông cho thấy thành phần của không khí không thay đổi theo độ cao. Theler biết rằng điều này đúng cho đến độ cao 90 km.
Bạn có thể tìm hiểu về những ý tưởng hiện đại về bầu khí quyển Trái đất từ ​​bài viết của A. V. Byalko, đăng trên tạp chí này.

Tờ 3

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

1

TRONG PHÒNG:

  1. A. V. Byalko. Bầu không khí là gì
  2. S. G. Gindikin. Về nỗ lực tìm kiếm những con số “tinh vi”
  3. A. T. Fomenko. Bề mặt tối thiểu
  4. Yu. V. Nesterenko, E. M. Nikitsin. Tiểu luận về phân số tiếp tục
    A. V. Byalko. What is the atmosphere
    S. C. Gindikin. On the usefulness of “truly sophistic” numbers
    A. T. Fomenko. Minimal surfaces
    Yu. V. Nesterenko, E. M. Nikishin. Essay on continued fractions

TIN KHOA HỌC
31. M. D. Frank-Kamenetsky. Chuỗi xoắn DNA trái
Science news
M. D. Frank-Kamenetski. The left DNA spiral

Phòng thí nghiệm «Kvant»
32. A. A. Borovoy. bóng đèn neon
Kvant’s lab
A. A. Borovoy. The neon lamp

vòng tròn toán học
35. S. N. Bespamyatnykh. Tô màu mặt phẳng và định lý Van Waerden về cấp số cộng
Mathematics circle
S. N. Bespamiatnykh. Coloring the plane and van der Waerden’s theorem on progressions

«Kvant» cho học sinh nhỏ
39. Bài toán
40. A. V. Tokarev. Ngôi nhà mà…
Kvant for younger school-children
Problems
A. V. Tokarev. The house built by…

Vấn đề «Kvant»
43. Bài toán M806—M810; F818—F822
46. Lời giải bài toán M791, M792, M794, M795; F803—F807
52. Danh sách độc giả quấy rầy đúng lời giải
Kvant’s problems
Problems M806—M810; P818—P822
Solutions M791, M792, M794, M795; P803—P807
List of readers who have sent correct solutions

Xưởng của người nộp đơn
54. Bài toán họp các kỳ thi toán và vật lý ở nhiều nơi khác nhau vào năm 1982
College applicant’s section
Entrance examination problems in mathematics and physics at various colleges in 1982

Đáp số, gợi ý, lời giải
Pha trộn (9, 53)
Trang cờ vua
Ba tập phim có sự hy sinh của nữ hoàng (trang bìa thứ 3)
Answers, hints, solutions
Miscellaneous (9, 53)
The chess page
Three episodes with Queen sacrifices (3rd cover page)

Trang đầu tiên của trang bìa có hình một dải xà phòng có bong bóng được ép vào khung đất nung (để biết thêm thông tin, xem bài viết của A. T. Fomenko ở trang 18).

© Nhà xuất bản Nuka. Tòa soạn chính văn học vật lý và toán học, «Kvant», 1983

Tờ 5

tr. 3Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

3

tia xử lý carbon dioxide (carbon dioxide). Carbon của nó đi vào các hợp chất hữu cơ và oxy đi vào khí quyển. Tuy nhiên, có một nguồn oxy khác cho hành tinh của chúng ta. Để hiểu cách thức hoạt động của nó, trước tiên bạn phải trả lời câu hỏi: điều gì giữ nguyên tử của các hành tinh, tại sao khí nguyên tử không bị tách ra ngoài không gian?

Áp suất không khí trên bề mặt Trái đất, như đã biết, là p0=1,013⋅105p_0 = 1,013 \cdot 10^5 Pa. Điều này có nghĩa là trên mỗi mét vuông bề mặt trái đất, một lực 1,013⋅1051,013 \cdot 10^5 N tác dụng lên phía của nguyên tử. Lực này là do lực hút của Trái Đất và có giá trị bằng trọng lượng của một cột không khí phía trên bề mặt Trái Đất có tiết diện là 1 m21 \text{ m}^2. Vì chiều cao của Atomferra nhỏ so với bán kính Trái đất nên chúng ta có thể giả sử rằng gia tốc trọng trường bên trong Atomferra là không đổi và bằng g≈9,8 m/c2g \approx 9,8 \text{ m/c}^2. Trọng lượng của một cột không khí trong tầng nguyên tử có diện tích mặt cắt ngang 1 m21 \text{ m}^2 bằng p0=m1gp_0 = m_1 g, trong đó m1m_1 (kr/m2\text{kr/m}^2) là khối lượng của không khí này. Vậy trên toàn bộ bề mặt Trái đất có diện tích 4πR24\pi R^2 khối không khí bằng m1⋅4πR2m_1 \cdot 4\pi R^2, tức là bằng

mA=p0g4πR2≈5,3⋅1018 кг.m_A = \frac{p_0}{g} 4\pi R^2 \approx 5,3 \cdot 10^{18} \text{ кг}.

Như bạn có thể thấy, khối lượng của nguyên tử xấp xỉ một phần triệu toàn bộ khối lượng Trái đất m3≈6⋅1024 кгm_3 \approx 6 \cdot 10^{24} \text{ кг}. Thật thú vị khi so sánh khối lượng của Atomferra với khối lượng nước trên hành tinh của chúng ta: nước trên Trái đất 1,4⋅1021 кг1,4 \cdot 10^{21} \text{ кг}, nên khối lượng của Atomferra nhỏ hơn 266 lần.

Lực hấp dẫn không chỉ tạo ra áp suất của nguyên tử trên bề mặt. Nó cũng biến sự phân tán của khí nguyên tử ra ngoài không gian. Bạn biết rằng các phân tử khí đang ở trạng thái chuyển động nhiệt kỳ lạ. Tốc độ bình phương trung bình của các phân tử ở nhiệt độ TT bằng v=3RT/μv = \sqrt{3RT/\mu}, trong đó RR là hằng số khí phổ quát và μ\mu là khối lượng mol của khí. Hãy so sánh tốc độ của các phân tử của các loại khí khác nhau ở nhiệt độ, chẳng hạn như 300 K300 \text{ K} với tốc độ vũ trụ thứ hai vII=2gR3=11,2 km/cv_{II} = \sqrt{2gR_3} = 11,2 \text{ km/c}. Đối với hydro vH≈1,3 km/cv_H \approx 1,3 \text{ km/c}, đối với helium vHe≈1 km/cv_{He} \approx 1 \text{ km/c}, đối với oxy và nitơ, tốc độ trung bình của các phân tử gần bằng 0,5 km/c0,5 \text{ km/c}. Thoạt nhìn, mọi thứ đều ổn. Vận tốc của khí nhỏ hơn vận tốc thoát thứ hai. Điều này có nghĩa là Trái đất có thể chứa bất kỳ loại khí nào trong nguyên tử của nó. Trên thực tế, các khí Atomferra vẫn thoát ra ngoài không gian rất chậm. Điều này xảy ra bởi vì nhiệt độ ở các lớp nguyên tử cao, như chúng ta sẽ sớm tìm hiểu, cao hơn nhiều so với nhiệt độ ở bề mặt Trái đất, nó đạt tới 1000 K1000 \text{ K} - tốc độ của các phân tử ở đó cao gấp đôi so với ước tính của chúng tôi. Mặt khác, chúng tôi ước tính tốc độ trung bình của các phân tử. Ở trạng thái cân bằng nhiệt, một vật thể cực lớn chuyển động với tốc độ gần bằng tốc độ trung bình. Tuy nhiên, luôn có một phần nhỏ các phân tử có tốc độ vượt quá đáng kể mức trung bình và đạt giá trị tốc độ vũ trụ thứ hai. Chính những phân tử nhanh này có thể rời khỏi Trái đất.

Ở một nhiệt độ nhất định, các phân tử hydro và heli có vận tốc trung bình nhất. Chúng bay vào vũ trụ dễ dàng hơn các loại khí khác và chúng dễ dàng vươn lên những tầm cao lớn hơn. Có vẻ như lượng khí này trong nguyên tử sẽ tăng lên và giảm đi. Nhưng điều này không xảy ra. Tại sao?

Hóa ra có những quá trình hỗ trợ các loại khí nhẹ này. Helium được hình thành trong lớp vỏ trái đất trong quá trình phân rã của các nguyên tố phóng xạ nặng. Và hydro trong Atomferr được hình thành từ nước. Dưới tác động của bức xạ cực tím từ Mặt trời, các phân tử H2OH_2O ở độ cao lớn hơn 50 km sẽ phân hủy thành hydro và oxy. Do đó, sự bay hơi của hydro vào không gian dẫn đến mất nước trên Trái đất và làm tăng hàm lượng oxy trong nguyên tử.

Mỗi giây có khoảng 1 kg hydro thoát ra khỏi nguyên tử ferra.

Tờ 7

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

5

Cân bằng nhiệt của các hành tinh

Chúng ta đã thấy rằng nó phụ thuộc vào nhiệt độ trong không gian. Nhưng trước hết, nhiệt độ của khí quyển khiến chúng ta, những cư dân trên Trái đất, quan tâm từ quan điểm thực tế - điều kiện sống phụ thuộc rất nhiều vào nó.

Nguồn năng lượng nhiệt chính trên Trái đất là Mặt trời. Nhân loại luôn ý thức được điều này. Ví dụ, đây là cách nhà thơ Nga Aleksandr Sumarokov đã viết vào năm 1760:

Hỡi Mặt trời, bạn là cái bụng và vẻ đẹp của thiên nhiên, Nguồn gốc của sự vĩnh cửu và là hình ảnh của vị thần!
Thông qua bạn, Trái đất sống động, không khí sống động, nước sống động, Linh hồn của thời gian và vật chất!

Chúng ta hãy cố gắng định lượng những sự thật vĩnh cửu này. Mặt trời là một quả cầu có bán kính RC=6,96×108R_C = 6,96 \times 10^8 m, được đốt nóng bằng phản ứng nhiệt hạch; nhiệt độ bề mặt mặt trời TC=5800T_C = 5800 K.

Mọi người đều biết rằng các vật thể nóng phát sáng và phát ra năng lượng. Vào cuối thế kỷ trước, các nhà vật lý người Áo Stefan và Boltzmann đã phát hiện ra định luật bức xạ: dòng năng lượng, tức là năng lượng phát ra trên một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích bề mặt của vật thể, ở trạng thái cân bằng nhiệt (có nhiệt độ không đổi), tỷ lệ thuận với mức độ màu của nhiệt độ: ε=σT4\varepsilon = \sigma T^4, trong đó σ=5,67⋅10−8\sigma = 5,67 \cdot 10^{-8} W/(m2⋅K4\mathrm{m}^2 \cdot \mathrm{K}^4) là hệ số tỷ lệ, được gọi là hằng số Stefan-Boltzmann.

Mặt trời không ở trạng thái cân bằng nhiệt hoàn toàn, nhưng đối với nó định luật Stefan-Boltzmann gần như được thỏa mãn. Theo định luật này, năng lượng do Mặt trời phát ra bằng

PC=4πRC2σTC4≈3,8⋅1026 Вт.P_C = 4\pi R_C^2 \sigma T_C^4 \approx 3,8 \cdot 10^{26} \text{ Вт}.

Sức mạnh này được tỏa đều ra mọi hướng. Không khó để tính toán bao nhiêu trong số đó sẽ xuất hiện trên Trái đất. Ở khoảng cách R=1,5×1011R = 1,5 \times 10^{11} m, bằng bán kính quỹ đạo trái đất, một công suất PC/4πR2P_C / 4\pi R^2 rơi trên mỗi mét vuông bề mặt vuông góc với tia sáng.

Trái đất “che bóng” khu vực πRC2\pi R_C^2 trên bề mặt như vậy. Do đó, năng lượng nhận được từ Mặt trời tới Trái đất bằng

P=PCπRC24πR2=1,75⋅1017 Вт.P = P_C \frac{\pi R_C^2}{4\pi R^2} = 1,75 \cdot 10^{17} \text{ Вт}.

Sức mạnh này được tiêu dùng ở đâu? Một phần của nó được Trái đất phản chiếu vào không gian. Mọi người đều biết rằng các hành tinh và Mặt trăng có thể nhìn thấy được trên bầu trời đầy sao chính xác là do ánh sáng mặt trời phản chiếu. Tương tự như vậy, khi di chuyển ra ngoài vũ trụ, bạn có thể nhìn thấy ánh sáng được Trái đất phản chiếu. Phần năng lượng ánh sáng phản xạ được gọi là albedo (từ tiếng Latin albus - màu trắng; suất phản chiếu giống như mức độ trắng). Độ chính xác mà ngày nay chúng ta biết về suất phản chiếu của hành tinh chúng ta là thấp. Albedo của Trái đất AA được cho là nằm trong khoảng từ 28 đến 36%. Phần năng lượng còn lại P(1−A)P(1-A) đi đâu? Rõ ràng chính xác đây là lý do có một cơ thể trên hành tinh của chúng ta. Tuy nhiên, bức xạ mặt trời liên tục đến Trái đất và nếu không loại bỏ năng lượng, nhiệt độ của hành tinh sẽ không ngừng tăng lên. Do đó, chất dẫn nhiệt tồn tại. Nó được thực hiện bằng quá trình vật lý giống hệt như bức xạ của Mặt trời. Vâng, hãy tưởng tượng, cả Trái đất và các hành tinh khác cũng là nguồn bức xạ. Nhưng quang phổ của bức xạ này nằm trong những đám mây mà mắt thường không nhìn thấy được, trong phạm vi hồng ngoại.

Hãy tính nhiệt độ bức xạ nhiệt cân bằng của Trái đất, giả sử suất phản chiếu của nó là 0,28 (đây là sự thay đổi mới nhất của vệ tinh). Chúng ta cần đánh đồng sức mạnh của bức xạ mặt trời được Trái đất hấp thụ P(1−A)P(1-A) với sức mạnh của bức xạ nhiệt từ Trái đất. Nếu nhiệt độ Trái đất là T3T_3 thì năng lượng phát ra từ bề mặt của nó là 4πRC2σT344\pi R_C^2 \sigma T_3^4. Vì thế,

P(1−A)=4πRC2σT34,P(1-A) = 4\pi R_C^2 \sigma T_3^4,

Ở đâu

T3=(P(1−A)4πRC2σ)1/4=258 K=−15 °C.T_3 = \left( \frac{P(1-A)}{4\pi R_C^2 \sigma} \right)^{1/4} = 258 \text{ K} = -15 \text{ °C}.

Không phải là một sương giá xấu! Nhưng chúng tôi

Tờ 10

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

8

Hình 3. Nói lên sự cân bằng trong bầu không khí.
Một phần trăm năng lượng mặt trời cho phép các phân tử ở tầng ngoài và tầng nhiệt điện. Ba phần trăm khác cho phép tạo ra tầng ozone ở tầng bình lưu. Các vùng phía trên của tầng nhiệt điện, chứa hơi nước, bộc lộ phần hồng ngoại của quang phổ mặt trời. Còn lại 92 đơn vị nguồn analog đầu tiên.

Sức mạnh này, hầu hết đã ở trong phạm vi nhìn thấy được, thâm nhập vào các phần tử dày đặc của không khí. Một phần đáng kể của nó - khoảng 45 đơn vị - bị phân tán trong không khí. Các tia mặt trời nhận được - 47 đơn vị quang thông ban đầu còn lại - được truyền trực tiếp tới bề mặt Trái đất. Nó phản ánh lên trên khoảng 7 đơn vị. 40 đơn vị còn lại được đặt trên bề mặt Trái đất, cắt đứt sự tồn tại và đại dương.

đường đi của 100 đơn vị năng lượng mặt trời thông thường rơi xuống Trái đất.

Lưu ý rằng hình vẽ cho thấy dòng năng lượng 145 đơn vị phát ra từ bề mặt trái đất, trong khi dòng năng lượng mặt trời ban đầu chỉ là 100 đơn vị. Do đó, ở một mức độ tùy ý nào đó, điều này phản ánh thực tế rằng nhiệt độ trung bình của bề mặt trái đất là +15 °C, hay 288 K, và thông lượng phát ra từ bề mặt trái đất lớn hơn khoảng 1,45 lần so với 100 đơn vị ban đầu mà Mặt trời cung cấp cho chúng ta. Nhưng chỉ một phần bức xạ này thoát ra ngoài không gian. Phần năng lượng còn lại là 97 đơn vị - không đổi

Năng lượng ánh sáng bị phân tán trong khí quyển (tổng cộng 48 đơn vị) một phần là do nó (10 đơn vị) và phần còn lại được phân bổ giữa bề mặt Trái đất và không gian. Đồng thời, nhiều năng lượng đi vào không gian hơn là rơi xuống bề mặt - tới 30% diện tích bề mặt.

Chúng ta còn lại 65 đơn vị năng lượng, được lắng đọng và chuyển giao cho Tello trong khí quyển và trên bề mặt Trái đất: 3 trong số đó đã bắt đầu hoạt động, 4 đơn vị là hơi nước ở tầng nhiệt quyển phía trên, 10 đơn vị được lắng đọng trong cột chính của khí quyển và cuối cùng, 48 đơn vị được chuyển sang Tello trong đất và nước biển. Tất cả 65 đơn vị năng lượng này cuối cùng đã biến thành Tello và được phát vào không gian không phải ở vùng khả kiến ​​và tia cực tím mà bằng bức xạ Tello.

tuần hoàn giữa bề mặt Trái Đất và tầng nhiệt điện.

Cơ chế làm nóng bề mặt trái đất và các tầng thấp hơn của khí quyển đôi khi được gọi là hiệu ứng nhà kính. Quả thực, các quá trình tương tự đang bao phủ một nhà kính, làm nóng đất và nước. Nhưng nhiệt rất khó thoát ra - màng kính hoặc nhựa của nhà kính không cho không khí hoặc bức xạ hồng ngoại thoát ra ngoài; do đó, quá trình làm mát nhà kính diễn ra chậm.

Độ chính xác mà chúng ta biết ngày nay về dòng nhiệt được mô tả trong Hình 3 là thấp.

Tờ 11

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

9

Tuy nhiên, sự cân bằng nhiệt như vậy là nguyên nhân hợp lý giải thích tại sao nhiệt độ bề mặt trái đất lại cao hơn nhiệt độ cân bằng của bức xạ trái đất.

Như đã đề cập, hiệu ứng nhà kính xảy ra do một lượng nhỏ hơi nước và carbon dioxide trong khí quyển Trái đất không truyền bức xạ hồng ngoại từ bề mặt Trái đất vào không gian. Hàm lượng CO₂ trong khí quyển hiện là 0,0337%. Và chỉ 20 năm trước nó còn dưới 0,0318%. Sự gia tăng này sẽ xảy ra do sự dịch chuyển ngày càng tăng của các loại nhiên liệu hữu cơ: dầu, than, khí đốt. Vậy hiệu ứng nhà kính có tiếp tục gia tăng không? Không phải Trái đất đang bị quá nóng sao?

Tất nhiên, sự suy giảm carbon bổ sung của khí quyển góp phần gây ra biến đổi khí hậu. Tuy nhiên, khí hậu không chỉ phụ thuộc vào nó. Ngoài ra, cần lưu ý rằng lượng CO₂ trong khí quyển tăng tương đối nhanh khi nhiên liệu bị đốt cháy - phần lớn lượng carbon dioxide bổ sung được hòa tan trong đại dương và được thực vật hấp thụ trong quá trình quang hợp. Đại dương chứa lượng carbon dioxide hòa tan gấp 30-100 lần so với khối lượng khí quyển và có khả năng hấp thụ nhiều hơn nữa. Sự gia tăng tỷ lệ carbon dioxide trong khí quyển là do quá trình hòa tan của nó trong đại dương diễn ra chậm so với việc cung cấp CO₂ từ quá trình đốt cháy nhiên liệu hữu cơ. Trong 50-100 năm tới, tài nguyên dầu mỏ sẽ cạn kiệt và nhân loại buộc phải chuyển sang sử dụng năng lượng hạt nhân. Khi đó vấn đề về carbon dioxide trong khí quyển sẽ được giải quyết một cách tự động.

Từ biên tập viên. Tất nhiên, ở một mức độ nhỏ thì không thể nói chi tiết về nhiều hiện tượng vật lý bắt nguồn từ bầu khí quyển Trái đất. Đối với những người quan tâm đến những vấn đề này, chúng tôi khuyên bạn nên đọc cuốn sách “Hành tinh của chúng ta - Trái đất” của A. V. Byalo, được Nhà xuất bản Nuuka xuất bản trong bộ “Thư viện lượng tử”.

Lịch của chúng tôi

Quy tắc Lenz

Năm 1831, nhà khoa học người Anh Faraday đã phát hiện ra hiện tượng cảm ứng điện từ, một hiện tượng minh họa rõ ràng khả năng “biến từ trường thành điện năng”. Trong các thí nghiệm của Faraday, dòng điện cảm ứng xuất hiện khi các dây dẫn chuyển động tương đối với nhau hoặc khi dây dẫn và nam châm chuyển động tương đối. Để xác định hướng của dòng điện, Faraday đã đưa ra hai quy tắc tương ứng: 1) dòng điện gây ra dòng điện ngược chiều trong dây dẫn song song đến gần nó và tạo ra dòng điện cùng hướng trong dây dẫn song song đến gần nó và tạo ra dòng điện cùng hướng trong dây dẫn bị loại bỏ; 2) một nam châm gây ra một dòng điện trong một dây dẫn chuyển động gần nó, tùy thuộc vào hướng mà dây dẫn, trong chuyển động của nó, đi qua các đường sức từ.

Làm quen với các tác phẩm của nhà khoa học người Anh, viện sĩ xuất sắc của Viện Hàn lâm Khoa học St. Petersburg Emilius Khristanovich Lenz (1804-1865) coi những quy tắc này là không thỏa đáng. Thật vậy, chúng có nội dung hình học thuần túy, chỉ mô tả các trường hợp đặc biệt và không bao quát toàn bộ các hiện tượng của nó.

Thay vào đó, Lenz đề xuất một quy tắc chung mà nhờ đó người ta có thể xác định chiều của dòng điện cảm ứng, bất kể dòng điện được cảm ứng như thế nào - bằng chuyển động của một dây dẫn hoặc một nam châm, hoặc bằng cách đóng hoặc cắt dòng điện trong một dây dẫn liền kề. Đây là quy luật mà Lenz đã đưa ra vào ngày 29 tháng 11 năm 1833, khi ông lần đầu tiên báo cáo khám phá của mình tại một cuộc họp của Học viện St. Petersburg:

“Nếu một dây dẫn kim loại được chuyển động bởi dòng điện hoặc nam châm, thì dòng điện sẽ xuất hiện trong nó theo hướng mà nếu dây dẫn đứng yên thì dòng điện có thể làm nó chuyển động theo hướng ngược lại; người ta cho rằng một dây dẫn đứng yên chỉ có thể chuyển động theo hướng chuyển động hoặc theo hướng ngược lại.” Lenz đã xác nhận một cách đáng tin cậy quy tắc mà ông đề xuất một cách đúng đắn thông qua một loạt các thí nghiệm thuyết phục.

Tất nhiên, công thức này không ngắn gọn như công thức hiện đại tương đương của quy tắc Lenz.

B. E. Yavelov

Tờ 12

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

10

Về lợi ích của các con số
“pontine tinh vi”
Ứng viên Khoa học Vật lý và Toán học
S. G. GINDIKIN

Lịch sử hàng thế kỷ về sự phát triển hiểu biết của con người về các con số là một trong những khía cạnh nổi bật nhất trong quá trình phát triển văn hóa nhân loại. Trong nỗ lực mở rộng thế giới của những con số, nhiều động cơ khác nhau đan xen vào nhau một cách khó tách rời.

Phân số xuất hiện từ rất sớm - đã có ở người Ai Cập và người Babylon - rõ ràng có liên quan đến sự chuyển đổi sang phân số đo lường nhỏ hơn. Mối liên hệ của chúng với phép chia các số tự nhiên được hiểu một cách mơ hồ và thứ yếu hơn.

Người Hy Lạp nhận ra các con số thông qua quá trình đo lường hình học: đây là cách họ nhận ra sự tồn tại của các số vô tỷ (do không nhận ra đường chéo của hình vuông và các cạnh của nó) và xây dựng nên lý thuyết về “độ lớn” (như chúng ta nói ngày nay, lý thuyết về số thực dương) - một trong những đỉnh cao của hình học Hy Lạp. Một nét đặc trưng: chỉ các số tự nhiên mới được gọi là “số” và phần mở rộng của chúng được gọi là “cường độ”. Khía cạnh tính toán bị xếp xuống phía dưới và thường không được coi là đáng được các nhà khoa học chú ý. Plato, người nhiệt tình đảm bảo rằng bài toán thực tế không xúc phạm tinh thần thực sự của hình học, đã cười nhạo những người tính toán, “những người đổi một đơn vị lấy một đồng xu nhỏ” (đang tham gia vào phép chia).

Số âm xuất hiện vào thế kỷ thứ 5-6 trong toán học Ấn Độ và Ả Rập, nơi mà khía cạnh tính toán của vấn đề trở nên nổi bật. Và mặc dù khả năng giải thích các số âm, chẳng hạn như một khoản nợ trong các vấn đề về nội dung thương mại, đã được nhận ra từ khá sớm, nhưng thực tế cho đến nay vẫn chưa được thực hiện.

Tờ 13

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

11

Cô ấy nói rằng chúng rất tiện lợi khi sử dụng trong cốc, điều này khiến cho việc giải thích như vậy trở nên khả thi. Để đơn giản hóa rất nhiều, chúng ta có thể nói rằng các máy tính coi số âm là số “ảo”, số không thực, thuận tiện sử dụng trong các phép tính trung gian do phép trừ khi không khả thi trong vùng số dương. Đồng thời, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng chúng không vi phạm “quy tắc vệ sinh”: bạn có thể tin tưởng vào kết quả tích cực cuối cùng đáp số. Không có cuộc thảo luận nào về sự bằng nhau của số âm với nghiệm dương: trong trận chung kết đáp số, ngoại trừ những tình huống đơn giản nhất, số âm không xuất hiện. Các phiên bản khác nhau của tên của họ cho thấy một thái độ biểu cảm đối với họ: “sai”, “hư cấu”, “vô lý”, “không thể”, “tối thiểu”.

Tuy nhiên, số hạng sau đó đã phải “nhường chỗ” cho một loại số khác, xuất hiện một cách đáng ngạc nhiên trong toán học châu Âu đồng thời với việc xem xét nghiêm túc đầu tiên về số âm. Nhà sử học-toán học này là sự bắt chước của Gerolamo Cardano (1501-1576), một nhân cách sáng sủa và hay gây tranh cãi với thiên hướng tưởng tượng và thần bí cao độ, vốn đã khiến ông đi sai hướng từ lâu. Tuy nhiên, một người thực tế và thận trọng hơn sẽ khó có thể quyết định vào thời điểm đó về các công trình mà toán học nợ Cardano.

Các kết quả chính của Cardano liên quan đến việc nghiên cứu công thức của phương trình bậc ba lời giải, phương trình lần đầu tiên được Ferro (1465–1526) thu được và Cardano đã học được từ Tartaglia (1500?–1577) (để biết thêm chi tiết, hãy xem cuốn sách “Những câu chuyện về Vật lý và Toán học” của tôi (M., “Nauka”, 1981)).

Hãy nhớ lại rằng phương trình bậc ba tổng quát x3+ax2+bx+c=0x^3 + ax^2 + bx + c = 0 có thể được rút gọn về dạng bằng cách thay thế x=y−a3x = y - \frac{a}{3}

x3+px+q=0.x^3 + px + q = 0. (1)

Chúng ta sẽ tìm lời giải của phương trình (1) ở dạng x=y1+y2x = y_1 + y_2. Sau đó x3=y13+y23+3xy1y2x^3 = y_1^3 + y_2^3 + 3xy_1y_2. So sánh với (1), ta thấy rằng nếu y1y_1 và y2y_2 thỏa mãn các đẳng thức 3y1y2=−p3y_1y_2 = -p, y13+y23=−qy_1^3 + y_2^3 = -q thì x=y1+y2x = y_1 + y_2 là nghiệm của phương trình (1). Những y1y_1, y2y_2 rất dễ tìm: nếu t1=y13t_1 = y_1^3, t2=y23t_2 = y_2^3 thì theo định lý Vieta t1t_1 và t2t_2 là nghiệm của phương trình bậc hai t2+qt−p327=0t^2 + qt - \frac{p^3}{27} = 0,

tức là, t1,2=−q2±q24+p327t_{1,2} = -\frac{q}{2} \pm \frac{q^2}{4} + \frac{p^3}{27},

Ở đâu

x=−q2+q24+p3273+−q2−q24+p327x = \sqrt[3]{\frac{-q}{2} + \sqrt{\frac{q^2}{4} + \frac{p^3}{27}}} + \sqrt{\frac{-q}{2} - \sqrt{\frac{q^2}{4} + \frac{p^3}{27}}} (2)

công thức (2) hiện được gọi là công thức Cardano.

Bây giờ chúng ta hãy nhớ rằng Cardano xem xét độ lớn theo số dương. (Ngoài ra, anh ấy không biết các ký hiệu đại số, điều này khiến mọi việc trở nên vô cùng khó khăn, đặc biệt là khi cố gắng xây dựng các quy tắc chung. Tuy nhiên, chúng tôi sẽ không bắt chước loại khó khăn này ở đây.) Posmotu Cardano nghiên cứu các phương trình một cách riêng biệt

x3+ax=b,x^3 + ax = b, (3)

x3=ax+b,x^3 = ax + b, (4)

x3+b=ax,x^3 + b = ax, (5)

trong đó aa, bb là dương. Anh ta không xem xét loại công thức thứ tư có thể có x3+ax+b=0x^3 + ax + b = 0, vì một phương trình như vậy, rất indo, không có nghiệm (dương!).

Del Ferro đã đưa ra các quy tắc lời giải (3). Tartaglia đã khám phá lại quy tắc này và đưa ra quy tắc lời giải (4); ông đã xây dựng cả hai quy tắc dưới dạng một bài thơ và được truyền đạt cho Cardano.

Nói qua, lò cho biết lời giải được tìm kiếm ở dạng x=u3∓v3x = \sqrt[3]{u} \mp \sqrt[3]{v} (trừ (3), cộng với (4)), trong đó, tương ứng, u∓v=bu \mp v = b, uv=(a3)3uv = \left(\frac{a}{3}\right)^3 (xem với (2)).

Phương trình (3) luôn có một nghiệm thực duy nhất và nghiệm này luôn dương (ngày nay có thể dễ dàng nhận thấy điều này từ biểu đồ) và

Tờ 14

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

12

có thể dễ dàng tìm thấy theo quy tắc đã chỉ định.

Trong (4) cũng luôn có một nghiệm dương duy nhất xx và luôn luôn x>ax > \sqrt{a} (tại sao?).

Nếu Δ=q24+p327=b24−a327≥0\Delta = \frac{q^2}{4} + \frac{p^3}{27} = \frac{b^2}{4} - \frac{a^3}{27} \geq 0 (tương đương với x≤4a3x \leq \frac{4a}{3}), thì nghiệm được tìm theo công thức (2).

Trong trường hợp này không có rễ thực sự khác. Nếu Δ<0\Delta < 0 thì trong (2) dưới căn bậc hai có một số phương Đông và công thức không thành công. Trên thực tế, trong trường hợp này (nó được gọi là không thể rút gọn), ngoài một gốc tích cực, nó còn có hai gốc phương Đông (có thể là nhiều). Tartaglia chắc chắn đã biết từ các ví dụ rằng ngay cả với Δ<0\Delta < 0 một nghiệm dương của phương trình (4) có thể tồn tại, và Cardano đã khẳng định rõ ràng sự tồn tại của một nghiệm dương trong trường hợp tổng quát. Trường hợp tối giản của phương trình (4) đã đạt được rất nhiều ý muốn của cả Tartaglia và Cardano, nhưng chưa bao giờ tìm ra cách tìm ra nghiệm!

Đối với phương trình (5), nó dễ dàng rút gọn thành (4): các nghiệm của (5) khác với các nghiệm của (4) về dấu, và do đó, với Δ=b24−a327>0\Delta = \frac{b^2}{4} - \frac{a^3}{27} > 0 (5) không có nghiệm dương, và đối với Δ<0\Delta < 0 (trong trường hợp tối giản) có hai nghiệm dương (và một nghiệm hướng một). Nhưng kiểu lập luận này vượt quá khả năng của các nhà toán học thế kỷ 15. Tartaglia viết rằng lời giải (5) giảm xuống lời giải (4), nhưng không đưa ra gợi ý nào về phương pháp giảm.

Cardano đã nghĩ ra một cách để đi từ (5) đến (4) khá gần với việc thay thế x=−yx = -y. Chúng ta đang tìm nghiệm dương xx của phương trình (5). Đặt yy là nghiệm dương của phương trình (4); nó luôn tồn tại, và y≥ay \geq \sqrt{a} và, trong trường hợp tối giản, y<4a3y < \sqrt{\frac{4a}{3}}. Thêm (4) và (5), chúng ta thu được x3+y3=a(x+y)x^3 + y^3 = a(x+y), từ đó x2−xy+y2=a(x+y)≠0x^2 - xy + y^2 = a(x+y) \neq 0 ở vùng dương), x1,2=y2±a−3y24x_{1,2} = \frac{y}{2} \pm a - \frac{3y^2}{4}. Kết quả là, đối với y<4a3y < \sqrt{\frac{4a}{3}}, tức là trong trường hợp tối giản (Δ<0\Delta < 0), chúng ta biểu thị qua nghiệm dương yy của phương trình (4) hai nghiệm dương của phương trình (5) (dương của chúng suy ra từ bất đẳng thức y>ay > \sqrt{a}). Cardano lưu ý rằng y=x1+x2y = x_1 + x_2, nghĩa là, trong trường hợp tối giản, nghiệm dương của phương trình (4) bằng tổng các nghiệm dương của phương trình (5).

Do đó, bằng cách nghiên cứu phương trình (5), Cardano đã cố gắng duy trì trong khuôn khổ nghiệm dương. Nhưng chính nhờ khoảng cách này mà ông hiểu được vai trò của rễ âm. Ông nhận ra rằng phương trình (5) luôn có nghiệm “sai” (âm) - yy, rằng với Δ<0\Delta < 0 tổng của tất cả các nghiệm của nó, bao gồm cả “false”, bằng 0, để phương trình này hợp lệ với Δ=0\Delta = 0 người ta phải giả sử rằng phương trình (5) có nghiệm dương bội, phương trình (4) trong trường hợp tối giản có hai nghiệm “sai” và tổng tất cả các nghiệm của nó trong trường hợp này cũng bằng 0.

Cardano đã khái quát hóa phát biểu về tổng các nghiệm của một phương trình có ba nghiệm (đếm “sai”) thành các phương trình bậc ba tổng quát: tổng của các nghiệm khác dấu với hệ số tại x2x^2. (Phải nói rằng định lý nổi tiếng của Vieta, liên quan đến nghiệm của phương trình bậc hai, đã được đưa ra muộn hơn.) Cardano là người đầu tiên làm việc với các nghiệm âm, và ông không chỉ thu hút sự chú ý đến khả năng xem xét chúng - ông còn cho thấy chúng đi vào lý thuyết của các phương trình đại số một cách hài hòa như thế nào. Với những kết quả này của Cardano, đại số theo nghĩa hiện đại của từ này đã bắt đầu.

Các kết quả của Cardano được thu thập trong cuốn sách “Nghệ thuật vĩ đại hay về các quy tắc của đại số” xuất bản năm 1545. Chương XXXVII của cuốn sách này có tên là “Về quy tắc xem xét những điều chưa biết sai”. Và nếu quy tắc đầu tiên trong chương này liên quan đến căn âm, thì quy tắc thứ hai nói: “Loại sai thứ hai lời giải

Tờ 15

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

13

phương trình là nghiệm của một đại lượng âm. Tôi sẽ cho bạn một ví dụ. Nếu ai đó yêu cầu chia 10 thành hai phần, có độ dài thay đổi sẽ là 30 hoặc 40, thì rõ ràng trường hợp hoặc câu hỏi này là không thể. Nhưng chúng ta sẽ làm thế này: 10 chia đôi, một nửa sẽ là 5; nhân với chính nó, nó sẽ cho 25. Sau đó trừ đi 25 những gì mà biến đó sẽ thu được, chẳng hạn như 40, như tôi đã thông báo cho bạn điều này trong chương về hành động ở cuốn sách thứ 4; thì m:15m:15 sẽ vẫn còn; nếu bạn lấy RR từ đây cộng với 5 và trừ đi 5, bạn sẽ có các phần biến đổi với nhau sẽ cho kết quả là 40. Do đó, các phần này sẽ là 5p:Rm:155p:Rm:15 và 5m:Rm:155m:Rm:15). Văn bản này không khó để giải mã. Chúng ta đang nói về phương trình x(10−x)=40x(10-x)=40, tức là x2−10x+40=0x^2-10x+40=0. Người ta nói rằng gốc của nó sẽ là 5±25−40=5±−155 \pm \sqrt{25-40} = 5 \pm \sqrt{-15}. Người đọc có thể dễ dàng khôi phục ký hiệu được Cardano sử dụng.

Đây là cách các số phức xuất hiện lần đầu tiên trong toán học, điều mà Cardano gọi là “ngụy biện cầu não”. Cardano hoàn toàn không sử dụng những con số mới và có vẻ hơi nghi ngờ về chúng.

Có một điểm thú vị trong tất cả điều này. Người ta thường cho rằng (ví dụ, N. Bourbaki) rằng Cardano đã phát minh ra số phức trong khi cố gắng giải quyết tính ngẫu nhiên tối giản của phương trình bậc ba. Thực tế là nếu trong công thức (2) cho Δ<0\Delta<0, bạn không ngại lấy căn bậc hai của một số âm, thì trong các phép tính tiếp theo, các phần tối thiểu sẽ bị loại bỏ và kết quả là đáp số chính xác, là một số thực*). Do đó, việc sử dụng số phức không chỉ giúp chứng minh công thức Cardano trong trường hợp tổng quát mà còn chắc chắn phát sinh trong định nghĩa bài toán về nghiệm thực của phương trình bậc ba với hệ số thực. Sẽ rất logic nếu Cardan dạy số phức vì lý do này. Nhưng không có bằng chứng nào cho thấy Cardano vượt xa các phương trình bậc hai khi làm việc với số phức. Kết quả là, các sự kiện lịch sử thường không phát hiện được những mối liên hệ “tự nhiên”!

Mối liên hệ giữa số phức và phương trình bậc ba tối giản đã được phát hiện, nếu không phải bởi Cardano thì cũng rất sớm. Điều này được thực hiện bởi người kế nhiệm trực tiếp của Cardano, kỹ sư đến từ Bologna Raphael Bombelli (c. 1530-1572), tác giả của cuốn Đại số nổi tiếng, xuất bản năm 1572. Trong số nhiều đặc tính, nghiên cứu có hệ thống về số phức (và số âm). Bạn có thể tìm thấy kết quả phù hợp ở Bombelli

2+−1213=2+−1,\sqrt[3]{2+\sqrt{-121}}=2+\sqrt{-1},

52+−22093=4+−1.\sqrt[3]{52+\sqrt{-2209}}=4+\sqrt{-1}.

Điều thú vị là Bombelli đặt một cái tên đặc biệt cho ii (“pii de meno”; 1 anh ấy gọi là “pii”). Bombelli tự tin áp dụng số phức vào các phương trình bậc ba tối giản.

Công thức Cardano chứa các biểu thức có dạng α±β3\sqrt[3]{\alpha \pm \sqrt{\beta}}, trong đó β\beta có thể có bất kỳ dấu hiệu nào; Những biểu hiện này là những gì Bombelli khám phá. Đặt α±β3=u±v\sqrt[3]{\alpha \pm \sqrt{\beta}}=u \pm \sqrt{v} (có nghĩa là từ (2) x=2ux=2u). Sau đó, u3+3uv=au^3+3uv=a, u2−v=a3a2−βu^2-v=a^3\sqrt{a^2-\beta} và, nếu chúng ta đặt γ=a3a2−β\gamma=a^3\sqrt{a^2-\beta}, cho uu, bất kể dấu của β\beta, phương trình 4u3=3γu+α4u^3=3\gamma u+\alpha sẽ xuất hiện. Đặc biệt, trong công thức Cardano cho phương trình (4) chúng ta có α=b2\alpha=\frac{b}{2}, β=b2)2−a3)3\beta=\frac{b}{2})^2-\frac{a}{3})^3, γ=a3\gamma=\frac{a}{3}.

Bây giờ, một mặt, đã rõ cách căn thực được biểu thị thông qua căn bậc ba của số phức (x=2ux=2u), nhưng mặt khác, biểu thức của xx thông qua các bán kính thực vẫn không hoạt động, vì phương trình lập thể 4u3=4u^3=

Tờ 16

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

14

au+b2, фактически совпадающие (подстановка x=2u) с исходным уравнением (4).au + \frac{b}{2}, \text{ фактически совпадающие (подстановка } x=2u \text{) с исходным уравнением (4).}

Sau đó, Leibniz (1646-1716), người đã nghiên cứu các phương trình bậc ba từ cuốn sách của Bombelli, cuối cùng nhận ra rằng trong trường hợp tối giản thì không thể biểu diễn nghiệm của phương trình theo căn thức trong khi vẫn ở trong miền thực.

Vào đầu thế kỷ 17-17, số phận của những con số mới vẫn chưa được quyết định. François Viète (1540-1603), người thường được gọi là “cha đẻ của đại số” vì ông bắt đầu sử dụng các ký hiệu đại số (ký hiệu chữ cái cho các hệ số của một phương trình, chứ không chỉ cho ẩn số), đã cố gắng thực hiện không chỉ các nghiệm phức tạp mà còn không có các nghiệm âm. Đặc biệt, vì anh ấy xử lý sự tương ứng giữa nghiệm và hệ số (định lý Vieta), điều này không hề dễ dàng đối với anh ấy, nhưng anh ấy đã tìm ra lối thoát. Giả sử, nếu phương trình (5) có hai nghiệm dương x1x_1, x2x_2 và một nghiệm âm x3x_3 thì Vieta, cùng với các đẳng thức x1+x2+x3=0x_1+x_2+x_3=0, x1x2+x1x3+x2x3=−ax_1x_2+x_1x_3+x_2x_3=-a, x1x2x3=−bx_1x_2x_3=-b (bây giờ các đẳng thức này được gọi là công thức Vieta), chứng tỏ rằng x12+x22+x1x2=ax_1^2+x_2^2+x_1x_2=a, x1x2(x1+x2)=bx_1x_2(x_1+x_2)=b (chứng minh it!), không liên quan, không giống như Cardans, cả căn âm thứ ba lẫn căn dương của phương trình phụ (4). Có ý kiến ​​​​(N. Bourbaki) cho rằng việc bảo tồn tương đối của Vieta là do ông là một người ngưỡng mộ người xưa một cách kỳ lạ.

Chúng ta phải nhớ tới Vieta liên quan đến cách giải thích của ông về phương trình bậc ba tối giản. Việt là bậc thầy vĩ đại trong việc thu thập các phép tương ứng đại số với các phương tiện triometric. Khi nghiên cứu hàm lượng giác của nhiều góc, Việt quyết định sử dụng công thức cos⁡3φ=4cos⁡3φ−3cos⁡φ\cos 3\varphi=4\cos^3\varphi-3\cos\varphi (6) cho phương trình bậc ba lời giải. Ông so sánh (6) với phương trình (4). Để làm cho sự so sánh này tùy ý hơn, chúng tôi thực hiện thay thế a=3r2a=3r^2, b=αr2b=\alpha r^2 trong (4). Trong ký hiệu này, trường hợp tối giản tương ứng với r>a2r>\frac{a}{2}, điều này làm cho việc thay thế a=2r⋅cos⁡v(0<v<π2)a=2r \cdot \cos v (0<v<\frac{\pi}{2}) trở nên tự nhiên. Nếu chúng ta cũng thay thế cho ẩn số x=2ryx=2ry, thì (4) trở thành phương trình

4y3−3y=cos⁡v,4y^3-3y=\cos v,

(nhờ (6), thỏa mãn y=cos⁡v3y=\cos \frac{v}{3}, nghĩa là, với (4) chúng ta thu được biểu thức cho nghiệm dương x1=2r⋅cos⁡v3x_1=2r \cdot \cos \frac{v}{3}. Rõ ràng là hai nghiệm âm bằng x2,3=2r⋅cos⁡(±2π3+v3)x_{2,3}=2r \cdot \cos \left(\pm \frac{2\pi}{3}+\frac{v}{3}\right) và đối với phương trình (5) các phép tính tương tự là đúng, chỉ π2<v<π\frac{\pi}{2}<v<\pi và x1x_1 là nghiệm âm và x2,x3x_2,x_3 là âm (so sánh các biểu diễn này với nghiệm bằng phương pháp Kardanov chuyển từ nghiệm của phương trình (4) sang nghiệm của phương trình (5)).

Chúng ta hãy bỏ việc bắt chước cổ xưa một thời gian và viết lại công thức Vieta theo ký hiệu (1), (2). Nếu Δ=q24+p327<0\Delta=\frac{q^2}{4}+\frac{p^3}{27}<0 (trường hợp bất khả quy), thì cụ thể là p<0p<0. Poling r=−p/3r=\sqrt{-p/3}, α=3qp\alpha=\frac{3q}{p} (sau đó 2r>a2r>a), v=arccos⁡α2rv=\arccos \frac{\alpha}{2r}, cuối cùng chúng tôi cũng nhận được

x=2−p/3cos⁡(2πk3+arccos⁡3q32p−p3)x=2\sqrt{-p/3}\cos \left(\frac{2\pi k}{3}+\frac{\arccos \frac{3q\sqrt{3}}{2p\sqrt{-p}}}{3}\right)

Vieth thực hiện tất cả các phép tính trong trường số thực, nhưng cách biểu diễn nghiệm của anh không chỉ liên quan đến các phép toán đại số mà còn cả các hàm lượng giác. Công thức của ông không mâu thuẫn với thực tế là không có biểu diễn đại số của nghiệm của một phương trình bậc ba tối giản. Công thức của Vieta chắc chắn phù hợp để hỗ trợ tính toán:

Tờ 18

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

16

đồng ý với Girard: vào thời điểm đó “sự hữu ích” của những con số đầy đủ không hề bộc lộ dưới bất kỳ hình thức nào.

Định lý về nghiệm của một phương trình bậc nn cũng xuất hiện trên các trang “đại số” của dấu trong “Hình học” của Rene Descartes (1596-1650), xuất bản năm 1637 ở Leiden (cùng nơi với cuốn sách của Girard). Cuốn sách này đặt nền tảng cho hình học giải tích, nhưng văn bản về các phương trình đại số tổng quát cũng rất dễ đọc. Descartes không sử dụng các ký hiệu chữ cái cho các hệ số (như Viète đã làm) và buộc phải lấn sân sang phát biểu bằng các ví dụ; Descartes đã đưa ra ký hiệu xx cho ẩn số và từ đó hình thành ký hiệu hiện đại cho lũy thừa x3x^3, x4x^4 (tuy nhiên, cùng nhau x2x^2 vẫn được viết là xxxx). “Vì vậy, hãy biết,” Descartes viết, “rằng trong mỗi phương trình có thể có nhiều nghiệm khác nhau, tức là các giá trị của một đại lượng chưa biết, vì phương trình sau có thứ nguyên.”
Số mũ ở đây được gọi là “thứ nguyên”, bởi vì cách giải thích hình học của độ (vuông, lập phương) vẫn được ưu tiên hàng đầu. Hơn nữa: “Không, đôi khi người ta nghe nói rằng một số gốc rễ này là sai, hoặc ít hơn là không có gì.” Đúng như người ta mong đợi ở người sáng tạo ra hình học giải tích, Descartes tự tin xử lý các số âm. Ông nêu rõ tuyên bố, hiện được gọi là теоремой Безу (người sống muộn hơn nhiều - vào thế kỷ 18), cho cả nghiệm dương và nghiệm âm, điều này giúp ta có thể hiểu được mức độ của phương trình nếu biết được nghiệm. Sau đó, Descartes viết: “Tuy nhiên, cả căn đúng và căn sai không phải lúc nào cũng thực, mà đôi khi chúng chỉ ở mức tối thiểu (“tưởng tượng”; do đó có thuật ngữ “tối thiểu” - S.G.), nghĩa là bạn luôn có thể tưởng tượng ra bao nhiêu căn đúng như tôi đã nói, nhưng đôi khi không có giá trị nào tương ứng với gốc được tưởng tượng. Vì vậy, ví dụ, trong phương trình x3−6xx+13x−10∞x^3 - 6xx + 13x - 10\infty (Descartes đã sử dụng dấu ∞\infty cùng nhau rồi

tồn tại =) người ta có thể tưởng tượng ra ba gốc, nhưng trong số đó chỉ có một gốc là thực, đó là 2; đối với hai phần còn lại, chúng có thể được thông báo, giảm bớt hoặc nhân lên theo cách tôi vừa giải thích, nhưng đối với tất cả những điều đó, chúng chỉ ở mức tối thiểu.”

Chúng ta hãy chú ý đến hai sự thật: Descartes không cố chia vế trái của phương trình cho xx—và đối với nghiệm phức α\alpha và do đó, chưa sẵn sàng xem xét các phương trình có hệ số phức (số phức đóng một vai trò hữu ích). Descartes có thể hiểu theo cách số phức có thể dương và âm, tức là ông chưa hiểu rằng số phức có thể được sắp xếp một cách tự nhiên! Sai lầm này của nhà khoa học vĩ đại cho thấy ý tưởng về số phức còn mơ hồ đến mức nào. Chúng tôi đã cung cấp những đoạn trích từ Descartes để chứng minh trong phiên bản tiên tiến nhất những ý tưởng về phương trình đại số và số phức đã được phát triển vào giữa thế kỷ 17.

Và sau đó, trong gần một thế kỷ rưỡi, các nhà khoa học toán học giỏi nhất đã tập trung vào việc tạo ra các phân tích toán học. Đại số, khi đó thực sự trùng khớp với lý thuyết về phương trình đại số, được nghiên cứu rất ít và các kết quả đại số trông có vẻ khiêm tốn so với các thành tựu giải tích. Có thể nói, sự xuất sắc của các nhà toán học chủ yếu nằm ở việc sử dụng đại số gắn với nhu cầu giải tích và hình học giải tích. Hãy cộng thêm rằng việc mở rộng đa thức thành polytel là cần thiết để giải thích các phân số hữu tỷ. Và chúng ta bắt đầu làm quen với số phức. Liên quan đến nhu cầu phân tích, thậm chí logarit của số phức cũng được xem xét.

Năm 1746, D’Alembert công bố chứng minh định lý cơ bản của đại số với một số bài toán nhưng có “lõi thực sự” (Gauss). Với công trình của Lagrange (1736–1813), một kỷ nguyên mới đã bắt đầu trong lý thuyết các phương trình đại số. Trình diễn-

Tờ 19

tr. 17Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

17

Đáng chú ý là cả Lagrange và Euler (1707–1783) đều đặc biệt chú ý đến việc nghiên cứu công thức Cardan trong miền phức. Euler xem xét các hàm cơ bản của một biến phức và phát hiện ra mối liên hệ có trật tự giữa hàm mũ và hàm lượng giác. Đây là một bước cơ bản, vì trước đây số phức chỉ liên quan đến các phương trình đại số.

Trở lại đầu thế kỷ 18, một ví dụ quan trọng đã được phát hiện khi gốc compla không chỉ có thể được giới thiệu cho một bức tranh mà còn gắn liền với một nhiệm vụ thực tế cụ thể. Cotes và Muav đã phát hiện ra mối liên hệ giữa phương trình xn−1=0x^n-1=0 và bài toán cổ điển về chia hình tròn thành nn phần bằng nhau. Kết nối này rất đơn giản nếu bạn biết cách giải thích hình học của các số biên dịch (các căn bậc nn của 1 là các đỉnh của một nn-giác thông thường).

Gauss (1777–1855) có thể đã biết cách giải thích này khi ông sử dụng mối liên hệ với phương trình x17−1=0x^{17}-1=0 để xây dựng một 17-giác đều đặn vào năm 1796. Tuy nhiên, trong ấn phẩm của ông, cũng như trong luận án của ông năm 1798, đã dành cho chứng minh chặt chẽ đầu tiên của định lý cơ bản của đại số (nó có một công thức thuần túy thực: bất kỳ đa thức nào có hệ số thực đều có thể khai triển thành tích của cùng các đa thức của không cao hơn cấp độ thứ hai), anh ấy không muốn sử dụng số tổng hợp. Năm 1811, trong một lá thư gửi Bessel, Gauss viết: “Giống như tất cả các đại lượng thực có thể được biểu diễn bằng một đường thẳng vô hạn, người ta có thể tưởng tượng vùng của tất cả các đại lượng, số thực và nhỏ, bằng một mặt phẳng vô hạn, trong đó mỗi điểm, được xác định bởi trục hoành aa và tọa độ bb của nó, được biểu diễn cùng lúc bằng độ lớn a+iba+ib.” Gauss chỉ công bố kết quả này vào năm 1831. Các kết quả tương tự của những người cùng thời với Gauss ít được biết đến hơn hầu như không được thay thế: J. Arron (1806), K. Wessel (1798, tác phẩm vẫn chưa được biết đến trong suốt một trăm năm). Trong sự sáng tạo của các nhà toán học, việc giải thích hình học của các số phức đã biến một vật thể tưởng tượng thành một vật thể thực (nhân tiện, thuật ngữ “số phức” đã được đề xuất bởi Gauss).

Lịch sử toán học thế kỷ 19 không còn có thể tách rời khỏi số phức. Gauss, Cauchy, Jacobi, Abel, Riemann cho thấy rằng việc chuyển sang phân tích hàm của một biến phức giúp có thể khám phá những sự thật sâu sắc nhất mà không thể nhìn thấy trong miền thực.

Trong hình học, các phần tử “tưởng tượng” xuất hiện muộn hơn một trăm năm so với đại số. Gerard Desargues (1593-1662) phát hiện ra rằng nếu người ta đưa vào các điểm xa vô hạn “tưởng tượng” mà tại đó các đường song song “giao nhau”, thì sự song song thực sự trở thành một trường hợp giao nhau đặc biệt. Ở đây, bức tranh về nhiều mặt gợi nhớ đến tình huống với các số phức, điều này giúp tránh phải xem xét các trường hợp ngoại lệ. Victor Poncelet (1788-1867) gần hai năm sau (đây là ở Saratov, bị giam cầm sau Chiến tranh năm 1812) đã chứng minh rằng tất cả các vòng tròn đều “đi qua” hai điểm phức tạp ở xa nhau. Đây là thời điểm số phức xuất hiện trong hình học. Nhiều người tin rằng chúng mâu thuẫn với trực giác hình học đích thực (nhà hình học nổi tiếng Jacob Steiner (1796-1863) gọi chúng là “những bóng ma”, “vương quốc của bóng tối”). Tuy nhiên, không có sự lựa chọn nào khác - quá nhiều sự kiện hình học (thực tế) đã trở nên rõ ràng theo quan điểm phức tạp.

Triva đã chỉ ra số phức chiếm vị trí vô hạn trong toán học. Có lẽ con số này không nhiều so với mười thế kỷ vốn cho thấy sự vắng mặt của các số âm. Tuy nhiên, trong toán học phổ thông, vị trí của số phức (ngược lại với số âm) vẫn còn mong manh cho đến ngày nay.

Tờ 20

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

18

Thiệt hại tối thiểu

Tiến sĩ Khoa học Vật lý và Toán học
A. T. FOMENKO

Khi nhà vật lý da trắng Joseph Plateau bắt đầu thí nghiệm nghiên cứu cấu hình của màng xà phòng vào thế kỷ 19, ông khó có thể tưởng tượng rằng chúng sẽ đóng vai trò là động lực cho sự xuất hiện của toàn bộ lĩnh vực khoa học đang phát triển nhanh chóng cho đến ngày nay và ngày nay được gọi là “Vấn đề cao nguyên”. Những thí nghiệm mà Plato từng thực hiện đã được chúng ta biết đến từ thời thơ ấu - hiếm ai chưa từng vui vẻ khi thổi bong bóng xà phòng hoặc chế tạo màng xà phòng để thắt chặt mạch dây.

Nếu bạn muốn làm màng xà phòng đẹp tại nhà (như những màng được thảo luận trong bài viết này), đây là một số mẹo thiết thực. Bạn cần: dây mỏng dẻo, xà phòng tuplet, một cốc hoặc bát nước và glycerin (bạn có thể làm mà không cần nó, nhưng dùng nó để tạo màng

ổn định hơn). Tạo những mảnh vụn nhỏ từ bốn miếng xà phòng, hòa tan trong nước ấm và thêm một thìa glycerin (nếu có). Tạo một vòng khép kín bằng tay cầm từ dây, hạ nó vào dung dịch và cẩn thận tháo nó ra; Bằng cách uốn cong đường viền một cách phức tạp, bạn có thể đa dạng hóa hình dạng của phim.

Khi chúng ta lấy mạch dây ra khỏi nước xà phòng, trên đó có một màng xà phòng cầu vồng tuyệt đẹp treo trên đó, được bao bọc bởi mạch điện này. Kích thước của phim có thể khá đáng kể, nhưng tất nhiên, phim càng lớn thì càng dễ bị vỡ dưới tác động của trọng lực. Ngược lại, nếu kích thước của đường viền nhỏ thì trong nhiều câu hỏi liên quan đến nghiên cứu màng xà phòng, trọng lực có thể bị bỏ qua. Chúng tôi sẽ sử dụng tình huống này trong tương lai.

Màng xà phòng được hình thành như thế nào?

Chúng ta hãy xem xét sự thay đổi tính chất của màng chất lỏng bị hư hỏng khi thêm xà phòng vào nó. Hình 1, a thể hiện bề mặt phân cách giữa hai môi trường: nước và không khí. Các mũi tên biểu thị lực hút lẫn nhau tác dụng giữa các phân tử nước phân cực, đặc trưng bởi sự phân bố điện tích không đối xứng. Có thể thấy rõ rằng chính những lực này đã gây ra sự xuất hiện của

Tờ 21

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

19

sức căng bề mặt tại mặt phân cách của hai môi trường. Không giống như các phân tử nước, các phân tử xà phòng được hình thành bởi các chuỗi hydrocarbon dài, mỏng, không phân cực với nhóm oxy phân cực ở một đầu của chuỗi. Khi các phân tử xà phòng được thêm vào nước, chúng sẽ nổi lên bề mặt và lấp đầy nó bằng một lớp đồng nhất, mỗi lớp đều hướng với đầu không phân cực hướng ra ngoài (Hình 1.6). Bằng cách đẩy các phân tử nước bên trong ra xa, các phân tử xà phòng nhờ đó làm giảm sức căng bề mặt. Hóa ra sự tắc nghẽn này giúp màng bề mặt có thêm độ đàn hồi, điều này thể hiện ở thời điểm chúng ta hạ thấp và sau đó tháo mạch dây mỏng ra khỏi nước.

Trong thực tế, khi hệ thống dây điện chạm tới bề mặt (xem Hình 1.6, nơi thể hiện mặt cắt ngang của hệ thống dây điện), bề mặt phồng lên, bao bọc đường viền. Điều này xảy ra do thực tế là gần hệ thống dây điện, số lượng phân tử xà phòng tạm thời giảm (xem Hình 1.6), nghĩa là số lượng của chúng trên một đơn vị diện tích của màng giảm và do đó sức căng bề mặt tăng lên.

Bề mặt tối thiểu - mô hình màng xà phòng

Nguyên lý vật lý làm cơ sở cho sự hình thành màng xà phòng và điều chỉnh hành vi cũng như tính chất của chúng cực kỳ đơn giản: một hệ vật lý chỉ giữ lại một cấu hình nhất định khi nó không thể dễ dàng thay đổi nó sang vị trí có giá trị năng lượng thấp hơn. Năng lượng

Hình 1.

2*

Tờ 22

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

20

bề mặt (màng xà phòng), thường được mô tả dưới dạng sức căng bề mặt của chất lỏng, là do sự hiện diện của lực hút giữa các phân tử riêng lẻ và sự mất cân bằng của các lực này ở ranh giới bề mặt. Sự xuất hiện của các lực không cân bằng kéo theo hiệu ứng thú vị sau: màng chất lỏng biến thành một bề mặt đàn hồi, có xu hướng giảm thiểu diện tích của nó và do đó giảm thiểu năng lượng căng thẳng trên một đơn vị diện tích. Trong trường hợp này, chúng ta bỏ qua trọng lực và áp suất không khí.

Do đó, mô hình toán học của màng xà phòng là một bề mặt nhẵn có diện tích tối thiểu bao bọc một đường viền cho trước: các nhà toán học gọi nó là bề mặt tối thiểu. Lý thuyết toán học cổ điển của các bề mặt này thuộc về cái gọi là phép tính biến phân, một lĩnh vực phân tích phát sinh vào thế kỷ 18. Ngày nay, các phương tiện cấu trúc liên kết và hình học vi phân hiện đại hơn được sử dụng để phát triển lý thuyết này. Tất nhiên, sử dụng toán học “trường học” không thể trình bày được lý thuyết; nhưng kết quả của nó rất dễ hình dung và thậm chí có thể được xác minh bằng thực nghiệm. Tuy nhiên, hình học tuyệt đẹp bài toán đã nảy sinh ở đây trong quá trình thực hiện, có thể được giải bằng toán tiểu học.

Hình 5.

Hình 6.

Tờ 23

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

21

Những đường nét đơn giản nhất

Trước tiên chúng ta hãy xem xét trường hợp khi đường viền không bị cong quá mạnh - cụ thể là khi nó có thể là một đối một*) được chiếu lên một đường viền lồi nằm trong một mặt phẳng nhất định. Sau đó, theo lý thuyết toán học, có một và chỉ một bề mặt tối thiểu trải dài trên đường viền đã cho. Khi đường viền này phẳng, “định lý tồn tại và duy nhất” có vẻ hiển nhiên: đường viền có thể được bao bọc bởi một phần của mặt phẳng mà nó giới hạn và bất kỳ bề mặt nào khác phụ thuộc vào nó sẽ có diện tích lớn hơn (Hình 2).

Các bộ phim khác nhau trên một mạch

Nếu chúng ta không giới hạn bản thân ở những đường viền đơn giản nhất được mô tả trong phần trước, thì định lý duy nhất không còn đúng: đôi khi hai bề mặt tối thiểu hoàn toàn khác nhau có thể được kéo dài trên cùng một đường viền. Một ví dụ đơn giản được thể hiện trong Hình 3; ví dụ này có thể dễ dàng được tái tạo bằng phim xà phòng. Xin lưu ý rằng đường viền trong Hình 6 không thể được chiếu “tốt” lên bất kỳ mặt phẳng nào: xuất hiện “các điểm kép” (như trong hình) hoặc toàn bộ các đoạn suy biến thành một điểm duy nhất.

Bài toán 1. Nghĩ ra các đường viền khác trải dài trên một số bề mặt tối thiểu. Có thể có nhiều hơn hai bề mặt như vậy không?

Nếu bạn nhầm lẫn quá nhiều về đường viền (ví dụ: bằng cách làm cho nó có nhiều nút thắt), thì không chỉ tính độc đáo của phim có thể bị phá vỡ mà bản thân cấu trúc của nó cũng có thể làm phức tạp nó. Cụ thể là, trong trường hợp tổng quát, “gần như chắc chắn” các điểm đặc biệt (hoặc điểm kỳ dị) xuất hiện—các điểm ở vùng lân cận mà màng không còn có cấu trúc giống như một đĩa (cong) mà có cấu trúc phân nhánh, phức tạp hơn. Điều này dễ thấy nhất nếu bạn sử dụng

*) Tức là không có hai điểm khác nhau của đường viền cùng nằm trên một điểm của mặt phẳng.

Đường viền với các nhánh

Đường viền đơn giản nhất như vậy được thể hiện trong Hình 4. Bề mặt tối thiểu phụ thuộc vào nó có toàn bộ một đoạn gồm các điểm kỳ dị, từ đó bề mặt phân nhánh thành ba tấm phẳng, tạo thành các góc 120° với nhau. Lý do của hiệu ứng này sẽ trở nên rõ ràng hơn với bạn nếu bạn giải được bài toán sau.

Bài toán 2. a) Nối ba điểm bằng các đoạn sao cho tổng độ dài của chúng là nhỏ nhất. Làm tương tự 6) cho các đỉnh của hình vuông, c) cho các đỉnh của một tứ giác tùy ý.

Đáp số đối với điều này bài toán được hiển thị trong Hình 5 và các phần có bề mặt tối thiểu tương tự được hiển thị trong Hình 6. Xin lưu ý rằng trong các câu trả lời, tất cả các góc đều là 120° và sự không nhất quán mới xuất hiện của bề mặt (Hình 6, 6 và 8).

Điều thú vị là những nỗ lực xây dựng một bộ phim tối thiểu trong đó số lượng tấm lớn hơn ba sẽ hội tụ ở bất kỳ khoảng đơn lẻ nào đều thất bại. Điều này được giải thích bởi sự cản trở hình học đơn giản. Giả sử rằng trên một đoạn nào đó có bốn tấm phim ghép lại với nhau. Xét một bề mặt trực giao với điều này

Hình 7.

Hình 8.

Tờ 24

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

22

đoạn chữ ký (Hình 7). Khi đó, điểm đơn nhân bốn (tức là điểm tại đó 4 lá hội tụ) phân hủy thành hợp của hai điểm ba, vì độ dài của đường đứt nét gồm hai đường chéo lớn hơn độ dài của mỗi đường đứt nét trong số hai đường đứt nét còn lại được hiển thị trong Hình 7 (như bạn thấy nếu bạn giải được bài toán 2). Trong Hình 8, quá trình phân hủy này được thể hiện ở vùng lân cận của mặt cắt ngang màng.

Rõ ràng là việc tái cấu trúc bộ phim được mô tả đã làm giảm tổng diện tích của nó so với diện tích của bộ phim gốc. Bề mặt tối thiểu ở trạng thái cân bằng nguồn, cụ thể, công suất nhỏ của màng chỉ làm tăng diện tích của nó, do đó trạng thái cân bằng của mọi lực tác dụng lên mỗi điểm của màng phải bằng 0. Điều này áp dụng cho các điểm đặc biệt. Ở vị trí cân bằng, có đúng ba tấm hội tụ tại mỗi điểm, do đó tổng của ba tác dụng theo hướng của các tấm phải bằng không. Theo đó, các tờ phải hội tụ trên đoạn chữ ký chung của chúng ở góc 120°. Lý do tương tự cho thấy rằng nếu có nhiều hơn bốn tờ hội tụ trên một cạnh chung, thì bề mặt đó, cố gắng chiếm một vị trí có diện tích tối thiểu, sẽ được sắp xếp lại và cạnh chữ ký sẽ chia thành nhiều cạnh ba.

Bài 3. Vẽ đoạn thẳng có độ dài tối thiểu nối các đỉnh của một hình ngũ giác đều. Có bao nhiêu đường nét đứt khác nhau như vậy?

Các màng phân nhánh đẹp khác thu được nếu khung của khối tứ diện hoặc khối lập phương được phủ một lớp màng (Hình 9). Hãy chú ý đến các điểm kỳ dị mà tại đó một số cạnh kỳ dị hội tụ.

Bài toán 4. a) Tìm tất cả các góc giữa các mặt phẳng của bề mặt nhỏ nhất tiếp giáp với các cạnh của một tứ diện đều (Hình 9, a). 6) Tại giá trị nào x thì cạnh của hình vuông trung tâm của bề mặt co lại của hình lập phương sẽ nhỏ nhất (Hình 9, 6)?

Vấn đề 5*. 4 đường thẳng không thể hội tụ tại một điểm duy nhất của một bề mặt tối thiểu, nhưng tại? Còn năm thì sao?

Đường viền mở

Một đặc tính quan trọng của bề mặt là sự tương tác của nó với đường bao biên. Nhiều loại tương tác như vậy được nghiên cứu bằng phương pháp tôpô. Từ các đặc tính vật lý của các bề mặt tối thiểu, chúng ta thấy rằng chúng không được có “lỗ” hoặc lỗ thủng không tương tác với các ranh giới màng. Mặt khác, một “lỗ” như vậy dưới tác dụng của lực bề mặt

Tờ 26

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

24

Dây xích chùng tạo thành một quỹ đạo neotour nối hai điểm treo và được gọi là dây xích. Bằng cách xoay nó quanh một trục nằm ngang, chúng ta sẽ có được một catenon. Để căn chỉnh nó với bề mặt được mô tả ở trên, bạn chỉ cần mở nó ra, hướng ổ cắm lên trên.

Lưu ý rằng hình nón có đỉnh ở gốc sẽ không phải là bề mặt tối thiểu. Hình 10, e cho thấy hình nón bị biến dạng như thế nào, cố gắng chiếm một vị trí có diện tích nhỏ nhất (có ranh giới cố định). Cấu hình tương ứng với vị trí này là catonde. Tình huống này có liên quan đến những hiệu ứng mà chúng ta đã làm quen khi nghiên cứu sự phân rã của các điểm gấp bốn thành tổng các điểm gấp ba. Trên thực tế, Hình 7 có thể được coi là quá trình biến đổi một “hình nón một chiều” được hình thành bởi hai đoạn giao nhau (đường kính của một vòng tròn chấm) thành một đường cong phức tạp hơn với hai điểm kỳ dị ba lần. Về nguyên tắc, một hiện tượng tương tự xảy ra trong trường hợp một hình nón hai chiều thông thường, nhưng chỉ ở đây đỉnh (điểm kỳ dị) của nó phồng lên thành một vòng tròn - cổ của catenon.

Trong cả hai trường hợp, quá trình biến dạng của màng (đường cong một chiều) làm giảm diện tích ban đầu (hoặc chiều dài trong trường hợp một chiều) và buộc các bề mặt (đường cong) phải có vị trí tối ưu, đặc trưng cho diện tích nhỏ nhất (dài).

Bề mặt tối thiểu trong tự nhiên

Hóa ra, các màng tối thiểu phổ biến rộng rãi trong tự nhiên vì chúng là bề mặt tiết kiệm nhất hình thành nên bộ xương của các sinh vật sống neotourian. Ví dụ điển hình nhất là bộ xương của các loài phóng xạ, động vật biển siêu nhỏ với hình dạng đa dạng và kỳ lạ nhất. Rõ ràng, người đầu tiên nhận thấy rằng sức căng bề mặt đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra hình dạng của những sinh vật này là nhà khoa học người Anh D’Arcy Wentworth Tompson, tác giả cuốn sách “Sự phát triển và hình thức”. Radiolariン bao gồm các cục nguyên sinh chất nhỏ được bao bọc dưới dạng giống như bọt, tương tự như bong bóng xà phòng và màng. Vì những sinh vật này khá phức tạp nên nói chung, các bề mặt tối thiểu của chúng có nhiều điểm phân nhánh và gân phân nhánh, trên đó tập trung phần lớn chất lỏng tạo nên sinh vật. Sự tập trung chất lỏng dọc theo các gân phân nhánh và gần các điểm đặc biệt này được phản ánh trong màng xà phòng thật: chất lỏng chảy tự do từ màng xà phòng cho đến khi

Tờ 27

tr. 25Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

25

gặp một cạnh nơi ba tấm phim hội tụ. Ở đây chất lỏng chảy chậm lại và lắng xuống, tạo thành các phân đoạn nước để lộ các cạnh đặc biệt của bề mặt tối thiểu một cách trực quan. Quá trình tương tự thực sự xảy ra ở những người phóng xạ. Sự tập trung chất lỏng dọc theo các gân phân nhánh làm cho các mảnh nước biển và muối rắn lắng đọng dọc theo các gân này và dần dần hình thành nên bộ xương rắn chắc của động vật. Hình dạng của bộ xương này có thể được hình dung nếu, trong khối bọt xà phòng, người ta chú ý đến các nhánh phân nhánh, tức là các đoạn mà các bong bóng khác nhau tham gia dọc theo đó. Các phân đoạn này được kết nối với nhau (đôi khi theo cách phức tạp) và tạo thành “xương sống chất lỏng” của bọt. Sau khi con vật chết, các mô mềm dần biến mất và chỉ còn lại một bộ xương cứng, được hình thành như mô tả.

Vì vậy, nó không gì khác hơn là một hình ảnh đông lạnh trực quan của một hệ thống gồm các cạnh phân nhánh và các điểm kỳ dị xuất hiện trên một bề mặt tối thiểu phức tạp, cũng bao gồm các khối đóng bị giới hạn bởi hình dạng của bong bóng xà phòng. Ngoài ra, thành tế bào cũng tích tụ muối nước biển, cũng đóng vai trò trong việc hình thành bộ xương vững chắc của radiolaria.

Hình 12 cho thấy hai bộ xương phóng xạ.

Hình 13 cho thấy hai bề mặt tối thiểu có bong bóng xà phòng và được kéo dài trên các đường viền được tạo thành bởi hệ các cạnh của một khối tứ diện đều và một khối lập phương. Sự giống nhau về hình dạng trong Hình 12*) và 13 cho phép. Có thể thấy rõ rằng các bộ xương phóng xạ tái tạo khá chính xác mô hình phân nhánh của các nhánh trên bề mặt tối thiểu.

Vai trò của bề mặt tối thiểu trong hóa học rất quan trọng, trong đó các bề mặt tương tác ở ranh giới của các môi trường khác nhau xác định tính chất và tốc độ của nhiều biến đổi hóa học. Ví dụ về các bề mặt tối thiểu là những màng mà tất cả chúng ta đều biết đến - đây là màng nhĩ của chúng ta; đây là những màng đóng vai trò là ranh giới của các tế bào sống; đây là những màng trong sinh vật sống ngăn cách cơ quan này với cơ quan khác, v.v.

Chủ đề thú vị này thu hút nhiều chuyên ngành về sinh học, hóa học và vật lý. Như chúng ta đã thấy, một số vấn đề toán học thú vị có liên quan đến các bề mặt cực tiểu. Công thức và nghiên cứu chính xác của họ cho phép chúng ta hiểu rõ hơn về hiện tượng tự nhiên tuyệt vời (mặc dù có vẻ ngoài đơn giản) này.

*) Hình lấy từ sách: Ernst Haeckel, “Báo cáo kết quả khoa học về chuyến hành trình của tàu HMS Challenger trong những năm 1873-1876”.

Tờ 30

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

28

Nhưng điều này hóa ra lại nằm ngoài khả năng của Archimedes và những người cùng thời với ông…
Nói chung, một phương trình có dạng
x2−Dy2=1,x^2 - Dy^2 = 1,
(6)
trong đó DD là số tự nhiên không phải là số chính phương ∗^*), được gọi là phương trình Pell; Tất nhiên, đây là phương trình Diophantine, tức là một phương trình đại số với các hệ số nguyên, lời giải trong số đó được tìm kiếm trong miền số nguyên.

Làm thế nào để giải phương trình Pell?
Điều đầu tiên bạn nghĩ đến là tìm kiếm trực tiếp: thay thế các số x=1,2,3,…x = 1, 2, 3, \dots lần lượt vào công thức y=(x2−1)/Dy = \sqrt{(x^2 - 1)/D} cho đến khi biểu thức căn thức trở thành một hình vuông chính xác. Sự vô ích của phương pháp này được thể hiện qua ví dụ đáng chú ý sau đây. phương trình
x2−991y2=1x^2 - 991y^2 = 1
có lời giải trong số nguyên, tuy nhiên trong số lời giải (x0,y0)(x_0, y_0) nhỏ nhất (!) x0x_0 của nó bằng nhau
379 516 400 906 811 930 638 014 896 080.
Hơn nữa, trên máy tính mạnh nhất, nó không được thêm vào bằng vũ lực đơn giản!

Hóa ra các phân số liên tục cung cấp một công cụ rất thuận tiện cho phương trình lời giải Pell. Hãy để chúng tôi mô tả thuật toán (không cần chứng minh) lời giải.

Với mọi số tự nhiên DD không phải là bình phương của một số nguyên, phương trình (6) có số vô hạn lời giải trong các số nguyên dương x,yx, y. Tất cả chúng có thể được tìm thấy bằng cách sử dụng công thức
x+yD=(x0+y0D)k,x + y\sqrt{D} = (x_0 + y_0\sqrt{D})^k,
k=1,2,…k = 1, 2, \dots,
trong đó x0,y0x_0, y_0 là lời giải với giá trị nhỏ nhất yy. Để tìm lời giải (x0,y0)(x_0, y_0) nhỏ nhất, bạn cần phân tích số D\sqrt{D} thành phân số nguyên. Nếu như
D=[a0;a1,…,an,2a0]\sqrt{D} = [a_0; a_1, \dots, a_n, 2a_0]
và pnqn\frac{p_n}{q_n} là một phân số phù hợp của số D\sqrt{D} với số nn thì
pn2−Dqn2=(−1)n−1,p_n^2 - Dq_n^2 = (-1)^{n-1},
(7)
và nếu nn là số lẻ (độ dài của khoảng thời gian là số chẵn), thì
pn=x0,qn=y0p_n = x_0, q_n = y_0
sẽ là nghiệm nhỏ nhất của phương trình

*) Nếu D=m2D = m^2, m∈Nm \in N, thì phương trình (6) không có số nguyên lời giải - hãy nghĩ xem tại sao.

Nenny Pella. Nếu dấu chấm là số lẻ (nn là số chẵn), thì lời giải nhỏ nhất được tìm thấy theo công thức
x0+y0D=(pn+qnD)2.x_0 + y_0\sqrt{D} = (p_n + q_n\sqrt{D})^2.
Ví dụ 3. Hãy tính khoảng cách cho phương trình
x2−7y2=1.x^2 - 7y^2 = 1.
Từ khai triển 7=[2;1,1,1,4]\sqrt{7} = [2; 1, 1, 1, 4] ta tìm được
p3q3=2+1∣1∣+1∣1∣+1∣1∣=83.\frac{p_3}{q_3} = 2 + \frac{1}{|1|} + \frac{1}{|1|} + \frac{1}{|1|} = \frac{8}{3}.
Vì dòng thời gian là số chẵn nên lời giải nhỏ nhất của phương trình x0=8,y0=3x_0 = 8, y_0 = 3 và bất kỳ lời giải nào trong số tự nhiên đều được tính bằng công thức
x+y7=(8+37)k,x + y\sqrt{7} = (8 + 3\sqrt{7})^k,
k=1,2,…k = 1, 2, \dots
Với k=2k = 2 chúng ta có x=127,y=48x = 127, y = 48.
Ví dụ 4. Giải phương trình
x2−13y2=1.x^2 - 13y^2 = 1.
Khai triển 13\sqrt{13} thành một phân số nguyên, ta được 13=[3;1,1,1,1,6]\sqrt{13} = [3; 1, 1, 1, 1, 6]
và p4q4=3+1∣1∣+1∣1∣+1∣1∣+1∣1∣=185\frac{p_4}{q_4} = 3 + \frac{1}{|1|} + \frac{1}{|1|} + \frac{1}{|1|} + \frac{1}{|1|} = \frac{18}{5}.
Độ dài của khoảng thời gian là chẵn nên lời giải nhỏ nhất được tìm thấy theo công thức
x0+y013=(18+513)2=649+18013,x_0 + y_0\sqrt{13} = (18 + 5\sqrt{13})^2 = 649 + 180\sqrt{13},
nghĩa là, x0=649,y0=180x_0 = 649, y_0 = 180. Tổng quát lời giải có dạng
x+y13=(649+18013)k,x + y\sqrt{13} = (649 + 180\sqrt{13})^k,
k=1,2,…k = 1, 2, \dots
Bài 14. Tìm phương trình lời giải nhỏ nhất
x2−61y2=1.x^2 - 61y^2 = 1.
Đáp số: y0=226153980y_0 = 226 153 980.
Lưu ý rằng tên của nhà toán học người Anh Pell (1610-1685) được gắn nhầm với phương trình (6), nhờ L. Euler. Trước Pell, phương trình này đã được các đồng tác giả của ông là J. Wallis và W. Bronker, cũng như người Pháp P. Fermat, xem xét. Đối với Archimedes bài toán về những con bò đực, nó chỉ được giải quyết vào năm 1880. lời giải () nhỏ nhất chứa 41 chữ số và tổng số con bò đực trong bài toán của Archimedes là theo thứ tự 10206545!10^{206 545}!.)

*) Không, đây không phải là thừa số mà là dấu chấm than.

Tờ 32

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

30

cao hơn

13D(ln⁡D)−1,\frac{1}{3} \sqrt{D} (\ln D)^{-1},

và do đó, phát triển nhanh chóng khi tăng kk. Các quan sát trên một lượng lớn tài liệu số ủng hộ giả thuyết rằng có vô số số DD, không chia hết cho bình phương của số nguyên tố, mà độ dài của chu kỳ phân số liên tục D\sqrt{D} vượt quá D12−εD^{\frac{1}{2}} - \varepsilon đối với bất kỳ số dương cố định nào ε\varepsilon.

Kết quả được sử dụng ở trên cho thấy chu kỳ của phân số liên tục p\sqrt{p} đối với các số nguyên tố pp có dạng 4k+14k+1 có ​​độ dài lẻ đã được Legendre chứng minh vào năm 1785. Sau đó, nhà toán học người Đức Dirichlet đã thiết lập một định lý tương tự cho các số D=p⋅qD=p \cdot q, trong đó p,qp, q là các số nguyên tố với một số điều kiện nhất định. Chỉ gần đây, vào năm 1980, nhà toán học người Mỹ Lagaris đã tìm ra một thuật toán để xác định khả năng giải được theo số của phương trình (9) hoặc, tương đương, độ dài lẻ của một phân số liên tục đối với D\sqrt{D}, trong khoảng (log⁡D)5+ε(\log D)^{5+\varepsilon} phép toán.

Phân số tiếp tục cho các số cụ thể

Ở trên chúng ta đã thấy các số vô tỷ bình phương và chỉ chúng mới có thể được khai triển thành các phân số liên tục tuần hoàn. Vì vậy, có một sự rõ ràng nhất định trong cấu trúc của các phân số liên tục của vô tỉ bậc hai. Một cách tự nhiên, người ta sẽ hỏi những lớp số vô tỷ nào khác có khả năng khai triển rõ ràng tương đương thành các phân số liên tục. Đạt yêu cầu đáp số không cho câu hỏi này.

Ví dụ, đối với số 23\sqrt[3]{2} do схх vẫn chưa biết liệu các phần không đầy đủ a0,a1,a2,…,aka_0, a_1, a_2, \dots, a_k, … việc mở rộng thành phân số liên tục sẽ bị hạn chế hay không

23=a0+1∣a1∣+1∣a2∣+…\sqrt[3]{2} = a_0 + \frac{1}{|a_1|} + \frac{1}{|a_2|} + \dots

Vài nghìn số đầu tiên a0,a1,…a_0, a_1, \dots được tính toán trên máy tính

Đây là những cái đầu tiên trong số đó:

23=[1;3,1,5,1,1,4,1,1,8,1,14,1,10,2,1,4,12,2,3,2,1,3,4,1,1,2,14,3,12,1,15,3,1,4,534,1,1,5,1,1,121,1,2,2,4,10,3,2,2,41,1,1,1,3,7,2,2,9,4,1,3,7,6,1,1,2,9,2,3,3,1,1,69,1,12,… ]\sqrt[3]{2} = [1; 3, 1, 5, 1, 1, 4, 1, 1, 8, 1, 14, 1, 10, 2, 1, 4, 12, 2, 3, 2, 1, 3, 4, 1, 1, 2, 14, 3, 12, 1, 15, 3, 1, 4, 534, 1, 1, 5, 1, 1, 121, 1, 2, 2, 4, 10, 3, 2, 2, 41, 1, 1, 1, 3, 7, 2, 2, 9, 4, 1, 3, 7, 6, 1, 1, 2, 9, 2, 3, 3, 1, 1, 69, 1, 12, \dots]

Từ sự phân tách này, rõ ràng là chuỗi a0,a1,…a_0, a_1, \dots hoạt động như một chuỗi giới hạn và chỉ những “ngoại lệ” (ví dụ: 534, 121) ở một số vị trí nhất định mới vi phạm bức tranh này.

Hơn nữa, cho đến khi cxx không biết một số đại số nào không phải là số vô tỷ bình phương, thì sẽ có đủ thông tin về phân số liên tục của nó.

Điều đặc biệt quan tâm là sự mở rộng phân số liên tục của các hằng số cổ điển tân cổ điển. Số lượng các hằng số mà việc khai triển thành phân số liên tục đã biết là rất nhỏ.

L. Euler đã tìm thấy sự khai triển của số ee thành một phân số liên tục

e=2+1∣1∣+1∣2∣+1∣1∣+1∣1∣+1∣4∣+…,e = 2 + \frac{1}{|1|} + \frac{1}{|2|} + \frac{1}{|1|} + \frac{1}{|1|} + \frac{1}{|4|} + \dots,

trong đó luật chuyển đổi thương số không đầy đủ a0,a1,…a_0, a_1, \dots là:

a0=2,a1=1,a2=2,a3=1,a4=1,a5=4,…,a3m=a3m−2=1,a3m−1=2m,m=1,2,…a_0 = 2, a_1 = 1, a_2 = 2, a_3 = 1, a_4 = 1, a_5 = 4, \dots, a_{3m} = a_{3m-2} = 1, a_{3m-1} = 2m, m = 1, 2, \dots

Chúng ta hãy nhớ lại điều đó

e=lim⁡n→∞(1+1n)n=∑k=0∞1k!=2,718281828459045…e = \lim_{n \to \infty} \left(1 + \frac{1}{n}\right)^n = \sum_{k=0}^{\infty} \frac{1}{k!} = 2,718281828459045 \dots

Việc rút ra sự tương ứng (10), tuy không khó nhưng không phải là sơ cấp. Lưu ý rằng không ai biết khai triển phân số liên tục “tốt” tương tự cho số π.

Ở đây chúng ta chỉ nói về một phần nhỏ của các bài toán trong đó phân số liên tục xảy ra. Trên thực tế, phạm vi ứng dụng của chúng, đặc biệt khi toán tử được sử dụng để giải tích với các phân số chức năng, là rất rộng. Đây là một lĩnh vực toán học phong phú và phức tạp và còn lâu mới hoàn thiện.

Tờ 33

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

31

Chuỗi xoắn DNA trái

Tiến sĩ Khoa học Vật lý và Toán học
M. D. FRANK-KAMENETSKY

Ba mươi năm đã trôi qua kể từ năm 1953, J. Watson và F. Crick đã đề xuất mô hình cấu trúc của phân tử DNA. Và trong suốt thời gian qua, chuỗi xoắn kép DNA đã thu hút sự chú ý lớn từ các nhà vật lý và toán học, nhà hóa học và nhà sinh học, bác sĩ và dược sĩ. Sự quan tâm như vậy là hoàn toàn dễ hiểu - xét cho cùng, một phân tử DNA nửa chiều ở dạng một chuỗi đơn vị đơn phân (nucleotide) nhất định chỉ gồm bốn loại chứa tất cả thông tin di truyền và chứa sơ đồ cấu trúc của toàn bộ sinh vật sống.

Chúng ta hãy nhớ lại rằng, theo mô hình Watson-Crick, phân tử DNA bao gồm hai chuỗi polymer được xoắn thành một chuỗi xoắn kép, hay đúng hơn là thành một chuỗi xoắn. Đặc điểm là việc xoắn dây xích là quy luật, tức là cũng giống như với vít hoặc vít thông thường.

Trong nhiều năm, các nhà khoa học đã tin chắc rằng đây là cấu trúc duy nhất DNA có thể có cả trong tế bào và trong ống nghiệm ở điều kiện bình thường. Điều này đã được xác nhận bởi nhiều thí nghiệm được thực hiện bằng nhiều phương pháp vật lý khác nhau. Tuy nhiên, vào năm 1979, một nhóm các nhà khoa học Mỹ thuộc Viện Công nghệ Massachusetts đã bất ngờ phát hiện ra một dạng mới của phân tử

ADN. Đây dường như là khám phá quan trọng nhất trong lĩnh vực cấu trúc DNA kể từ công trình của Watson và Crick.

Các nhà khoa học đã làm việc với các phân tử rất ngắn chỉ gồm sáu nucleotide (do đó chúng được gọi là hexanucleotide) thuộc hai loại - cytosine (C) và guanine (G):

Tsgtsgtsg
GCGCGC,

và lần đầu tiên họ đã thu được các tinh thể thực sự từ các phân tử DNA.

Được biết, hiện nay phương pháp chính xác nhất để nghiên cứu cấu trúc bên trong của tinh thể là phân tích CẤU TRÚC THUÊ. Phương pháp này dựa trên hiện tượng nhiễu xạ sóng. Bằng cách phân tích mẫu nhiễu xạ thu được từ một tinh thể, bạn có thể tìm ra mọi thứ về nó - sự sắp xếp của các phân tử trong tinh thể là gì và các nguyên tử được “xếp” như thế nào bên trong các phân tử.

Thật là bất ngờ đối với các nhà khoa học Mỹ khi sau khi nhận được tất cả dữ liệu cần thiết và thực hiện các phép tính rườm rà trên máy tính, cuối cùng họ đã tìm ra cấu trúc của hexanucleotide. Hóa ra cấu trúc đầu tiên được xác định bằng phương pháp phân tích CẤU TRÚC THUÊ rất khác với mô hình Watson-Crick. Và trước hết, chúng ta hướng xoắn dây chuyền thành hình xoắn ốc. Trong hexanucleotide, nó không phải bên phải mà là bên trái! Có những khác biệt khác giữa hình dạng mới này, được gọi là hình chữ Z, và hình dạng cổ điển, hiện được gọi là hình chữ B.

Vậy mô hình Watson-Crick có sai không?! Không, tuyên bố phạm trù như vậy không xuất phát từ khám phá của các nhà khoa học Mỹ. Các nghiên cứu về các phân tử DNA ngắn khác được thực hiện trong những năm gần đây đã chỉ ra rằng dạng Z chỉ có thể chứa các phân tử trong đó mỗi chuỗi bổ sung chỉ chứa các nucleotide thuộc loại C và G. Tất cả các trình tự khác là tùy ý

(Cuối cùng xem trang 38)

Tờ 35

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

33

Máy bơm này cho phép khái niệm áp suất khí trong ống được bơm lên đến vài milimét của cột đường dẫn. Nếu ở áp suất này, một điện áp cỡ 1000 V được đặt vào các điện cực đặt trong chất khí thì sự phóng điện phát sáng sẽ bùng phát trong ống (Hình 2).

Để một dòng điện đáng chú ý chạy trong chất khí, cần phải có đủ số lượng chất mang dòng điện - các ion và electron tự do. Chúng phát sinh như thế nào?

Khi đặt một điện áp vào các điện cực, một số lượng nhỏ các hạt tích điện luôn tồn tại trong chất khí sẽ được gia tốc bởi điện trường và tạo thành các electron và ion mới. Về cơ bản, quá trình này xảy ra theo hai cách: thứ nhất, do tác động của các electron mang năng lượng lên các phân tử khí và sự ion hóa của chúng, và thứ hai, do các ion được gia tốc bắn phá cực âm và đánh bật các electron tự do mới ra khỏi nó.

Ngoài quá trình ion hóa các phân tử khí, còn xảy ra các quá trình khác như sự phóng điện - kích thích của các phân tử trung tính và sự tái hợp của các ion và electron. Chúng làm cho khí phát sáng.

Sự phóng điện phát sáng có thể rất đỏ. Bạn có thể dễ dàng xác minh điều này bằng cách nhìn vào đèn quảng cáo bằng đèn gas. Trong đó, neon cháy với ánh sáng đỏ cam rực rỡ và argon với ánh sáng xanh lam.

Nhưng hãy quay lại với bóng đèn của chúng ta. Hóa ra là nếu bạn bắt đầu đưa điện cực và cực âm lại gần nhau hơn trong ống thì cột phát sáng trước tiên sẽ giảm đi và sau đó hoàn toàn tiếp tục dương. Chính ở dạng “rút gọn” này mà sự phóng điện tồn tại trong bóng đèn.

Để nó phát sáng ở điện áp không cao lắm, các điện cực của bóng đèn được phủ một chế phẩm đặc biệt có chứa muối lithium và bari. Dưới tác động của ion, cực âm như vậy dễ dàng nhường electron và điện áp đánh lửa giảm. Đối với bóng đèn TH-0.2-2 thì điện áp chỉ là 80-90 V. Màu phát sáng của nó có thể là đỏ hoặc đỏ nhạt.

Hình 3.

Tờ 36

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

34

sơ đồ không cho phép chúng ta chứng minh điều này.

Nếu bạn thực hiện thí nghiệm này trong một căn phòng thiếu sáng, sau đó chiếu sáng bóng đèn bằng ánh sáng rực rỡ, chẳng hạn như sử dụng đèn mạnh và thấu kính tập trung chùm sáng vào bóng đèn, thì điện áp đánh lửa sẽ giảm đáng kể. (Bạn sẽ phải quan sát cẩn thận khi bóng đèn nhấp nháy - trong ánh sáng chói, ánh sáng của nó hầu như không đáng chú ý.) Sự giảm điện áp xảy ra do ánh sáng chiếu vào các điện cực được phủ một thành phần kết dính, đánh bật các electron ra khỏi chúng và do đó góp phần bắt đầu phóng điện. Vì vậy, bóng đèn có thể hoạt động như một loại phần tử nhạy cảm với ánh sáng.

Người đọc có cơ hội độc lập nghĩ ra các mạch sử dụng đặc tính này của bóng đèn.

Bóng đèn di cư

Việc điện áp đánh lửa phóng điện trong bóng đèn neon cao hơn điện áp đốt cháy khi vận hành khiến người ta có thể chế tạo một máy tạo dao động đơn giản bằng bóng đèn. Một trong các mạch có thể được hiển thị trong Hình 4. Mạch sử dụng tụ điện có giá trị C = 1 μF, được thiết kế cho điện áp lên đến 300 V; điện trở bằng R₁=1 kOhm và R₂=47 kOhm; diode D có thể thuộc bất kỳ loại nào, miễn là điện áp ngược của nó lớn hơn 350 V (về nguyên tắc, bạn có thể làm việc với bộ chỉnh lưu được đề cập trong thí nghiệm trước).

Máy phát điện hoạt động như sau. Thời điểm nó được bật, tụ điện bắt đầu tích điện qua một điện trở có điện trở R₁. Trong trường hợp này, bóng đèn không sáng (điện trở của nó có thể coi là vô cùng lớn). Theo thời gian, điện áp trên các tấm tụ tăng lên. Khi nó bằng U₃agig, bóng đèn sẽ nhấp nháy, điện trở của nó giảm mạnh và tụ điện bắt đầu tích điện qua bóng đèn và điện trở thứ hai. Trong mạch của chúng tôi, quá trình này xảy ra với tốc độ nhanh hơn quá trình sạc và tiếp tục cho đến khi điện áp trên bóng đèn giảm xuống điện áp phóng điện U₃aschen (≈60 V). Đèn sẽ tắt và chu trình sẽ lặp lại. Nếu chúng ta sử dụng máy hiện sóng thì trên màn hình của nó chúng ta có thể thấy một hình ảnh tương tự như hình 4.

Bằng cách thay đổi các giá trị của điện dung C và điện trở R₁ và R₂, bạn có thể nhận được các khoảng thời gian chớp nhoáng khác nhau và sự phát triển của giá trị chu kỳ dao động T.

Ví dụ, bộ tạo được mô tả (được cải tiến theo nhiều cách khác nhau) có thể được sử dụng để tạo ra một bộ tạo âm thanh. Để thực hiện việc này, bạn cần kết nối điện thoại song song với bóng đèn thông qua một tụ điện khác (ví dụ: TOH-1). Đặc biệt, với một thiết bị như vậy, bạn có thể quan sát và cảm nhận độ nhạy của bóng đèn neon với ánh sáng.

Để kết luận, chúng tôi muốn khuyên độc giả quan tâm đến các thí nghiệm với đèn neon hãy làm quen với cuốn sách “Thiết kế trên đèn neon” của V. F. Shilov. Nó chứa mười kế hoạch dành cho học sinh nghiệp dư trên đài phát thanh hoàn thành.

Tờ 37

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

35

Định lý và tô màu mặt phẳng
Van der Waerden về sự tiến triển
S. N. BESPOMYATNYKH

Trong lưu ý này, chúng tôi sẽ chứng minh tính tổng quát hóa cực độ sau đây của kết quả bài toán M750.

Định lý tô màu. Hãy tô mỗi ô của một tờ giấy ca rô vô hạn bằng một trong N màu. Sau đó, đối với bất kỳ tập hợp ô a1,…,ala_1, \dots, a_l nào cũng có một tập hợp các ô có màu giống hệt nhau b1,…,blb_1, \dots, b_l, tương tự như tập hợp ô đầu tiên theo nghĩa (xem Hình 1) BiBj=dAiAjB_i B_j = d A_i A_j với tất cả i, j=1, …, l, edeA1,…,Al,B1,…,Ble d e A_1, \dots, A_l, B_1, \dots, B_l lần lượt là tâm của các ô a1,…,al,b1,…,bla_1, \dots, a_l, b_1, \dots, b_l và d là một số tự nhiên nào đó; nói cách khác, các hình được tạo bởi tâm của các ô b1,…,blb_1, \dots, b_l và a1,…,ala_1, \dots, a_l tương ứng với d.

Hình 1.

Hơn nữa, một tập hợp ô như vậy có thể được tìm thấy trong bất kỳ hình vuông m×mm \times m nào, trong đó m là một số đủ lớn tùy thuộc vào số lượng màu N và tập hợp a1,…,ala_1, \dots, a_l đã cho.

(Xin lưu ý: “sự giống nhau của các tập hợp ô” không có nghĩa hoàn toàn giống với khái niệm thông thường về “sự giống nhau của các hình”!).

Lịch sử của định lý này rất thú vị. Năm 1928, một nhà toán học làm việc tại một trung tâm toán học lớn - Göttingen, đã phải đối mặt với câu hỏi sau: liệu có thể nói rằng đối với bất kỳ phép chia nào của tập hợp số tự nhiên thành hai phần (hoặc thành một số hữu hạn các phần), mặc dù ở một trong số chúng sẽ có một cấp số cộng có độ dài cho trước lớn tùy ý? Gần như có vẻ rất tích cực rằng đáp số ở đây là tích cực. Tuy nhiên, không thể chứng minh được điều này, bất chấp sự đơn giản rõ ràng của bài toán, và chẳng bao lâu nó đã trở thành chủ đề được mọi người quan tâm. Người đầu tiên bổ sung mô-đun này là người Hà Lan B. L. Van der Waerden, người sau này trở thành nhà toán học nổi tiếng. Sau vài tuần làm việc, ông đã tìm ra một bằng chứng không đơn giản nhưng hoàn toàn cơ bản, dựa trên việc sử dụng khéo léo quy nạp toán học và “nguyên lý Dirichlet” (ví dụ, xem «Kvant», 1977, số 2, trang 17). Vào những năm 1940, định lý Van der Waerden được mở rộng cho trường hợp n chiều; định lý tô màu là trường hợp có chiều n=2.

Đây là một công thức của định lý Van der Waerden, phần nào khái quát hóa định lý bài toán ban đầu.

Đối với bất kỳ số N và l nào, người ta có thể chỉ định một số m=m (N, l) sao cho nếu một đoạn của chuỗi tự nhiên có độ dài m được phân chia tùy ý thành N lớp thì ít nhất một trong số chúng chứa cấp số cộng có độ dài l.

Chúng ta hãy chỉ ra cách suy ra định lý này từ định lý tô màu. Lấy m số tự nhiên liên tiếp bất kỳ và đánh số các cột của hình vuông m×mm \times m theo chúng; chia những số này thành N lớp là có thể so sánh được

Tờ 38

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

36

tô màu hình vuông bằng NN màu, trong đó tất cả các ô của tất cả các cột có số nằm trong cùng một lớp sẽ nhận cùng một màu (Hình 2). Bây giờ đặt a1,…,a1a_1, \dots, a_1 là một hàng ngang gồm ll ô liên tiếp. Sau đó, theo định lý tô màu, đối với mm đủ lớn, trong hình vuông của chúng ta có một tập hợp các ô liên kết đơn b1,…,blb_1, \dots, b_l, một tập hợp tương tự a1,…,ala_1, \dots, a_l, tức là một hàng ngang các ô cách đều nhau. Rõ ràng là số cột chứa các ô b1,…,blb_1, \dots, b_l tạo thành cấp số cần thiết (sự khác biệt dd của cấp số này bằng “hệ số tương tự” của các bộ a1,…,ala_1, \dots, a_l và b1,…,blb_1, \dots, b_l).

Chuyển sang phần chứng minh định lý tô màu, các điều kiện cần xem xét không phải là các tập ô a1,…,ala_1, \dots, a_l tùy ý mà là các lưới “chuẩn” - chẳng hạn như trong Hình 3. Rõ ràng là điều này sẽ không xây dựng tính tổng quát, bởi vì bất kỳ tập hợp ô nào cũng có thể được hoàn thành thành một “tiêu chuẩn” và nếu câu lệnh

Hình 2.

Hình 3.

Nếu định lý được chứng minh cho tập bổ sung - “tiêu chuẩn” - thì nó cũng sẽ hoàn chỉnh cho tập ban đầu. Tập hợp các ô tương tự như tập hợp “chuẩn”, gọi là hệ số tương tự - hệ số chuỗi; chuỗi hình vuông sẽ được gọi là tập hợp các ô vuông tắc nghẽn bao gồm các ô của bảng vô hạn của chúng ta, các ô phía dưới bên trái tạo thành một chuỗi (rõ ràng, bất kỳ ô tương ứng nào của các ô vuông như vậy cũng tạo thành một chuỗi). Cuối cùng, hai hình vuông có màu đồng nhất được gọi là có màu giống hệt nhau, nghĩa là màu sắc của chúng trùng nhau trong quá trình chuyển song song kết hợp các hình vuông.

Vì vậy, chúng ta phải chứng minh rằng, bất kể các số NN và ll, đối với một m=m(N,l)m = m(N, l) đủ lớn trong hình vuông m×mm \times m, được tô màu tùy ý bằng các màu NN, sẽ luôn có một chuỗi đơn sắc b1,…,blb_1, \dots, b_l có độ dài ll.

Việc chứng minh sẽ bằng quy nạp trên ll.

Rõ ràng, đối với l=1l=1, chúng ta có thể lấy m(N,1)=1m(N, 1)=1 và đối với l=2−m(N,2)=N+1l=2-m(N, 2)=N+1 (nguyên lý Dirichlet!). Bây giờ chúng ta giả sử rằng phát biểu của định lý đúng với chuỗi độ dài ll với mọi góc lớn hơn NN, và chúng ta sẽ chứng minh điều đó cho chuỗi độ dài l+1l+1.

Đầu tiên chúng ta hãy giải thích ý tưởng của bằng chứng. Giả sử có một chuỗi l+1l+1 hình vuông K1,K2,…,Kl+1K_1, K_2, \dots, K_{l+1} và trong mỗi hình vuông KiK_i, một chuỗi l+1l+1 ô bi,1,bi,2,…,bi,l+1b_{i,1}, b_{i,2}, \dots, b_{i,l+1} được chọn và các chuỗi này nằm ở vị trí bằng nhau trong các ô vuông (xem Hình 4, trong đó l=4l=4). Sau đó, từ các ô bi,jb_{i,j} có thể tạo thành một chuỗi l+1l+1 khác có dạng b1,j,b2,j,…,bl+1,jb_{1,j}, b_{2,j}, \dots, b_{l+1,j} (j=1,…,l+1j=1, \dots, l+1) - trong Hình 4, một chuỗi như vậy cho j=l+1j=l+1 được hiển thị bằng màu hồng - và một chuỗi khác b1,1,b2,2,…,bl+1,l+1b_{1,1}, b_{2,2}, \dots, b_{l+1,l+1} với hệ số lớn hơn một chút - những ô này được khoanh tròn trong hình. Nếu biết rằng các hình vuông K1,b,…,Kl,bK_{1,b}, \dots, K_{l,b} cùng loại và các ô b1,1,b1,2,…,b1,lb_{1,1}, b_{1,2}, \dots, b_{1,l} (và cùng với chúng là tất cả các ô bi,jb_{i,j}, trong đó i,j≤li, j \leq l) có cùng màu, thì trong mỗi chuỗi trong số ba chuỗi: b1,1,b1,2,…,b1,l+1b_{1,1}, b_{1,2}, \dots, b_{1,l+1} (chuỗi trong hình vuông K1K_1), b1,1,b_{1,1},

Tờ 39

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

37

Hình 4.

b2,2,…,bl+1,l+1b_{2,2}, \dots, b_{l+1,l+1} (chuỗi có khung) và b1,l+1,b2,l+1,…,bl+1,l+1b_{1,l+1}, b_{2,l+1}, \dots, b_{l+1,l+1} (“sê-ri màu hồng”) tất cả các ô, có lẽ ngoại trừ ô cuối cùng, đều được liên kết đơn và các ô ngoài cùng là hai trong số các ô b1,1,b1,l+1b_{1,1}, b_{1,l+1} và bl+1,l+1b_{l+1,l+1} (chúng được đặt trong hình *)). Do đó, nếu trong số ba ô này, chúng ta tìm thấy hai ô được liên kết đơn, chúng ta sẽ nhận được một chuỗi liên kết đơn có độ dài l+1l+1. Điều này chắc chắn sẽ đúng, theo nguyên lý Dirichlet, trong trường hợp có hai màu. Trong trường hợp có NN màu, cần phải xem xét không phải thiết kế hai giai đoạn mà là thiết kế NN (trong các hình vuông lớn, chọn một loạt các hình vuông nhỏ hơn, trong các hình vuông đó - thậm chí là các hình vuông nhỏ hơn, v.v. NN lần cho đến khi bạn nhận được các ô). Trong trường hợp này, kích thước của hình vuông ban đầu sẽ cho phép ở mỗi “giai đoạn” xác định chuỗi hình vuông l+1l+1 tiếp theo, trong đó có những hình vuông được liên kết đơn - đây là lúc mà giả định quy nạp sẽ hữu ích.

Bây giờ chúng ta hãy đưa ra một chứng minh công thức của định lý tô màu. Chúng ta hãy xác định dãy (qr)(q_r), r=0,1,…,Nr=0, 1, \dots, N, bằng sự tương ứng

q0=1,qr+1=2m(Nqr2,l)⋅qrq_0 = 1, \quad q_{r+1} = 2m(N^{q_r^2}, l) \cdot q_r

và gọi m(N,l+1)=qN(Nqr2)m(N, l+1) = q_N(N^{q_r^2}) là số màu của hình vuông qr×qrq_r \times q_r có NN màu; sự tồn tại của số m(Nqr2,l)m(N^{q_r^2}, l) được đảm bảo bởi giả định quy nạp, l=1,2,…l=1, 2, \dots).

Hình vuông qr×qrq_r \times q_r được gọi là hình vuông bởi ranh giới rr. Chúng ta hãy chứng minh rằng đối với bất kỳ màu nào của hình vuông KK cấp r+1r+1 với NN màu, có thể chọn một loạt các hình vuông K1,K2,…,Kl+1K_1, K_2, \dots, K_{l+1} cấp rr trong đó tất cả các hình vuông, ngoại trừ một ô, Kl+1K_{l+1}, đều có một màu. Hãy tưởng tượng rằng hình vuông KK được chia thành các “ô” lớn, mỗi ô là một hình vuông có hạng rr; “Màu” của ô như vậy sẽ được coi là bất kỳ cách nào trong số N′=Nqr2N' = N^{q_r^2} cách tô màu ô đó bằng NN màu. Hãy chia hình vuông KK thành 4 hình vuông bằng nhau và chọn hình vuông phía dưới bên trái trong số chúng - QQ (Hình 4). Nó bao gồm m′×m′m' \times m' “ô”, trong đó m′=m(N′,l)m' = m(N', l) được tô màu bằng N′N' “màu” và theo định nghĩa của số m′m' thì có một chuỗi ll “ô” có cùng một “màu”, tức là một chuỗi các ô vuông một mảnh K1,…,KlK_1, \dots, K_l cấp bậc rr. Những gì còn lại là phần bù của nó cho một chuỗi l+1l+1 hình vuông cạnh hình vuông Kl+1K_{l+1}, có thể không vừa với QQ, nhưng chắc chắn sẽ vừa với hình vuông KK.

Bây giờ chúng ta hãy chứng minh rằng chúng ta có thể lấy qNq_N làm số m(N,l+1)m(N, l+1). Đặt KK là một hình vuông tùy ý ở cạnh m=qNm=q_N, nghĩa là có hạng NN, được tô màu NN. Chúng ta hãy chọn trong đó các ô vuông K(1),…,K(l+1)K(1), \dots, K(l+1) có thứ hạng N−1N-1, ll đầu tiên trong số đó là liên kết đơn. Gọi d1d_1 là hệ số của chuỗi này. Chúng ta hãy chọn trong hình vuông K(1)K(1) một loạt các hình vuông K(1,1),K(1,2),…,K(1,l+1)K(1, 1), K(1, 2), \dots, K(1, l+1) có thứ hạng N−2N-2, ll đầu tiên trong số đó là liên kết đơn. Đặt d2d_2 là hệ số của chuỗi này và đặt K(i,j)K(i, j) là bình phương thu được từ K(1,j)K(1, j) khi được chuyển, kết hợp K(1)K(1) và K(i)K(i), i=2,3,…,l+1i=2, 3, \dots, l+1, tức là khi được chuyển sang vectơ d1A1Aid_1A_1A_i (nhớ lại rằng A1,A2,…A_1, A_2, \dots là tâm của các ô được tập “chuẩn” a1,a2,…a_1, a_2, \dots). Hãy tiếp tục quá trình này bằng cách chọn trong hình vuông K(1,1)K(1, 1) một chuỗi K(1,1,1),K(1,1,2),…,K(1,1,l+1)K(1, 1, 1), K(1, 1, 2), \dots, K(1, 1, l+1) các ô vuông xếp hạng N−3N-3 với hệ số d3d_3 và “phân tán” nó giữa các ô vuông của chúng ta K(i,j)K(i, j), v.v. Sau NN bước, chúng ta sẽ thu được các ô vuông xếp hạng 0, tức là các ô - K(i1,i2,…,iN)K(i_1, i_2, \dots, i_N) (ik=1,…,l+1i_k=1, \dots, l+1). Mỗi ô vuông này là liên kết cuối cùng trong chuỗi các ô vuông xếp chồng lên nhau có thứ hạng cao hơn: K(i1)⊃K(i1,i2)⊃⋯⊃K(i1,i2,…,iN)K(i_1) \supset K(i_1, i_2) \supset \dots \supset K(i_1, i_2, \dots, i_N). Xét quy tắc dựng dãy hình vuông từ đây

Tờ 40

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

38

Dễ dàng suy ra các tính chất sau:

  1. các hình vuông K(i1,i2,…,is,is+1,…,ir)K(i_1, i_2, \dots, i_s, i_{s+1}, \dots, i_r) và K(i1′,i2′,…,is′,is+1,…,ir)K(i'_1, i'_2, \dots, i'_s, i_{s+1}, \dots, i_r) có chỉ số ss đầu tiên không vượt quá ll (và các hình còn lại giống nhau) có giá trị đơn; cụ thể là, đã cho các ô pp và qq (p,q⩾0,p+q<Np, q \geqslant 0, p+q < N) bi=K(1,…,1,i,…,i,l+1,…,l+1)b_i = K(1, \dots, 1, i, \dots, i, l+1, \dots, l+1) (1)

có cùng màu cho tất cả i=1,…,li=1, \dots, l;

  1. vectơ nối tâm của các hình vuông K(i1,i2,…,ir)K(i_1, i_2, \dots, i_r) và K(j1,j2,…,jr)K(j_1, j_2, \dots, j_r) bằng d1Ai1A⃗j1+d2Ai2A⃗j2+⋯+drAirA⃗jrd_1 A_{i_1} \vec{A}_{j_1} + d_2 A_{i_2} \vec{A}_{j_2} + \dots + d_r A_{i_r} \vec{A}_{j_r}; cụ thể, đối với các ô bib_i và bjb_j (xem (1)) nó bằng (dp+1+dp+2+⋯+dN−q)AiAj(d_{p+1} + d_{p+2} + \dots + d_{N-q}) A_i A_j.

Bây giờ chúng ta không còn xa mục tiêu nữa. Hãy xem xét các ô N+1N+1 sau:

K(l+1,l+1,l+1,…,l+1),K(1,l+1,l+1,…,l+1),K(1,1,l+1,…,l+1),…,K(1,1,1,…,1)K(l+1, l+1, l+1, \dots, l+1), K(1, l+1, l+1, \dots, l+1), K(1, 1, l+1, \dots, l+1), \dots, K(1, 1, 1, \dots, 1). Theo nguyên lý Dirichlet, ít nhất hai trong số đó là rõ ràng. Để xác định điều này, hãy đặt các ô b1=K(1,1,1,l+1,…,l+1)b_1 = K(1, 1, 1, l+1, \dots, l+1) và bl+1=K(1,l+1,l+1,l+1,…,l+1)b_{l+1} = K(1, l+1, l+1, l+1, \dots, l+1) (xem (1) với p=1,q=N−3p=1, q=N-3). Sau đó, từ thuộc tính 1) và 2), theo sau là các ô b1,b2,…,bl+1b_1, b_2, \dots, b_{l+1}, trong đó bi=K(1,i,i,l+1,…,l+1)b_i = K(1, i, i, l+1, \dots, l+1), tạo thành chuỗi một liên kết mong muốn (với hệ số d2+d3d_2 + d_3). Định lý tô màu được chứng minh.

Nếu chủ đề này khiến bạn quan tâm, chúng tôi khuyên bạn nên tham khảo cuốn sách của A. Ya. Khinchin “Ba viên ngọc của lý thuyết số”, cung cấp bằng chứng chi tiết về định lý Van Waerden về cấp số nhân.

Bài tập

  1. Chứng minh rằng định lý tô màu cho phép giải được mọi mệnh đề bài toán M750.

  2. Chứng minh rằng nếu trong định lý Van Waerden thay từ “số học” bằng “hình học” thì nó vẫn đúng. (Nhân tiện, chính Van der Waerden đã chứng minh định lý của mình cụ thể cho cấp số nhân.)

  3. Chứng minh rằng với bất kỳ nn nào và với bất kỳ phân vùng nào của chuỗi tự nhiên thành các lớp NN thì ít nhất một trong số chúng chứa nn cấp số cộng có độ dài nn, cấp số đầu tiên tạo thành một cấp số nhân.

  4. Cho một ví dụ về cách chia một chuỗi tự nhiên thành hai tập con, không tập nào chứa:

a) cấp số cộng vô hạn;

b) không phải cấp số cộng vô hạn cũng không phải cấp số nhân vô hạn.

  1. Cho một ví dụ về tô màu các ô bằng hai màu, trong đó không có vô số đường thẳng đứng và vô số đường ngang, tại giao điểm của chúng sẽ thu được tâm của các ô liên kết đơn.

  2. Chứng minh rằng với bất kỳ cách tô màu ô nào với màu kk đều có vô số đường thẳng đứng {xi}\{x_i\} và vô số đường ngang {yi}\{y_i\} (i=1,2,3,…i=1, 2, 3, \dots) sao cho tại giao điểm của các đường yiy_i và xjx_j, trong đó thu được i⩾ji \geqslant j, tâm của các ô liên kết đơn.

Chuỗi xoắn DNA trái

(Để bắt đầu, xem trang 31)
khả năng tồn tại, như người ta nghĩ trước đây, ở dạng B.

Câu hỏi đặt ra, điều gì sẽ xảy ra nếu trong một phân tử DNA dài (hãy nhớ rằng một phân tử dài thông thường chứa các nucleotide thập phân) có một đoạn có trình tự … CHCH …?

Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng khi xác định các điều kiện, vùng như vậy thực sự ở dạng Z, mặc dù xung quanh nó DNA vẫn ở dạng bình thường. Có bằng chứng cho thấy điều này cũng có thể xảy ra bên trong tế bào.

Việc phát hiện ra chuỗi xoắn trái và khả năng tồn tại của nó trong DNA “đang hoạt động” đã thu hút sự quan tâm lớn. Ở nhiều phòng thí nghiệm trên khắp thế giới, việc nghiên cứu một dạng mới hiện nay rất thú vị, các điều kiện để các phần DNA tương ứng được chuyển vào đó. Các nhà khoa học đang cố gắng tìm ra vai trò của dạng Z và cấu trúc chung của DNA làm thay đổi cấu trúc của nó đối với hoạt động của phân tử này trong tế bào.

Không còn nghi ngờ gì nữa, những năm tới sẽ còn có nhiều khám phá thú vị hơn nữa trong lĩnh vực này.

Tờ 41

tr. 39Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

39

Bài tập

  1. Tám quân domino nằm trên bàn như trong hình. Tầm quan trọng của phần đóng của quân cờ domino là gì nếu những quân cờ này có thể được sắp xếp theo một “hình vuông ma thuật” 4×44 \times 4 (nghĩa là sao cho tổng số cửa sổ trên mỗi quân cờ ở mỗi hàng dọc, trong mỗi hàng ngang và dọc theo mỗi đường chéo là như nhau)? Đạt được vị trí này.

  2. Anh em Alyosha và Borya sinh vào tháng Tám. Họ bắt đầu đi học từ năm bảy tuổi. Số lớp mà anh trai Boris hiện đang theo học bằng số tuổi của Alyosha. Alyosha sẽ học lớp mấy khi Boris tốt nghiệp trung học?

  3. Một số điểm được đặt trên một đường thẳng. Sau đó, một điểm khác được đặt giữa hai điểm liền kề. Và cứ như vậy nhiều lần. Chứng minh rằng sau mỗi phép tính như vậy tổng số điểm sẽ là số lẻ.

  4. Con đường từ nhà đến trường mất Petya 20 phút. Tuy nhiên, trên đường đến trường các em sực nhớ ra mình để quên bút ở nhà. Pet biết rằng nếu tiếp tục đi học với tốc độ như vậy thì cậu sẽ đến trường trước khi chuông reo 8 phút, và nếu cậu về nhà lấy bút thì nếu đi với tốc độ như vậy cậu sẽ đến lớp muộn 10 phút. Anh ấy đã đi bộ được bao xa?

  5. Được biết, hướng quay của Trái đất quanh trục của nó trùng với hướng chuyển động của quỹ đạo Trái đất quanh Mặt trời. Độ dài ngày của Trái đất sẽ thay đổi bao nhiêu nếu Trái đất quay quanh trục của nó với cùng vận tốc góc theo hướng ngược lại?

Những nhiệm vụ này đã được cung cấp cho chúng tôi
V. D. Vyon, S. V. Dvoryaninov, V. V. Egorov,
A. P. Savin, E. D. Sergenko

Tờ 42

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

40

Ngôi nhà mà…
A. V. TOKAREV

Kiến trúc sư xuất sắc người Ý của thế kỷ 16, Andrea Palladu, tin rằng trong mọi tòa nhà phải tuân thủ ba điều, nếu không có điều đó thì không có giá trị nào xứng đáng được chấp thuận. Đây là sự leo thang (và sự tiện lợi), vẻ đẹp và độ bền. Chúng ta hãy gác lại những thông điệp về sự tiện lợi và vẻ đẹp mà nói về độ bền, hay nói cách khác là về độ tin cậy của tòa nhà.

Chắc hẳn mỗi bạn đều biết rằng việc xây dựng bất kỳ công trình kiến ​​trúc nào đều bắt đầu từ việc đặt nền móng. Một nền tảng tốt, vững chắc là chìa khóa để thành công hơn nữa. Nhưng điều này có nghĩa là gì - một nền tảng vững chắc?

Nhiều câu hỏi cần được giải đáp bởi các chuyên gia. Một trong số đó là cuộc chiến chống giải quyết nền móng. Những khó khăn đặc biệt liên quan đến vấn đề này nảy sinh khi các công trình phát sinh trên vùng đất đóng băng vĩnh cửu. Những ngôi nhà được xây dựng ở đó thường xuất hiện các vết nứt do độ lún không đồng đều của nền móng do sự sụt lún của lớp đất bên dưới.

Có thể tránh được hiện tượng tan băng của đất dưới những ngôi nhà được xây dựng trên vùng đất đóng băng vĩnh cửu hay ít nhất là giảm bớt tình trạng tan băng?

Hãy thử giải bài toán này, chỉ dựa trên kiến ​​thức về các quy luật và mô hình vật lý đơn giản nhất.

Trước hết chúng ta hãy phân tích điều kiện bài toán. Tại sao đất dưới nhà có thể bắt đầu tan băng? Rõ ràng là do nền móng truyền một phần nhiệt cho nó. Vì vậy, tất cả là về nền tảng. Khi đó, việc đầu tiên cần làm là giảm diện tích tiếp xúc giữa móng và mặt đất. Chính vì mục đích này mà các nhiệm vụ bắt đầu được xây dựng trên các kết nối, từ bỏ nền tảng vững chắc thông thường. Nhưng điều này hóa ra là không đủ.

Bạn có thể làm cách nào khác để giảm prioctella xuống đất? Trong trường hợp này, prioctella chỉ được truyền bằng tính dẫn nhiệt; Do đó, vật liệu liên kết để dẫn nhiệt kém nhất có thể. Các mối quan hệ nên được làm từ gì?

Để định lượng độ dẫn nhiệt của các chất khác nhau, một đại lượng vật lý đặc biệt được sử dụng - hệ số dẫn nhiệt. Nó khác nhau đối với mỗi chất. Kim loại có độ dẫn nhiệt cao nhất, chất lỏng có độ dẫn nhiệt không phải VELICA và chất khí thậm chí còn kém hơn. Đối với lý luận của chúng tôi, điều quan trọng là làm thế nào chính xác

Tờ 43

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

41

Hệ số dẫn nhiệt được xác định và nó được đo bằng đơn vị nào. Chúng tôi chỉ quan tâm đến việc so sánh khả năng dẫn nhiệt của các vật liệu khác nhau. Vì vậy, chúng ta sẽ sử dụng sách tham khảo *) và lập một bảng nhỏ về hệ số dẫn nhiệt tương đối, chọn hệ số dẫn nhiệt của nước làm đơn vị:

| Chất | Độ dẫn nhiệt tương đối | Chất | Độ dẫn nhiệt tương đối |
| :— | :— | :— | :— |
| Xăng dầu | 0,2 | Sắt | 122 |
| bông gòn | 0,07 | Dầu hỏa | 0,2 |
| Nước | 1 | Gạch | 1,1 |
| Không khí | 0,04 | Đá | 3,7 |
| Cảm thấy | 0,1 | Nút chai | 0,07 |
| Cây | 0,2—0,6 | Rượu bia | 0,3 |

Chúng ta hãy nhìn kỹ vào bảng này. Trong số các vật liệu rắn, bông gòn và nút chai có tính dẫn nhiệt tốt nhất, tiếp theo là gỗ và gạch. Tuy nhiên, trước hết, kết nối phải mạnh mẽ nên tất cả các vật liệu được liệt kê đều không phù hợp. Điều gì sẽ xảy ra nếu kết nối được làm bằng kim loại, chẳng hạn như sắt và bông gòn, nỉ hoặc một số chất xốp khác chứa nhiều không khí được đặt bên trong nó? Đây là lối thoát!

Vì vậy, mối liên kết phải được làm bằng vật liệu cứng bền và chứa đầy một số loại chất xốp.

Phân tích kết quả thu được, chúng tôi đưa ra lựa chọn: do độ dẫn nhiệt thấp, việc kết nối cấu trúc được chỉ định sẽ thực sự làm giảm dòng nhiệt từ không khí xung quanh đến nhóm (nghĩa là từ trên xuống dưới) trong mùa ấm. Và trong cái lạnh? Sẽ rất tốt nếu đảm bảo rằng vào mùa đông, trong những đợt sương giá nghiêm trọng, dây buộc giúp làm mát nhóm (nghĩa là nó truyền nhiệt lên trên). Điều này sẽ làm tăng sức mạnh của nhóm và giảm mức độ tan băng vào mùa hè.

Chúng ta hãy trình bày rõ ràng hơn những quá trình vật lý nào xảy ra trong đất tươi và trong đất vào mùa hè và mùa đông. Vào mùa ấm, phần trên tươi mát, tiếp xúc với không khí và nóng lên. Dần dần, phần tươi trong lòng đất cũng sẽ nóng lên. Càng ít làm nóng phần dưới của tươi, và do đó, các nhóm liền kề thì càng tốt. Vào mùa đông, phần trên được làm mát mới bằng cách tiếp xúc với không khí lạnh. Phần dưới được làm mát dần dần và các nhóm xung quanh tươi mới. Nhiệt độ mà nhóm được làm mát càng thấp thì càng tốt.

Do đó, kết nối do với các thuộc tính sau:

a) nếu nhiệt độ của phần trên cao hơn nhiệt độ của phần dưới thì cọc sẽ dẫn nhiệt kém;

b) nếu đầu trên mát hơn đầu dưới thì đống sẽ dẫn nhiệt tốt.

Hay nói cách khác:

truyền nhiệt từ trên xuống dưới sẽ kém và từ dưới lên trên - tốt.

Như đã biết, ở chất rắn, sự dẫn nhiệt chỉ xảy ra do tính dẫn nhiệt không phụ thuộc vào hướng. Điều này có nghĩa là một liên kết có các tính chất nêu trên không thể được tạo ra từ chất rắn. Mô hình trước đây của chúng tôi - một kết nối kim loại chứa đầy vật liệu xốp - không phù hợp (“bên trong” xốp sẽ dẫn nhiệt hiệu quả hơn không chỉ vào mùa hè mà còn vào mùa đông, khi các nhóm mong muốn được làm mát tốt).

Nhưng nếu lớp vỏ bền còn mới, chịu được tải nặng, chứa đầy chất lỏng hoặc khí thì sao? Trong trường hợp này, quá trình truyền nhiệt sẽ được thực hiện không chỉ bằng tính dẫn nhiệt mà còn bằng sự đối lưu. Điều này sẽ dẫn đến điều gì?

Vào mùa đông, các lớp chất lỏng hoặc khí phía trên sẽ nguội đi và đặc hơn sẽ chìm xuống. Nơi này sẽ bị chiếm giữ bởi những con voi thấp hơn dày đặc hơn, chúng sẽ nguội đi và chìm xuống, v.v. Kết quả là, những con voi trong lành và các nhóm xung quanh nó sẽ chịu nhiệt độ của không khí xung quanh, tức là chúng sẽ được làm mát do sương giá tự nhiên. Vào mùa hè, các lớp chất lỏng hoặc khí phía trên sẽ bị

Tờ 44

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

42

Tất nhiên, làm nóng bằng không khí xung quanh, nhưng do ít đậm đặc hơn nên chúng sẽ không chìm xuống. Sự truyền nhiệt sẽ chỉ được thực hiện bằng tính dẫn nhiệt và điều này rất nhỏ đối với chất lỏng và chất khí.

Điều này có nghĩa là việc buộc một cấu trúc như vậy vào mùa hè sẽ dẫn nhiệt kém và đất xung quanh nó sẽ ấm lên một chút.

Vì vậy, chúng tôi đi đến kết luận: kết nối làm bằng vật liệu bền phải chứa đầy chất lỏng hoặc khí.

Câu hỏi cuối cùng vẫn còn - chính xác thì tôi nên điền kết nối bằng gì? Vào mùa đông, điều này đều giống nhau, vì trong thời gian lạnh kéo dài, nhiệt độ mặt đất sẽ có thời gian tăng lên bằng nhiệt độ môi trường. Vào mùa hè, điều quan trọng là đất phải ấm lên càng ít càng tốt. Điều này có nghĩa là cần phải chọn một vật thể mà khi nhận vật thể đó sẽ ít nóng lên nhất. Từ công thức

Q=cm(t2−t1)Q = cm(t_2 - t_1)

chúng tôi thấy rằng sự thay đổi nhiệt độ (t2−t1)(t_2 - t_1) không chỉ phụ thuộc vào lượng nhiệt QQ nhận được mà còn phụ thuộc vào nhiệt dung từ xa cc của cơ thể và khối lượng của nó mm.

Khối lượng của chất lỏng luôn lớn hơn khối lượng của chất khí có cùng thể tích. Từ những báo cáo này, ưu tiên thuộc về bộ phận thanh khoản. Bây giờ hãy so sánh các nhiệt độ cụ thể, sử dụng sách tham khảo đã được đề cập:

| Chất | Nhiệt dung riêng, kJ/(kg K) |
| :— | :— |
| Xăng dầu | 1,4 |
| Nước | 4,2 |
| Không khí | 1 |
| Glyxerin | 2,4 |
| Dầu hỏa | 2,1 |
| Dầu máy | 1,9 |

Hóa ra nhiệt dung riêng của chất lỏng lớn hơn của chất khí.

Do đó, kết nối phải được đổ đầy chất lỏng. Nhưng cái nào? Nước, mặc dù rẻ nhất và dễ tiếp cận nhất, nhưng lại không phù hợp vì nó đóng băng vào mùa đông. Glycerin và dầu máy đặc lại ở nhiệt độ thấp khiến quá trình đối lưu khó khăn. Những gì còn lại là xăng và dầu hỏa. Cả hai chất lỏng đều đóng băng ở nhiệt độ dưới -50°C, vì vậy mỗi chất lỏng đều có thể “chịu được” những đợt sương giá mùa đông khắc nghiệt. Tuy nhiên, chúng tôi vẫn chọn dầu hỏa vì nó có nhiệt dung riêng cao hơn và rẻ hơn xăng.

Cuối cùng chúng ta cũng có thể tạo thành trận chung kết đáp số bài toán.

Vì vậy, để giảm số lượng nhà xây trên vùng băng vĩnh cửu, các công trình phải được xây dựng trên nhà sàn; Các dây buộc được làm bằng vật liệu rắn bền, bên trong phải đổ đầy dầu hỏa.

Lưu ý rằng phương pháp gia cố nền móng bị đóng băng (giảm lượng đất cung cấp dưới nền móng) không phải là tưởng tượng mà là thực tế. Nó đã được phát triển chi tiết về mặt lý thuyết và được thử nghiệm trong các điều kiện vận hành tùy ý “vi phạm” quy luật tự nhiên. Hãy nghe điều này được mô tả trong cuốn sách “Những phép lạ không có phép lạ” của A.P. Nechaev:

“… Ấm samovar đã được phục vụ. Hơi nước bốc ra từ dưới nắp. Họ bắt đầu pha trà, và hóa ra nước đã lạnh!”

Chúng tôi chỉ nói thêm rằng sự việc được mô tả xảy ra vào cuối thế kỷ 19, khi các samovar, không giống như các loại điện hiện đại, được đốt bằng than.

Tờ 45

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

43

Bài toán

M806—M810; F818—F822

M806. a) Chứng minh rằng nếu
a1+a22+a33+…+ann=0,a_1 + \frac{a_2}{2} + \frac{a_3}{3} + \ldots + \frac{a_n}{n} = 0,
thì đa thức anxn−1+an−1xn−2+…+a2x+a1a_n x^{n-1} + a_{n-1} x^{n-2} + \ldots + a_2 x + a_1 có nghiệm nằm trong khoảng từ 0 đến 1.

  1. Chứng minh rằng nếu với một số p>0p > 0
    a1p+1+a2p+2+a3p+3+…+anp+n=0,\frac{a_1}{p+1} + \frac{a_2}{p+2} + \frac{a_3}{p+3} + \ldots + \frac{a_n}{p+n} = 0,
    thì đa thức này cũng có nghiệm nằm trong khoảng từ 0 đến 1.

A. Gokhbere, M. Ovetsky, học sinh lớp 10, Donetsk

M807. a) Từ một điểm tùy ý MM bên trong một tam giác đều, các đường vuông góc MK1,MK2,MK3MK_1, MK_2, MK_3 được thả xuống các cạnh của tam giác đó. Chứng minh rằng tổng các vectơ MK⃗1+MK⃗2+MK⃗3\vec{MK}_1 + \vec{MK}_2 + \vec{MK}_3 bằng 32⋅MO⃗\frac{3}{2} \cdot \vec{MO}, trong đó OO là tâm của tam giác.

  1. Từ một điểm tùy ý MM các đường vuông góc MK1,…,MKnMK_1, \ldots, MK_n được thả xuống tất cả các cạnh của nn-giác thông thường (hoặc phần mở rộng của chúng). Chứng minh rằng
    MK⃗1+…+MK⃗n=n2MO⃗,\vec{MK}_1 + \ldots + \vec{MK}_n = \frac{n}{2} \vec{MO},
    trong đó OO là tâm của nn-giác.

c) Từ một điểm tùy ý MM bên trong một tam giác đều, các đường vuông góc MK1,MK2,MK3,MK4MK_1, MK_2, MK_3, MK_4 trên mặt của nó bị bỏ rơi. Chứng minh rằng
MK⃗1+MK⃗2+MK⃗3+MK⃗4=43MO⃗,\vec{MK}_1 + \vec{MK}_2 + \vec{MK}_3 + \vec{MK}_4 = \frac{4}{3} \vec{MO},
trong đó OO là tâm của tam giác.

V. V. Prasolov

Tờ 46

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

44

M808. Trên một tờ giấy ca rô vô hạn, hai người chơi chơi trò chơi sau: người đầu tiên sơn một số ô màu đỏ, người thứ hai sơn kk (không tô màu) ô màu xanh lam, sau đó lại sơn ô thứ nhất (không tô màu) - màu đỏ, người thứ hai - kk ô màu xanh lam, v.v. Người đầu tiên cố gắng đảm bảo rằng có bốn ô màu đỏ nằm ở các đỉnh của hình vuông (với các cạnh song song với các đường lưới). Liệu người thứ hai có thể đặt a) tại k=1k=1; 6) * tại k=2k=2; c) ** cho bất kỳ k>1k>1 nào?

D. G. Azov

M809. Tìm số tiền
12!+23!+⋯+n−1n!\frac{1}{2!} + \frac{2}{3!} + \dots + \frac{n-1}{n!}
(sản phẩm 1⋅2⋅⋯⋅k1 \cdot 2 \cdot \dots \cdot k được ký hiệu là k!k!).

V. V. Proizvolov

M810*. Chứng minh rằng mọi đa giác lồi MM đều có thể chứa một tam giác vuông có diện tích ít nhất bằng 1/4 diện tích đa giác MM.

F. W. Vaintain

F818. Hai thanh cứng có chiều dài ll, mỗi thanh được gắn bản lề tại điểm AA (Hình 1). Thanh BABA được cố định chắc chắn tại điểm BB và điểm CC của thanh ACAC có thể trượt theo hướng BCBC. Thanh BABA bắt đầu quay trong mặt phẳng vẽ quanh điểm BB với vận tốc góc không đổi ω\omega. Tốc độ và gia tốc tối đa của điểm CC sẽ là bao nhiêu nếu tại thời điểm ban đầu các thanh được kéo dài dọc theo thanh dẫn hướng BCBC (BA^C=πB\hat{A}C = \pi)?

L. G. Markovich

F819. Khi các vật thể nhỏ có khối lượng tỷ lệ 3:4:5 (khối lượng của vật nhẹ nhất là mm), được giữ ở ba điểm khác nhau trên bề mặt bên trong của phần bán cầu nhẵn có bán kính RR, phần này được gắn vào bề mặt nằm ngang ở điểm thấp nhất. Đến một lúc nào đó họ buông tay và tưởng tượng về chính mình. Lượng nhiệt tối đa có thể tỏa ra trong hệ thống này là bao nhiêu? Điều này sẽ xảy ra ở vị trí ban đầu nào của vật? Mọi va chạm giữa các vật đều hoàn toàn không đàn hồi.

S. K. Strokov

F820. Quá trình A—B—C—AA—B—C—A tạo ra hơn một mol khí đơn nguyên tử lý tưởng (Hình 2). Xác định hiệu suất của chu trình.

A. G. Izertsin, Yu. P. Malyshev, V. R. Saulit

Tờ 47

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

45

F821. Trong mạch như hình 3, máy biến áp là lý tưởng. Các thông số của mạch được thể hiện trong hình. Tìm biên độ dòng điện và độ lệch pha trong mạch sơ cấp.

R. Z. Alexandrov

F822. Chủ nhân của bạn, người tiếp theo hướng dẫn bạn, đeo kính. Bạn có thể xác định được loại khiếm khuyết thị lực nào - cận thị hoặc viễn thị - mà anh ấy mắc phải không? (Đương nhiên, bạn sẽ không hỏi người chủ ví dụ về chiếc kính của anh ấy và sẽ không bắt đầu cuộc trò chuyện về chúng.)

M. V. Semenov

Problems

M806—M810; P818—P822

M806. a) Prove that if

a1+a22+a33+…+ann=0,a_1 + \frac{a_2}{2} + \frac{a_3}{3} + \ldots + \frac{a_n}{n} = 0,

then the polynomial anxn−1+an−1xn−2+…+a2x+a1a_nx^{n-1} + a_{n-1}x^{n-2} + \ldots + a_2x + a_1 has a root between 0 and 1;

b) Prove that if, for some b>0b > 0,

a1b+1+a2b+2+a3b+3+…+anb+n=0,\frac{a_1}{b+1} + \frac{a_2}{b+2} + \frac{a_3}{b+3} + \ldots + \frac{a_n}{b+n} = 0,

then this polynomial also has a root between 0 and 1.

A. Gohberg, M. Ovetski, 10th grade students, Donetsk.

M807. a) Perpendiculars MK1,MK2,MK3MK_1, MK_2, MK_3 to the sides of an equilateral triangle are drawn from an arbitrary point MM inside it. Prove that the vector sum MK1→+MK2→+MK3→\overrightarrow{MK_1} + \overrightarrow{MK_2} + \overrightarrow{MK_3} equals (3/2)(3/2). MO→\overrightarrow{MO}, where OO is the triangle’s centre.

b) Perpendiculars MK1,…,MKnMK_1, \ldots, MK_n to all the nn sides of a regular polygon are drawn from an arbitrary point inside it. Prove that

MK1→+MK2→+MK3→+MK4→=43MO→,\overrightarrow{MK_1} + \overrightarrow{MK_2} + \overrightarrow{MK_3} + \overrightarrow{MK_4} = \frac{4}{3} \overrightarrow{MO},

where OO is the centre of the polygon.

c) Perpendiculars MK1,…,MK4MK_1, \ldots, MK_4 to the faces of a regular tetrahedron are drawn from an arbitrary point inside it. Prove that

MK1→+MK2→+MK3→+MK4→=43MO→,\overrightarrow{MK_1} + \overrightarrow{MK_2} + \overrightarrow{MK_3} + \overrightarrow{MK_4} = \frac{4}{3} \overrightarrow{MO},

where OO is the centre of the tetrahedron.

M808. Two persons play the following game on an infinite plane square lattice: the first player colours one node in red, the second colours kk (uncoloured) nodes in blue, then the first colours one more node in red, the second kk more in blue, and so on. The first player’s goal is to colour four nodes forming the vertices of a square with sides parallel to the lines of the lattice. Can the second player prevent him from doing this a) when k=1k=1; b) when k=2k=2; c) for some k>1k>1?

D. G. Azov

Tờ 48

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

46

M809. Find the sum
12!+23!+…+n−1n!\frac{1}{2!} + \frac{2}{3!} + \ldots + \frac{n-1}{n!}
(here k!k! denotes the product 1⋅2⋅…⋅k1 \cdot 2 \cdot \ldots \cdot k).

M810*. Prove that any convex polygon contains a rectangle whose area is no less than 1/4 the area of the polygon.
F. B. Vainstein

P818. Two rigid rods each of length ll are linked by a hinge at point AA (see figure Pisc. 1). The rod BABA is fixed at point BB, while point CC slides along the directing line BCBC. The rod BABA begins to rotate with constant angular velocity ω\omega around BB in the plane of the figure. What maximal velocity and acceleration will CC reach if the rods are in line with BCBC (βAC=π\beta AC = \pi) at the initial moment?
L. G. Marcovich

P819. Three small solids, whose mass ratio is 3:4:5 (the mass of the lightest is mm) are held at three distinct points on the inside of a smooth half-sphere, fixed in its lowest point to a horizontal surface. At some moment the solids are freed. What maximal amount of heat can be irradiated by this system? For what initial position of the solids will this occur? All collisions are absolutely non-elastic.
S. K. Strokov

P820. The process A—B—C—AA—B—C—A takes place for one mole of ideal monoatomic gas PP (see figure Pisc. 2). Find the efficiency of the cycle.
A. G. Isergin, Ju. P. Malishev, V. R. Saulit

P821. In the circuit shown on figure Pisc. 3, the transformer is ideal. The parameters of the components are shown on the figure. Find the amplitude of the current and the phase shift in the primary circuit.
R. Z. Alexandrov

P822. You are talking to a person sitting opposite who wears glasses. Can you determine if he is nearsighted or farsighted? (Naturally, you neither want to ask the person to let you try on his glasses nor talk about his defective eye-sight.)
M. V. Semenov

Lời giải bài toán

M791, M792, M794, M795; F803—F807

M791. Petya được tặng một chiếc máy tính vi mô để anh có thể thực hiện các phép tính sau: với bất kỳ số nào xx và yy, hãy tính x+yx+y, x−yx-y, x+1x+1 và 1/x1/x (cho x≠0x \neq 0). Pet tuyên bố rằng với sự trợ giúp của chiếc máy tính siêu nhỏ, anh ấy có thể:
a) bình phương bất kỳ số nào bằng cách sử dụng không quá sáu phép tính;

a) Hãy trình bày sơ đồ bình phương bất kỳ số xx (x≠0x \neq 0) trong 6 phép tính. Chúng ta sẽ biểu thị các kết quả trung gian bằng x1x_1, x2x_2, …, x6x_6 (x6=x2x_6 = x^2); Tất nhiên, chúng có thể được ghi nhớ và sử dụng nhiều lần trong các phép tính tiếp theo. Vì vậy, chúng ta cần tính tuần tự: x1=1/xx_1 = 1/x, x2=x+1x_2 = x+1, x3=1/x2=1/(x+1)x_3 = 1/x_2 = 1/(x+1), x4=x1−x3=1/x−1/(x+1)=1/(x2+x)x_4 = x_1 - x_3 = 1/x - 1/(x+1) = 1/(x^2 + x), x5=1/x4=x2+xx_5 = 1/x_4 = x^2 + x, x6=x5−x=x2x_6 = x_5 - x = x^2.

  1. Chúng ta hãy thay đổi các số xx và yy. Chúng ta thực hiện các phép tính theo thứ tự sau: đầu tiên chúng ta tìm x+yx+y và x−yx-y (2 phép tính), sau đó chúng ta bình phương các số này, như ở điểm a) (12 phép tính), sau đó chúng ta tính toán

Tờ 49

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

47

    • biến bất kỳ hai số nào, thực hiện không quá hai mươi phép tính.
      Anh ấy làm điều đó bằng cách nào?

M792. Giải phương trình trong số tự nhiên
a) 3x+1=2y3^x + 1 = 2^y;
b) 3x−1=2y3^x - 1 = 2^y.
b) * Tìm tất cả các số nguyên dương n mà cả hai số 1n\frac{1}{n} và 1n+1\frac{1}{n+1} đều được biểu thị dưới dạng số thập phân hữu hạn.
e) * Chứng minh rằng với mọi số nguyên tố p>3 và m>1 tự nhiên, không có số nào pm+1p^m+1 và pm−1p^m-1 có thể là lũy thừa của hai.

S. B. Gashkov

a), 6) Chúng ta rút gọn đáp số về hai điểm đầu tiên bài toán:
a) x=1,y=2x=1, y=2; 6) x=1,y=1x=1, y=1 hoặc x=2,y=3x=2, y=3.
Dễ dàng kiểm tra xem những số này có thỏa mãn các phương trình tương ứng hay không và ở phần d) chúng ta sẽ chỉ ra rằng không có lời giải nào khác.

b) Đáp số: n=4n=4. Nếu 1/n1/n là phân số thập phân cuối cùng thì 1/n=m/10s1/n=m/10^s, trong đó m và s là số tự nhiên, do đó 10s10^s chia hết cho số nguyên n, tức là n=2a⋅5bn=2^a \cdot 5^b và tương tự n+1=2c⋅5dn+1=2^c \cdot 5^d, trong đó a, b, c, d là số nguyên không âm. Từ đây, chúng ta thu được đẳng thức 2a⋅5b+1=2c⋅5d2^a \cdot 5^b+1=2^c \cdot 5^d, hiển nhiên, đẳng thức này chỉ có thể đúng với a=0, d=0 hoặc b=0, c=0; trong trường hợp đầu tiên 5b+1=2c5^b+1=2^c, trong trường hợp thứ hai 5d−1=2a5^d-1=2^a. Trong phần d) chúng ta sẽ chỉ ra rằng phương trình 5x±1=2y5^x \pm 1=2^y cho x>1 không có lời giải. Cần lưu ý rằng 5+1≠2y5+1 \neq 2^y và 5−1=225-1=2^2, do đó a=2, b=0 và n=4.

d) Ta phải chứng minh các số pm+1p^m+1 và pm−1p^m-1 đều có ít nhất một ước lẻ (lớn hơn một).

Cho m chẵn, m=2n. Vì p là số nguyên tố và p>3, pn=2s+1p^n=2s+1, trong đó s>1. Do đó, pm=(pn)2=4s2+4s+1p^m=(p^n)^2=4s^2+4s+1 và pm+1=2(2s2+2s+1)p^m+1=2(2s^2+2s+1) và pm−1=4s(s+1)p^m-1=4s(s+1). Nhưng số 2s2+2s+12s^2+2s+1 và một trong các số s và s+1 là số lẻ, đó là điều chúng ta cần.

Hãy để tôi trở nên kỳ quặc. Sau đó pm−1=(p−1)(pm−1+pm−2+...+1)p^m-1=(p-1)(p^{m-1}+p^{m-2}+...+1) và pm+1=(p+1)(pm−1−pm−2+...+1)p^m+1=(p+1)(p^{m-1}-p^{m-2}+...+1). Thừa số thứ hai trong hai cách khai triển này là tổng của một số lẻ các số hạng lẻ, và do đó là số lẻ.

Dễ dàng nhận thấy những phép tính này cũng đúng với tất cả các số có dạng 3m±13^m \pm 1 (m>1m>1), ngoại trừ 32−1=233^2-1=2^3. Suy ra phương trình của điểm a) và b) không có lời giải, khác với phương trình chúng ta đã viết ở trên.

Cũng lưu ý rằng trên thực tế chúng ta đã chứng minh được mệnh đề d) cho mọi số lẻ (không nhất thiết là số nguyên tố) p>3p>3.
S. N. Bichkov, V. V. Prasolov, L. D. Kurlyandchik

M794. Hai đường tròn cắt nhau tại A và B.
Qua điểm K của đường tròn thứ nhất vẽ các đường thẳng KA và KB cắt đường tròn thứ hai tại các điểm P và Q.
Chứng minh rằng dây PQ của đường tròn thứ hai vuông góc với đường kính KM của đường tròn thứ nhất.

M795. Chúng ta hãy biểu thị bằng σ(n) tổng của tất cả các ước của số tự nhiên n. Chứng minh

Rõ ràng chỉ cần chứng minh đường thẳng PQ song song với tiếp tuyến KL với đường tròn thứ nhất là đủ. Ta có (xem hình):

LKA^=12KA^=KBA^=12AQ^=QPA^,\widehat{LKA} = \frac{1}{2} \widehat{KA} = \widehat{KBA} = \frac{1}{2} \widehat{AQ} = \widehat{QPA},

và từ sự bằng nhau của các góc LKP và KPQ suy ra KL || P.Q. (Chúng ta đã lợi dụng thực tế là giá trị của góc nội tiếp, cũng như góc giữa tiếp tuyến và dây cung với đỉnh trên đường tròn, bằng một nửa giá trị của cung chứa bên trong góc.)

Trong hình của chúng ta (và trong chứng minh), điểm Q nằm trên đoạn KB. Nếu nó nằm trên phần tiếp theo của đoạn ngoài điểm B thì ranh giới cần được thay đổi một chút. Chúng tôi để lại điều đó cho người đọc.

Chúng ta cũng lưu ý rằng định lý đã được chứng minh tương đương với trường hợp giới hạn của mệnh đề sau: nếu các đường thẳng a và b tương ứng đi qua khớp của đường tròn thứ nhất tại các điểm A1 và B1, và đường thẳng thứ hai tại các điểm A2 và B2 thì A1B1 || A2B2.
A. P. Ivchenko

Lời giải dựa trên nhận xét hoàn hảo sau: nếu d là ước của n thì d=n/d’, trong đó d’ cũng là ước không tác nhân của n, do đó tổng của tất cả

Tờ 50

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

48

rằng có vô số nn sao cho a)σ(n)>2n;a) \sigma(n) > 2n; 6)σ(n)>3n.6) \sigma(n) > 3n. Chứng minh rằng với mọi nn θ)∗\theta)^{*} σ(n)<n(log⁡2n+2);\sigma(n) < n(\log_{2}n + 2); 2)σ(n)<n(ln⁡n+1).2) \sigma(n) < n(\ln n + 1).

số chia có thể được viết là

σ(n)=nd1+nd2+⋯+nds=n(1d1+1d2+⋯+1ds).\sigma(n) = \frac{n}{d_{1}} + \frac{n}{d_{2}} + \dots + \frac{n}{d_{s}} = n \left( \frac{1}{d_{1}} + \frac{1}{d_{2}} + \dots + \frac{1}{d_{s}} \right).

trong đó d1,…,dsd_{1}, \dots, d_{s} đều là các ước của số n.n. Do đó, giá trị σ(n)/n\sigma(n)/n bằng tổng của một số số trong dãy hữu hạn 1,1/2,…,1/n1, 1/2, \dots, 1/n và sẽ càng lớn thì càng có nhiều số có giá trị nhỏ nằm trong tổng này.

a) Hãy chứng minh rằng σ(n)>2n\sigma(n) > 2n với mọi n=6kn = 6k, trong đó k>1k > 1 (tất nhiên có vô số số như vậy). Vì nn chia hết cho 1, 2, 3, 6 và kk nên từ (1) ta thu được

σ(n)≥n(1+12+13+16+1k)>2n.\sigma(n) \geq n \left( 1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \frac{1}{6} + \frac{1}{k} \right) > 2n.

  1. Đặt nn là số bất kỳ là bội số của tích 1⋅2⋅3⋅⋯⋅16=16!1 \cdot 2 \cdot 3 \cdot \dots \cdot 16 = 16!. thì nn chia hết cho tất cả các số tự nhiên từ 1 đến 16 (ta đã có đủ các ước số này rồi) và nhờ (1)

σ(n)≥n(1+12+(13+14)+(15+⋯+18)+(19+⋯+116))>n(1+12+14⋅2+18⋅4+116⋅8)=3n.\sigma(n) \geq n \left( 1 + \frac{1}{2} + \left( \frac{1}{3} + \frac{1}{4} \right) + \left( \frac{1}{5} + \dots + \frac{1}{8} \right) + \left( \frac{1}{9} + \dots + \frac{1}{16} \right) \right) > n \left( 1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{4} \cdot 2 + \frac{1}{8} \cdot 4 + \frac{1}{16} \cdot 8 \right) = 3n.

Tương tự, chúng ta có thể chứng minh rằng với mọi aa bất đẳng thức σ(n)>an\sigma(n) > an đúng cho một tập hợp vô hạn các số n.n. Cũng lưu ý rằng, như một ước tính chính xác hơn cho thấy, trong chứng minh của chúng ta cho a=3a = 3 số chia là 16! có thể được thay thế bằng 7!

b) Từ công thức (1) suy ra rằng

σ(n)≤n(1+12+⋯+1n).\sigma(n) \leq n \left( 1 + \frac{1}{2} + \dots + \frac{1}{n} \right).

Hãy để chúng tôi ước tính số tiền ở phía bên phải. Đặt 2k≤n<2k+12^{k} \leq n < 2^{k+1}, sau đó k≤log⁡2nk \leq \log_{2}n và 1+⋯+1n<1+(12+13)+(14+⋯+17)+⋯+(12k+⋯+12k+1−1)+12k+1<1+12⋅2+14⋅4+⋯+12k⋅2k+1=k+21 + \dots + \frac{1}{n} < 1 + \left( \frac{1}{2} + \frac{1}{3} \right) + \left( \frac{1}{4} + \dots + \frac{1}{7} \right) + \dots + \left( \frac{1}{2^{k}} + \dots + \frac{1}{2^{k+1}-1} \right) + \frac{1}{2^{k+1}} < 1 + \frac{1}{2} \cdot 2 + \frac{1}{4} \cdot 4 + \dots + \frac{1}{2^{k}} \cdot 2^{k} + 1 = k+2, tức là σ(n)<n⋅(k+2)≤n(log⁡2n+2).\sigma(n) < n \cdot (k+2) \leq n(\log_{2}n+2).

d) Hãy ước tính tổng 12+⋯+1n\frac{1}{2} + \dots + \frac{1}{n} trong bất đẳng thức (2) khác với ở điểm c) - sử dụng tích phân. Mỗi thuật ngữ 1/k1/k trong đó có thể được biểu diễn dưới dạng diện tích của một hình chữ nhật, đáy của nó là đoạn [k−1;k][k-1; k] của trục OxOx (xem hình) và hình chữ nhật này nằm dưới hyperbola y=1/xy = 1/x. Do đó, tổng diện tích của tất cả các hình chữ nhật cho k=2,…,nk = 2, \dots, n nhỏ hơn hình thang cong được giới hạn bởi hyperbola y=1/xy = 1/x, trục OxOx và các đường thẳng x=1x = 1 và x=nx = n. Như vậy,

12+⋯+1n<∫1ndxx=ln⁡n,\frac{1}{2} + \dots + \frac{1}{n} < \int_{1}^{n} \frac{dx}{x} = \ln n,

và do đó σ(n)<n(ln⁡n+1).\sigma(n) < n(\ln n+1).

V. F. Lev

Chúng ta hãy xem xét chuyển động của chiếc xe trượt tuyết tại thời điểm góc thẳng đứng tạo với đường chân trời một góc aa.

Trong hệ quy chiếu đứng yên gắn liền với đường, xe trượt tuyết chuyển động tịnh tiến (Hình 2). Trong hệ quy chiếu chuyển động với tốc độ v⃗0\vec{v}_{0}, xe trượt di chuyển dọc theo một vòng tròn bán kính ll (Hình 3). Đặt tốc độ xe trượt tuyết trong các hệ thống này tại một thời điểm nhất định lần lượt bằng v⃗\vec{v} và v⃗1\vec{v}_{1}. Sau đó

Tờ 51

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

49

Tìm lực căng của sợi dây tại thời điểm nó tạo một góc α với mặt phẳng nằm ngang. Bỏ qua lực ma sát của xe trượt trên mặt đường.

Hình 1.

Hình 2.

Hình 3.

F804. Hai ngôi sao giống hệt nhau A và B quay dưới tác dụng của lực hút lẫn nhau và cách nhau một khoảng không đổi R. Ở một khoảng cách không xác định x tính từ các ngôi sao, một hành tinh ánh sáng C đang chuyển động trong mặt phẳng quỹ đạo của chúng và |AC| = |BC| = x và tam giác ABC giữ nguyên kích thước. Ở khoảng cách này x.

v⃗=v⃗1+v⃗0,\vec{v} = \vec{v}_1 + \vec{v}_0,

∣v⃗1∣≡v1=v0tgα.|\vec{v}_1| \equiv v_1 = v_0 \text{tg} \alpha. (1)

Hãy viết các phương trình chuyển động của xe trượt tuyết. Trong một hệ quy chiếu cố định trong các hình chiếu theo hướng thẳng đứng (xem Hình 2)

Tsin⁡α+N−mg=0T \sin \alpha + N - mg = 0 (2)

(T là lực của sợi dây, N⃗\vec{N} là lực phản lực pháp tuyến của mặt đường). Trong một hệ quy chiếu chuyển động với tốc độ v⃗0\vec{v}_0, trong các hình chiếu lên hướng của sợi dây (xem Hình 3)

T+Nsin⁡α−mgsin⁡α=mv02/l.T + N \sin \alpha - mg \sin \alpha = m v_0^2 / l. (3)

Giải các phương trình (2) và (3) cùng xét đến đẳng thức (1), ta tìm được T:

T=mv02tg2αlcos⁡2α.T = m \frac{v_0^2 \text{tg}^2 \alpha}{l \cos^2 \alpha}.

Bài toán có thể được giải ngắn gọn hơn bằng cách lưu ý rằng gia tốc của xe trượt a⃗\vec{a} là như nhau trong mọi hệ quy chiếu quán tính. Do đó, gia tốc hướng tâm của xe trượt trong một hệ chuyển động với tốc độ v⃗0\vec{v}_0 có ​​độ lớn bằng hình chiếu của gia tốc a⃗\vec{a} lên phương của sợi dây:

v12l=v02tg2αl=acos⁡α.\frac{v_1^2}{l} = \frac{v_0^2 \text{tg}^2 \alpha}{l} = a \cos \alpha.

Từ đây ta tìm được α:

α=v02tg2αlcos⁡α.\alpha = \frac{v_0^2 \text{tg}^2 \alpha}{l \cos \alpha}.

Từ phương trình chuyển động của xe trượt tuyết trong hệ quy chiếu cố định theo hình chiếu sang phương ngang (theo hướng a⃗\vec{a}) -

Tcos⁡α=ma=mv02tg2αlcos⁡α.T \cos \alpha = ma = m \frac{v_0^2 \text{tg}^2 \alpha}{l \cos \alpha}.

  • tìm T:

T=mv02tg2αlcos⁡2α.T = m \frac{v_0^2 \text{tg}^2 \alpha}{l \cos^2 \alpha}.

V. I. Chivilev

Sao A và B quay quanh các khối nằm ở giữa đoạn AB (tại điểm O). Gia tốc hướng tâm được truyền tới các ngôi sao bởi lực hút lẫn nhau của chúng:

MR2ω2=GM2R2.M \frac{R}{2} \omega^2 = G \frac{M^2}{R^2}.

Do đó tốc độ góc quay của ngôi sao bằng

ω=1R2GMR.\omega = \frac{1}{R} \sqrt{\frac{2GM}{R}}.

Theo điều kiện bài toán tam giác ABC, tại các đỉnh có các ngôi sao và một hành tinh, vẫn giữ nguyên kích thước của nó. Điều này có thể xảy ra trong trường hợp hành tinh chuyển động theo một đường tròn có tâm ở điểm O (xem hình số) với vận tốc góc ω\omega. Gia tốc hướng tâm của hành tinh được truyền bởi lực hút của nó đối với các ngôi sao:

ma⃗u=F⃗A+F⃗B,m \vec{a}_u = \vec{F}_A + \vec{F}_B,

ở đâu |F⃗A\vec{F}_A| = |F⃗B\vec{F}_B| = G mMx2\frac{mM}{x^2}. Như có thể thấy từ hình,

∣F⃗∣=∣F⃗A+F⃗B∣=2∣F⃗A∣cos⁡α=|\vec{F}| = |\vec{F}_A + \vec{F}_B| = 2|\vec{F}_A| \cos \alpha =

=2∣F⃗A∣⋅∣CO∣x=2GmMx3⋅∣CO∣.= 2|\vec{F}_A| \cdot \frac{|CO|}{x} = 2G \frac{mM}{x^3} \cdot |CO|.

Tờ 52

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

50

Như vậy,

mω2⋅∣CO∣=2GmMx3⋅∣CO∣,m\omega^2 \cdot |CO| = 2G \frac{mM}{x^3} \cdot |CO|,

hoặc

m2GMR3⋅∣CO∣=m2GMx3⋅∣CO∣.m \frac{2GM}{R^3} \cdot |CO| = m \frac{2GM}{x^3} \cdot |CO|.

Đẳng thức này đúng với ∣CO∣=0|CO| = 0 hoặc cho x=Rx = R. Trong trường hợp đầu tiên, hành tinh nằm ở trung tâm khối lượng của các ngôi sao - tại điểm OO (tam giác ABCABC “thoái hóa” thành đoạn ABAB). Trong trường hợp thứ hai, hành tinh nằm ở đỉnh của một tam giác đều (điểm CC hoặc C′C' trong hình), ở hai đỉnh còn lại có các ngôi sao.

Điều đáng chú ý là ngay cả với các ngôi sao có khối lượng khác nhau AA và BB, “vị trí cân bằng” hóa ra lại là các đỉnh CC hoặc C′C' của một tam giác đều (bạn có thể tự kiểm tra thực tế này; nhưng việc tính toán sẽ khá cồng kềnh).

G. L. Kotkin

F805. Một dòng điện xoay chiều i(t)=I0cos⁡ωti(t) = I_0 \cos \omega t chạy qua một tụ điện phẳng chứa đầy chất điện môi có hằng số điện môi ee và điện trở suất QQ. Xác định biên độ điện áp trên tụ điện. Khoảng cách giữa các tấm là dd, diện tích mỗi tấm là SS.

Giống như tất cả các cách thực hiện tụ điện, tụ điện này có thể được thay thế bằng một mạch tương đương như trong Hình 1. Trong mạch này, điện trở RR của điện trở bằng điện trở ohmic của tụ điện, điều này là do sự hiện diện của chất dẫn điện của môi trường lấp đầy khoảng trống giữa các bản của tụ điện. Trong trường hợp của chúng tôi

R=ϱdS.R = \varrho \frac{d}{S}.

Điện dung CC của một tụ điện “lý tưởng” (không có điện trở ohm) bằng điện dung của một tụ điện thực, nghĩa là

C=ε0εSd.C = \frac{\varepsilon_0 \varepsilon S}{d}.

Vậy I(t)I(t) chạy qua một tụ điện thực bằng tổng dòng điện IR(t)I_R(t) chạy qua điện trở và dòng điện IC(t)I_C(t) chạy qua một tụ điện lý tưởng.

Cả ba dòng điện này đều lệch pha nhau. Hãy xây dựng sơ đồ vectơ các giá trị biên độ của dòng điện trong mạch và điện áp. Chúng ta hãy vẽ biên độ hiện tại IR(t)I_R(t) theo chiều ngang dưới dạng vectơ I⃗0R\vec{I}_{0R} (Hình 2). Dòng điện và điện áp trên điện trở cùng pha. Do đó, vectơ U⃗0\vec{U}_0 của biên độ điện áp trên điện trở, và do đó trên tụ điện thực, trùng hướng với vectơ I⃗0R\vec{I}_{0R}. Xét rằng điện áp trên tụ chậm hơn dòng điện cùng pha π/2\pi/2, chúng ta hãy vẽ vectơ biên độ dòng điện I⃗0C\vec{I}_{0C} theo chiều dọc.

Từ sơ đồ có thể thấy biên độ I0I_0 của dòng điện chạy qua tụ điện thực bằng

∣I⃗0∣=(∣I⃗0R∣2+∣I⃗0C∣2)1/2.|\vec{I}_0| = \left(|\vec{I}_{0R}|^2 + |\vec{I}_{0C}|^2\right)^{1/2}.

Xét rằng I0R=U0/RI_{0R} = U_0/R, I0C=U0ωCI_{0C} = U_0 \omega C, ta có

∣I⃗0∣=∣U⃗0∣R(1+(ωRC)2)1/2.|\vec{I}_0| = \frac{|\vec{U}_0|}{R} \left(1 + (\omega RC)^2\right)^{1/2}.

Từ đây ta tìm được biên độ điện áp trên tụ:

U0=I0R(1+(ωRC)2)1/2=I0ϱdS(1+(ωRC)2)1/2.U_0 = \frac{I_0 R}{(1 + (\omega RC)^2)^{1/2}} = \frac{I_0 \varrho d}{S (1 + (\omega RC)^2)^{1/2}}.

V. V. Mozhaev

Tờ 53

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

51

F806. Trong mạch điện như hình vẽ, ngay sau khi tắt từ trường bên ngoài nơi đặt cuộn dây có độ tự cảm LL, một dòng điện II chạy qua một điện trở có điện trở R1R_1. Bỏ qua điện trở thuần của cuộn dây, xác định độ phóng điện trên điện trở có điện trở R1R_1 và trên điện trở có điện trở R2R_2 là bao nhiêu. Từ trường có hướng vuông góc với mặt phẳng quay của cuộn dây.

Trong quá trình thay đổi từ trường bên ngoài, một sức điện động cảm ứng sẽ tác dụng trong mạch điện, một mặt gây ra bởi sự thay đổi từ thông cảm ứng của từ trường bên ngoài, mặt khác là do sự thay đổi từ thông cảm ứng từ của từ trường của chính cuộn dây (emf tự cảm).

Khi mắc song song các điện trở R1R_1 và R2R_2, tại bất kỳ thời điểm nào mối liên hệ giữa dòng điện chạy qua các điện trở sẽ có dạng I1(t)⋅R1=I2(t)⋅R2I_1(t) \cdot R_1 = I_2(t) \cdot R_2. Do đó, ngay sau khi tắt từ trường ngoài, dòng điện qua điện trở R2R_2 bằng

I2=IR1/R2.I_2 = IR_1/R_2.

Vậy ILI_L chạy qua cuộn dây ngay sau khi tắt từ trường ngoài bằng

IL=I+I2=IR1+R2R2.I_L = I + I_2 = I \frac{R_1 + R_2}{R_2}.

Sau khi tắt trường, hệ thống sẽ bị cô lập. Tại thời điểm đầu tiên, toàn bộ năng lượng của hệ tập trung vào từ trường của cuộn dây:

W=LIL22−LI22(R1+R2)2R22.W = \frac{LI_L^2}{2} - \frac{LI^2}{2} \frac{(R_1 + R_2)^2}{R_2^2}.

Trong tương lai, năng lượng này sẽ được giải phóng dưới dạng bê trên điện trở. Vì điện áp rơi trên các điện trở luôn như nhau nên lượng điện áp giải phóng trên các điện trở sẽ tỷ lệ nghịch với điện trở của chúng:

Q1∼1/R1,Q2∼1/R2.Q_1 \sim 1/R_1, Q_2 \sim 1/R_2.

Giải hệ phương trình

{Q1+Q2=LI22(R1+R2)2R22,Q1/Q2=R2/R1,\begin{cases} Q_1 + Q_2 = \frac{LI^2}{2} \frac{(R_1 + R_2)^2}{R_2^2}, \\ Q_1/Q_2 = R_2/R_1, \end{cases}

chúng tôi nhận được

Q1=LI22(R1+R2)R2,Q2=LI22(R1+R2)R1R22.Q_1 = \frac{LI^2}{2} \frac{(R_1 + R_2)}{R_2}, Q_2 = \frac{LI^2}{2} \frac{(R_1 + R_2)R_1}{R_2^2}.

V. V. Mozhaev

Sau khi đóng công tắc, tụ điện khởi động. Dòng điện trong mạch sẽ tăng cho đến khi điện áp trên tụ bằng E0\mathcal{E}_0. Do đó, điện tích chạy qua mạch trong quá trình nạp tụ điện bằng

q0=E0C,q_0 = \mathcal{E}_0 C,

và dòng điện trong thời gian này tăng đến giá trị tối đa Imax⁡I_{\max}. Công mà nguồn thực hiện trong thời gian này bằng

A=E0q0.A = \mathcal{E}_0 q_0.

Công này bằng tổng năng lượng tích trữ trong tụ điện khi nạp điện và năng lượng của dòng điện trong cuộn dây:

E0q0=q022C+LImax⁡22.\mathcal{E}_0 q_0 = \frac{q_0^2}{2C} + L \frac{I_{\max}^2}{2}.

Thay thế giá trị q0=E0Cq_0 = \mathcal{E}_0 C vào biểu thức này, chúng ta tìm thấy Imax⁡I_{\max}:

Imax⁡=E0CL.I_{\max} = \mathcal{E}_0 \sqrt{\frac{C}{L}}.

Tờ 54

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

52

Danh sách độc giả gửi đúng lời giải

Phần lớn độc giả đã gửi lời giải bài toán M761—M775 và F768—F787 đã hoàn thành các vấn đề M761—M764, M766, M769, M771, M773 và F768, F776, F779, F780, F782, F787. Dưới đây chúng tôi công bố họ của những người đã thêm đúng lời giải trong số bài toán còn lại (các số sau họ là chữ số cuối cùng của các số đã giải bài toán).

Toán học
V. Arabidze (Tbilisi) 70; Yu. Barkadan (Penza) 72, 75; S. Bakhryukov (Sumgant) 72; A. Berenstein (Moscow) 70; A. Birder (Ivanovo) 67, 72, 75; I. Bouko (làng Kuzmolovsky, vùng Leningrad) 72; V. Bulavas (Panevzys) 67, 68, 70, 72, 75; S. Velesko (Minsk) 67; G. Người chiến thắng (Sverdlovsk) 67; M. Gadzhibabaev (Makhachkala) 67; G. Galminas (Taurage) 67, 72; M. Garayev (Fuzuli) 67, 68, 70; O. Garifulli (Penza) 67, 70, 72, 75; A. Gasnikov (Penza) 72, 74; D. Gelev (Sofia, NRB) 65; D. Glek (Voronezh) 72; G. Gochev (Dubna) 72; A. Gromov (Leningrad) 72, 74; A. Dobrin (Kyiv) 65; O. Eroshkin (Dnepropetrovsk) 75; A. Zeifman (Vologda) 74; K. Zykov (Moscow) 67, 68, 74; V. Ivlev (Dzhezkagan) 72; M. Iotov (Sofia, Belarus) 72, 75; D. Kaledin (Moscow) 70, 72; D. Karasik (Baku) 67, 68; N. Karpenko (Leningrad) 72; I. Karpov (Kazan) 72; A. Karpovich (Kyiv) 67, 68, 72, 75; A. Kartatsev (Vitebsk) 72, 75; V. Katsman (Leningrad) 72, 75; M. Kvasha (Moscow) 72; E. Kovalichk (Kyiv) 72; M. Kodan (Donetsk) 72; A. Korilov (Rostov-on-Don) 72; D. Korshunov (Novosibirsk) 67, 68, 70, 74; V. Kudryashov (Penza) 72, 75; A. Kushinrenko (Kyiv) 67; O. Leontyeva (Leningrad) 65, 67, 68, 70, 72; A. Manita (Thanh) 72; M. Marinov (Yambol, NRB) 72; A. Maslov (Moscow) 68, 74; R. Missyaitsos (làng Poviluaskoy, Lit. SSR) 72; I. Mikhailov (Sofia, Belarus) 65; A. Molotkov (Leningrad) 67, 72, 75; F. Nazarov (Leningrad) 72, 74; L. Naimark (Leningrad) 72; R. Nesterov (V. Tarnovo, NRB) 67, 70; A. Nikoltsev (Sevastopol) 67, 70, 72, 74; V. Novikov (Kommunarsk) 70; A. Novozhilov (Tsimlyansk) 72; O. Odurtsova (Leningrad) 72; S. Pavlov (Leningrad) 70; A. Pertsovsky (Moscow) 72; V. Petrov (Plovdiv, NRB) 67, 68, 70, 72; D. Podkopaev (Vinnitsa) 72; S. Portnov (Leningrad) 67; Yu. Rubenko (Kyiv) 72, 74; E. Rychkov (Krasnoirsk) 72; V. Sabadat (Kyiv) 70; G. Samadashvili (Tbilisi) 67, 68; I. Sandler (Moscow) 72; A. Sviridov (Moscow) 68, 70; I. Stepanov (Leningrad) 68, 72; S. Strukov (Voronezh) 67, 70, 72, 74; G. Sukoyan (Moscow) 72; Yu. Tarannikov (Novosibirsk) 68, 72, 75; A. Tellyaev (Leningrad) 67, 72; S. Tiptsov (Kyiv) 75; A. Trukhan (Minsk) 72; O. Fatyanov (Kursk) 72; I. Fedin (Omsk) 70; G. Fomin (Alma-Ata) 72; S. Khosid (Alma-Ata) 72; V. Khrychkov (Sevastopol) 67, 68, 70, 72, 74; S. Tsonev (Sofia, Belarus)

Vật lý
A. Abanov (Krasnoirsk) 84, 85; E. Antonyan (Yerevan) 82, 83, 85; A. Babayan (Moscow) 73—75, 85; E. Baddasaryan (Baku) 73, 74, 77, 78, 81, 85; V. Barabanov (Kyiv) 69, 84; N. Baranovskaya (Vinnitsa) 84, 85; V. Bazrykin (làng Chernogolovka, vùng Moscow) 83-85; S. Berezhnoy (Krivoy Rog) 73-75, 77; E. Beslarov (Kurgan) 84, 85; O. Boucharov (Tula) 83, 85; Yu. Bril (Dnepropetrovsk) 75, 85; V. Bulas (Panevzys) 69, 75, 78, 84, 85; I. Bushev (Kemerovo) 83-86; O. Vazhevsky (Moscow) 81, 85; V. Vantselov (Burgas, NRB) 83, 85; M. Verkhovodov (Kyiv) 69, 74, 77, 83, 84; I. Gayovin (Kyiv) 69-71, 75; V. Galitsky (Moscow) 84, 85; M. Hlavach (Jihlava, Tiệp Khắc) 75; S. Grebensikov (làng Chernogolovka, vùng Moscow) 69, 70, 75; O. Grishin (Tula) 74, 75, 81, 84; A. Daneyko (Minsk) 75; G. Daneila (Tbilisi) 69, 84, 85; A. Dvorsky (Kyiv) 84; A. Dmitriev (Kuibyshev) 78; L. Dorosinsky (làng Chernogolovka, vùng Moscow) 69, 71-75; A. Dunaevsky (Kyiv) 69, 73—75, 77, 78, 84, 85; M. Dychkov (làng Chernogolovka, vùng Moscow) 69, 71-75; A. Evtushenko (Mytshin) 78; S. Efimov (Baku) 69—71, 74, 75, 84, 85; D. Zhakbarova (Uchkuran) 74; A. Zhilenko (Kyiv) 73; V. Zhitomirsky (Kharkov) 68-75, 78, 81, 83-85; R. Zhlamaitis (Vilnius) 73-75, 78, 81, 83-85; A. Zaitsev (Brezhnev) 77, 78; D. Zaitsev (Gorky) 73, 74, 83-85; M. Zaslavsky (Kharkov) 69; Yu. Zvezintsev (Kharkov) 70, 74, 84, 85; M. Zimanov (Alma-Ata) 74, 83-85; E. Ioshie (Kyiv) 84, 85; B. Iritsanin (Belgarde, SFRY) 69—73, 75, 77, 83, 84; T. Calatosi (Koutanci) 85; D. Kalatin (Moscow) 69, 71, 75, 81, 83-86; I. Kalinovsky (Kyiv) 71, 73-75; E. Kantsper (Tallinn) 75; A. Karnaukhov (Izhevsk) 75, 77; S. Castelli (Bellegarde) 71, 73-75, 78, 85; M. Kvasha (Moscow) 84; Yu. Kivshar (Kharkov) 74, 75, 84-86; V. Kidyskok (Ryazan) 69-72; M. Koval (Kyiv) 84; V. Komov (Alexandrov) 71—75, 83, 84, 86; K. Kondratets (Kyiv) 69; E. Kornilova (Efremov) 69; L. Korol (Kyiv) 83, 84; A. Kortsaldin (Krasoarmeysk, khu vực Moscow) 69-71, 73-75, 77, 78, 81, 84, 85; I. Kosmatov (Moscow) 84; D. Kravchuk (Kyiv) 73; S. Kravchuk (Kyiv) 69, 85; A. Kranivin (Kyiv) 83-85; V. Kriman (Vinnitsa) 71, 74, 75, 84, 85; V. Kubatin (Leningrad) 84; D. Kuptsov (Moscow) 69, 74, 75, 83-86; N. Kuharkin (Moscow) 74, 75, 85; G. Landsberg (n. Protivino, vùng Moscow) 69, 75, 78, 81-86; A. Latipov (Ufa) 78; I. Lintits (Vinnitsa) 74, 75, 83-85; S. Likhansky (Kherson) 78; O. Lopin (Frunze) 69, 70, 73, 75, 78; S. Lolkovich (Brest) 77; V. Madrakhimov (colkh. Khamza, vùng Khorezm) 73; G. Mazmandi (Shimkent) 69, 70; D. Makarov (làng Chernogolovka, vùng Moscow) 73-75, 81, 83-85; K. Makaruk (Kyiv) 69, 74, 75, 84, 85; K. Makogon (Zaporzhye)

(Cuối cùng xem trang 61)

Tờ 55

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

NỤ CƯỜI SỐ LƯỢNG

Vấn đề đùa
Các sinh viên tốt nghiệp ngành vật lý tại Đại học quốc gia Moscow đã biết về vấn đề này từ các sinh viên tốt nghiệp toán học khoảng ba năm trước; tác giả của vấn đề không thể được xác định chính xác hơn. Có vẻ như nó được tạo ra đặc biệt dành cho các chuyên gia về lý thuyết hấp dẫn, nhưng nó cũng rất hữu ích cho độc giả Kvanat thử sức mình, đặc biệt là đối với học sinh lớp 4-5.

Vì vậy, nhiệm vụ:
Hai người đứng trên ban công của các tầng khác nhau của một tòa nhà nhiều tầng, nằm chồng lên nhau trên cùng một chiều dọc. Tuy nhiên, đúng lúc (ví dụ, theo tín hiệu radio của thời gian chính xác), họ hét lên với nhau: “À”.
Ai trong số họ sẽ thành công trong việc hét lên từ mặt đất sớm hơn - người ở dưới hay người trên? Để đảm bảo rằng tiếng hét của bạn không ảnh hưởng đến dịch vụ, thời lượng của tín hiệu âm thanh có thể được coi là rất ngắn.
S. S. Khilkevich

Từ văn học dân gian khoa học
Hai người trên quả bóng va chạm sẽ hát ở một nơi xa lạ.

  • Nghe! - họ hét lên với một người qua đường ngẫu nhiên. -Chúng ta đang ở đâu?
    Anh ta nhìn họ từ bên ngoài và hét vào đáp số:
  • Bạn đang ở trên quả bóng tác động!
    “Có lẽ anh ấy là một nhà toán học,” một phi hành gia nói với một phi hành gia khác.
  • Cậu lấy cái này từ đâu thế?
  • Đầu tiên là anh nghĩ. Thứ hai, anh ấy hoàn toàn đúng. Và thứ ba, vẫn chưa rõ đáp số có thể được sử dụng như thế nào.

Cụm từ
Không có luật nào dành cho những kẻ ngốc… Vậy có đáng để trở nên thông minh không?
Hành động bằng phản ứng… Và không hành động?
Tôi là một ý nghĩ - và đó là lý do tại sao tôi tồn tại.
O. Donskoy

Thủ thuật nhỏ
Nếu khi thay đổi điện trở của điện trở theo sơ đồ

giá trị đo được nhỏ hơn giá trị mong đợi và theo sơ đồ

lớn thì cần thay đổi theo sơ đồ

  • sẽ ổn thôi.
    G. A. Zadov
    Tranh vẽ của V. M. Skrylev

Tờ 56

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

54

Bài toán
kỳ thi tuyển sinh
trong toán học và vật lý
ở nhiều trường khác nhau
vào năm 1982

Chúng tôi cung cấp tuyển chọn bài toán kỳ thi tuyển sinh môn toán và vật lý năm 1982 tại 6 trường đại học (Voronezh, Gorky, Kiev, Tartu, Tashkent và Ural), 4 viện sư phạm (Kazan, Odessa, Omsk và Yaroslavl) và 3 viện bách khoa (Chisinau, Pijk và Tomsk), cũng như Viện Viện Kiến trúc Moscow

Toán học
Bài thi viết
đại số

  1. Chúng tôi trộn dung dịch axit clohydric ba mươi phần trăm với dung dịch mười phần trăm và thu được 600 g dung dịch mười lăm phần trăm. Mỗi máy tính đã lấy được bao nhiêu gam?

  2. Một người đi ra khỏi chân một ngọn tháp cao 60 m với vận tốc 8 km/h. Vận tốc chuyển động của người đó cách xa đỉnh tháp khi anh ta cách chân tháp 80 m là bao nhiêu? Chuyển động sẽ xảy ra trong mặt phẳng nằm ngang.

  3. Tìm xx từ tỷ lệ

x⋅3425=0,4+8⋅(5−0,8⋅58)−5:212x \cdot 34 \frac{2}{5} = 0,4 + 8 \cdot \left(5 - 0,8 \cdot \frac{5}{8}\right) - 5:2 \frac{1}{2}

=90178⋅8−8,9+2,6:23.= \frac{90}{1 \frac{7}{8} \cdot 8 - 8,9 + 2,6 : \frac{2}{3}}.

  1. Đơn giản hóa

a) (33−225+6−13−2)⋅23+2+63+2;\left(\frac{3 \sqrt{3} - 2 \sqrt{2}}{5 + \sqrt{6}} - \frac{1}{\sqrt{3} - \sqrt{2}}\right) \cdot \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{3} + \sqrt{2}} + \frac{6}{\sqrt{3} + \sqrt{2}};

b) a12−a−a−2a12−a−12+1+a−2a12+a−12+2a32.a^{\frac{1}{2}} - \frac{a - a^{-2}}{a^{\frac{1}{2}} - a^{-\frac{1}{2}}} + \frac{1 + a^{-2}}{a^{\frac{1}{2}} + a^{-\frac{1}{2}}} + \frac{2}{a^{\frac{3}{2}}}.

  1. Chứng minh rằng ý nghĩa của biểu thức

(a14+b14a14−b14)2+(a14−b14a14−b14)2:b−2ab+aa(b−a)\left(\frac{a^{\frac{1}{4}} + b^{\frac{1}{4}}}{a^{\frac{1}{4}} - b^{\frac{1}{4}}}\right)^2 + \left(\frac{a^{\frac{1}{4}} - b^{\frac{1}{4}}}{a^{\frac{1}{4}} - b^{\frac{1}{4}}}\right)^2 : \frac{b - 2 \sqrt{ab} + a}{\sqrt{a} (\sqrt{b} - \sqrt{a})}

không phụ thuộc vào giá trị của aa và bb.

  1. Rút gọn và tiếp tục biểu thức

x=[42sin⁡α2⋅cos⁡α2(1−cos⁡2α)32−1cos⁡α(cos⁡2α2−sin⁡2α2)]15x = \left[ \frac{4 \sqrt{2} \sin \frac{\alpha}{2} \cdot \cos \frac{\alpha}{2}}{(1 - \cos 2 \alpha)^{\frac{3}{2}}} - \frac{1}{\cos \alpha \left(\cos^2 \frac{\alpha}{2} - \sin^2 \frac{\alpha}{2}\right)} \right]^{\frac{1}{5}}

  1. Chứng minh rằng 16sin⁡10∘⋅sin⁡30∘⋅sin⁡50∘⋅sin⁡70∘⋅sin⁡90∘=116 \sin 10^\circ \cdot \sin 30^\circ \cdot \sin 50^\circ \cdot \sin 70^\circ \cdot \sin 90^\circ = 1.

  2. Chứng minh rằng nếu α+β+γ=π\alpha + \beta + \gamma = \pi thì cos⁡2α+cos⁡2β+cos⁡2γ=1−2cos⁡α⋅cos⁡β⋅cos⁡γ\cos^2 \alpha + \cos^2 \beta + \cos^2 \gamma = 1 - 2 \cos \alpha \cdot \cos \beta \cdot \cos \gamma.

  3. Tổng của ba mươi tiến trình nhỏ hơn 72 lần so với tổng của sáu mươi tiến trình tiếp theo của cô ấy. Tìm tỉ số của số hạng thứ năm mươi của cấp số cộng với số hạng thứ mười của nó.

  4. Giải phương trình

a) 2x−11−x=2;\frac{2}{x} - \frac{1}{1-x} = 2;

b) (18)x⋅4x22=8−23x;\left(\frac{1}{8}\right)^x \cdot 4^{\frac{x^2}{2}} = 8^{-\frac{2}{3}x};

b) 2x2⋅5x2−0,13⋅(103−x)2x+2=0;\frac{2^{x^2} \cdot 5^{x^2} - 0,1^3 \cdot (10^{3-x})^2}{\sqrt{x+2}} = 0;

d) 5⋅4x−3⋅10x−2⋅25x=0;5 \cdot 4^x - 3 \cdot 10^x - 2 \cdot 25^x = 0;

e) 1−lg⁡(5x)=lg⁡(x−1);1 - \lg (5x) = \lg (x - 1);

e) log⁡22x+3=2log⁡2x2;\log_2^2 x + 3 = 2 \log_2 x^2;

g) 5log⁡4x+3log⁡2x=8;5 \log_4 x + 3 \log_2 x = 8;

h) sin⁡x(sin⁡x+cos⁡x)=1;\sin x (\sin x + \cos x) = 1;

tôi) sin⁡4x+sin⁡4(x+π4)=14;\sin^4 x + \sin^4 \left(x + \frac{\pi}{4}\right) = \frac{1}{4};

j) cos⁡3x+cos⁡2x−4cos⁡2x2=0;\cos^3 x + \cos^2 x - 4 \cos^2 \frac{x}{2} = 0;

k) tg5x−tg3x−2tg2x=0;tg 5x - tg 3x - 2 tg 2x = 0;

m) sin⁡2x(23sin⁡x+2cos⁡x)+8=cos⁡2x(23cos⁡x−2sin⁡x).\sin 2x (2 \sqrt{3} \sin x + 2 \cos x) + \sqrt{8} = \cos 2x (2 \sqrt{3} \cos x - 2 \sin x).

  1. Tìm phương trình lời giải

sin⁡x−cos⁡x=32,\sin x - \cos x = \frac{3}{2},

thỏa mãn ∣x∣<3|x| < 3.

  1. Đối với mỗi nghiệm của phương trình

4cos⁡x⋅sin⁡(π3−x)=34 \cos x \cdot \sin \left(\frac{\pi}{3} - x\right) = \sqrt{3}

biểu thức 2x2+4x−32x^2 + 4x - 3 có giá trị nhỏ nhất không?

Tờ 57

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

55

  1. Tìm tọa độ giao điểm của đồ thị y=sin⁡2xy=\sin^2 x và y=1+cos⁡xy=1+\cos x trên đoạn [π2;π]\left[\frac{\pi}{2}; \pi\right].

  2. Với những giá trị nào của aa phương trình
    a) ∣x2+2ax∣=1|x^2+2ax|=1 có 3 gốc khác nhau?
    b) a(x2−x+1)=3x+5a(x^2-x+1)=3x+5 có 2 gốc khác nhau?

  3. Giải quyết hệ thống
    a) {log⁡1(xy)+y+2=032+y+17=18xy\begin{cases} \log_1(xy)+y+2=0 \\ 3^{2+y}+17=\frac{18}{xy} \end{cases}
    b) (12)4−2x>(12)3x2−2x+4\left(\frac{1}{2}\right)^{4-2x}>\left(\frac{1}{2}\right)^{3x^2-2x+4}
    c) 24x+4x+1+32x−1−4x<0\frac{2^{4x}+4^{x+1}+3}{2^x-1-4^x}<0;
    d) 2log⁡1(log⁡2x)>log⁡1(6−log⁡2x)2\log_1(\log_2 x)>\log_1(6-\log_2 x);
    e) log⁡∣x−1∣74−x)>2\log_{|x-1|}\frac{7}{4}-x)>2.

  4. Vẽ tập lời giải của hệ phương trình trên mặt phẳng tọa độ
    a) {x2+y2⩽163y−6⩽02y+6⩾0\begin{cases} x^2+y^2\leqslant16 \\ 3y-6\leqslant0 \\ 2y+6\geqslant0 \end{cases}
    b) {−x+y+1⩾0x+y−2⩽02x+8⩾0\begin{cases} -x+y+1\geqslant0 \\ x+y-2\leqslant0 \\ 2x+8\geqslant0 \end{cases}.

  5. Tại giá trị nào của tham số aa phương trình của phương trình
    9−x2⩾−a2x\sqrt{9-x^2}\geqslant-a^2x
    tạo thành một khoảng có độ dài 154\frac{15}{4}? Khoảng cách này là gì?

  6. Tìm miền hàm
    a) 23+x2−25+x−4x−62^{3+\sqrt{x^2-25}}+\frac{x-4}{x-6};
    b) 4π+1xx+1+log⁡2(2−x)4\pi+\frac{1}{x\sqrt{x+1}}+\log_2(2-x);
    c) log⁡2x−31−xx−3\log_{2x-3}\frac{1-x}{x-3};
    d) lg⁡sin⁡x15x−x2−54\frac{\lg\sin x}{\sqrt{15x-x^2}-54}.

Phân tích

  1. Tìm F′′(0)F''(0) nếu F(x)=ex⋅cos⁡(x2+x)F(x)=e^x\cdot\cos(x^2+x).
  2. Tìm phương trình tiếp tuyến của đường cong y=−x2+2x−1y=-x^2+2x-1 tại điểm có hoành độ x=2x=2. Xác định góc giữa tiếp tuyến này và đường thẳng y−x+1=0y-x+1=0.
  3. Tìm phương trình đường thẳng đi qua điểm A(3;2)A(3;2) và tiếp tuyến với parabol y=x2−2xy=x^2-2x.
  4. Từ điểm xx của trục OxOx vẽ 2 tiếp tuyến không nằm ngang - tới đồ thị hàm số f(x)=−x3f(x)=-x^3 và tới đồ thị hàm số g(x)=2∣x3∣+x3g(x)=\frac{2}{|x^3|+x^3}. Với giá trị nào của xx thì độ dốc của tiếp tuyến thứ nhất không nhỏ hơn độ dốc của tiếp tuyến thứ hai?
  5. Tìm các khoảng tăng và giảm của hàm số 6−3x2+x36-3x^2+x^3.
  6. Chứng minh rằng hàm −0,2x5+0,5x4−23x3+x2−x-0,2x^5+0,5x^4-\frac{2}{3}x^3+x^2-x có tác dụng trong tất cả các miền.
  7. Tìm điểm tới hạn của hàm 2sin⁡x2+sin⁡x+x+32\sin\frac{x}{2}+\sin x+x+3.
  8. Tìm điểm cực đại và cực tiểu của hàm 2ln⁡x+x(x2−3)2\ln x+x\left(\frac{x}{2}-3\right).
  9. Tìm giá trị lớn nhất và lớn nhất của hàm f(x)=x3+3x2+5f(x)=x^3+3x^2+5 trên đoạn [−1;1][-1;1].
  10. Chuyển động của điểm vật chất thứ nhất và thứ hai dọc theo một đường thẳng được cho bởi các phương trình tương ứng s1(t)=t3−3t2+3t+2s_1(t)=t^3-3t^2+3t+2 và s2(t)=13t3−t2s_2(t)=\frac{1}{3}t^3-t^2.
    Tìm tốc độ cực đại của điểm thứ nhất trong khoảng thời gian tốc độ giảm dần của điểm thứ hai.
  11. Hãy mô tả tính chất −2x+1-2x+1 và vẽ đồ thị.
  12. Khám phá đồ thị của hàm −x4+2x2-x^4+2x^2 bằng cách sử dụng đồ thị tùy ý và vẽ đồ thị của nó.
  13. Trong mặt phẳng xOyxOy, tìm tam giác ABCABC có diện tích nhỏ nhất nếu A(−3;0)A(-3;0), B(3;0)B(3;0) và đỉnh CC nằm trên đồ thị hàm số y=3+52+(1−x)4y=3+5^2+(1-x)^4.
  14. Cho tam giác vuông ABCABC có góc vuông tại đỉnh CC, A(4;0)A(4;0), B(x0,y0)B(x_0,y_0) nằm trên đồ thị các hàm số y=x3y=x^3, 1≤x0≤31\leq x_0\leq 3 và CC nằm trên trục OxOx. Tìm hoành độ của đỉnh BB tại đó diện tích của tam giác sẽ lớn nhất.
  15. Từ điểm AA của đường tròn bán kính RR vẽ tiếp tuyến và dây ABAB. Điểm CC được chọn trên tiếp tuyến sao cho ∣AB∣=∣BC∣|AB|=|BC|. Tại giá trị nào BB thì chu vi của tam giác tạo bởi các tiếp tuyến và trục OyOy sẽ lớn nhất?
  16. Các tiếp tuyến được vẽ với đường cong y=x2+bx+2y=x^2+bx+2 tại các điểm x1=−1x_1=-1 và x2=−3x_2=-3. Tại giá trị nào bb thì chu vi của tam giác tạo bởi các tiếp tuyến và trục OyOy sẽ lớn nhất?
  17. Cơ sở nhận biết trực tiếp là hình vuông. Lăng kính nội tiếp một bán cầu sao cho phần dưới của nó nằm trong mặt phẳng của đường tròn lớn của bán cầu, các đỉnh của phần trên nằm trên bề mặt hình cầu. Tìm các giá trị thể tích lớn hơn của dấu nếu thể tích của bán cầu bằng QQ.

Tờ 58

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

56

  1. Tại giá trị nào của góc góc ở đáy của một paramid tứ giác đều thì tỉ số giữa diện tích bề mặt của hình cầu nội tiếp trong paramid và diện tích bề mặt bên của paramid sẽ lớn nhất?

Hình học

  1. Các cạnh của tam giác ABCABC được phân tách bằng các điểm M,K,PM, K, P sao cho ∣AM∣:∣MB∣=∣BK∣:∣KC∣=∣CP∣:∣PA∣=1:2|AM|:|MB| = |BK|:|KC| = |CP|:|PA| = 1:2. Tìm diện tích tam giác giới hạn bởi các đường thẳng AK,BPAK, BP và CMCM nếu diện tích tam giác ABCABC là mm.

  2. Tìm góc của một tam giác biết rằng các cạnh bao quanh góc này bằng aa và bb, và phân giác của góc bằng ll.

  3. Trên chân BCBC của tam giác vuông ABCABC là đường kính, dựng một đường tròn cắt cạnh huyền ABAB tại điểm DD sao cho ∣AD∣:∣DB∣=3:1|AD|:|DB| = 3:1. Tìm chu vi của một tam giác nếu độ dài đường cao hạ xuống từ đỉnh của góc vuông là 3.

  4. Diện tích hình bình hành ABCDABCD bằng SS. Đặt EE là trung điểm của cạnh AB,FAB, F là trung điểm của cạnh BCBC và PP là giao điểm của các đoạn ECEC và AFAF. Tìm diện tích tứ giác BFPEBFPE.

  5. Một hình thang được mô tả xung quanh hình tròn, các cạnh của nó tạo thành các góc aa và bb với cạnh lớn hơn trong các cạnh song song. Xác định bán kính hình tròn nếu diện tích hình thang là QQ.

  6. Bán kính OA,OB,OCOA, OB, OC được vẽ trong vòng tròn. Tìm độ lớn của góc AOBAOB nếu OA→+OB→=OC→\overrightarrow{OA} + \overrightarrow{OB} = \overrightarrow{OC}.

  7. Góc phẳng ASB,BSC,CSAASB, BSC, CSA địa hình SABCSABC bằng 60∘,60∘,30∘60^\circ, 60^\circ, 30^\circ. Tính cosin của góc giữa vectơ SB→\overrightarrow{SB} và vectơ phân giác của góc ASCASC nếu ∣SA∣=∣SB∣=∣SC∣=a|SA| = |SB| = |SC| = a.

  8. Tứ giác ABCDABCD được xác định bởi tọa độ các đỉnh A(−1;2;3),B(−1;3;1),C(−1;7;3),D(−1;6;5)A(-1; 2; 3), B(-1; 3; 1), C(-1; 7; 3), D(-1; 6; 5). Chứng minh rằng ABCDABCD là tam giác vuông.

  9. Một mặt phẳng được vẽ qua cạnh của đáy dưới của một hình tam giác đều, cắt cạnh cạnh đối diện tại điểm SS và nghiêng với mặt phẳng của đáy một góc aa. Tìm diện tích bề mặt bên của paramid thu được có đỉnh SS, nếu chiều dài các cạnh của đáy là aa.

  10. Cho một khối lập phương ABCDA1B1C1D1ABCDA_1B_1C_1D_1 có cạnh bằng aa. Qua đường chéo ACAC của mặt ABCDABCD, một mặt phẳng được vẽ song song với đường thẳng BO1BO_1, trong đó O1O_1 là tâm của mặt A1B1C1D1A_1B_1C_1D_1. Xác định diện tích của mặt cắt kết quả.

  11. Hình thoi ABCDABCD tính từ cạnh dài aa và góc A→=a\overrightarrow{A} = a nằm ở đáy của paramid SABCDSABCD, các mặt bên của nó nghiêng với mặt phẳng của đáy một góc bb. Tìm diện tích mặt cắt ngang của paramid bằng mặt phẳng đi qua đỉnh AA và các điểm MM và NN, chia các cạnh SBSB và SDSD theo cùng tỷ lệ 2:1, tính từ điểm SS.

Khám miệng

đại số

  1. Tìm log⁡2454\log_{24}54 nếu log⁡23=a\log_23 = a.

  2. So sánh ý nghĩa của các biểu thức 13lg⁡64+lg⁡0,25\frac{1}{3}\lg 64 + \lg 0,25 và lg⁡0,3\lg 0,3.

  3. Sắp xếp theo thứ tự tăng dần các số sin⁡3\sin 3, sin⁡1\sin 1 và sin⁡0\sin 0.

  4. Tính toán không cần bảng

a) cos⁡191π3\cos \frac{191\pi}{3};

b) 16sin⁡10∘⋅sin⁡30∘⋅sin⁡50∘⋅sin⁡70∘⋅sin⁡90∘16\sin 10^\circ \cdot \sin 30^\circ \cdot \sin 50^\circ \cdot \sin 70^\circ \cdot \sin 90^\circ;

b) lg⁡(arccos⁡12+arcsin⁡(−32))\lg \left(\arccos \frac{1}{2} + \arcsin \left(-\frac{\sqrt{3}}{2}\right)\right).

  1. Chứng minh tính chính xác

a) (sin⁡α+cos⁡α)2−1lg⁡(90∘−α)−sin⁡α⋅cos⁡α−2lg⁡2α=0\frac{(\sin \alpha + \cos \alpha)^2 - 1}{\lg(90^\circ - \alpha) - \sin \alpha \cdot \cos \alpha} - 2\lg^2 \alpha = 0;

b) 8∣x∣−1=4∣x∣−1\sqrt{8|x| - 1} = \sqrt{4|x| - 1};

g) 22x+2x2−2−5⋅2x−1+x2−2=62^{2x+2\sqrt{x^2-2}} - 5 \cdot 2^{x-1+\sqrt{x^2-2}} = 6;

d) log⁡3(3x+8)=2−x\log_3(3^x + 8) = 2 - x;

e) 2lg⁡lg⁡x=lg⁡(3−2lg⁡x)2\lg \lg x = \lg(3 - 2\lg x);

jk) 4log⁡2(lg⁡x)=lg⁡x−lg⁡2x+14^{\log_2(\lg x)} = \lg x - \lg^2 x + 1;

  1. log⁡3x−2log⁡1x=6\log_3 x - 2\log_1 x = 6;

i) 3⋅2log⁡2(3x−2)+2⋅3log⁡2(3x−2)−5⋅6log⁡2(3x−2)=03 \cdot 2^{\log_2(3x-2)} + 2 \cdot 3^{\log_2(3x-2)} - 5 \cdot 6^{\log_2(3x-2)} = 0;

k) sin⁡2(πx)+log⁡22(x2−2x+1)=0\sin^2(\pi x) + \log_2^2(x^2 - 2x + 1) = 0;

l) cos⁡(5x)=cos⁡(5x)\cos(5x) = \cos(5x);

m) sin⁡3x⋅cos⁡3x=sin⁡2x\sin 3x \cdot \cos 3x = \sin 2x;

n) sin⁡(x+−x2)2=sin⁡x2\sin \left(\frac{\sqrt{x} + \sqrt{-x}}{2}\right)^2 = \sin \frac{x}{2};

o) ∣sin⁡x∣+∣cos⁡x∣=1,4|\sin x| + |\cos x| = 1,4;

p) 3⋅sin⁡x=2+sin⁡x\sqrt{3} \cdot \sin x = \sqrt{2} + \sin x;

p) 4sin⁡2(πx)+3⋅4cos⁡2(πx)=84^{\sin^2(\pi x)} + 3 \cdot 4^{\cos^2(\pi x)} = 8;

c) (a2−1)x=a+1(a^2 - 1)x = a + 1.

  1. Với những giá trị nào của aa thì phương trình x2−2(a−2)x+a2−2a−3=0x^2 - 2(a-2)x + a^2 - 2a - 3 = 0 có hai nghiệm dương khác nhau?

  2. Giải quyết hệ thống

a) {x+y+z=42xy−z2=16\begin{cases} x + y + z = 4 \\ 2xy - z^2 = 16 \end{cases}

b) {y2=1,5+y−xy2,5+x=64\begin{cases} y^2 = 1,5 + y^{-x} \\ y^2,5 + x = 64 \end{cases}

b) {xlog⁡3y+2ylog⁡3x=27log⁡3y−log⁡3x=1\begin{cases} x^{\log_3 y} + 2y^{\log_3 x} = 27 \\ \log_3 y - \log_3 x = 1 \end{cases}

  1. Giải bất đẳng thức

a) 3−2x−17x−5>x−5x+23 - \frac{2x-17}{x-5} > \frac{x-5}{x+2};

b) ∣x3−1∣>1−x|x^3 - 1| > 1 - x;

c) x2−3x−10>x−2\sqrt{x^2 - 3x - 10} > x - 2;

g) 12x−1>11−2x−1\frac{1}{2^x - 1} > \frac{1}{1 - 2^x - 1};

d) 0,1log⁡2(2x−1x+3)<100,1^{\log_2\left(\frac{2x-1}{x+3}\right)} < 10;

Tờ 59

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

57

e) log⁡x17>log⁡x11\log_x 17 > \log_x 11;
g) log⁡x(2x−1x−1)>1\log_x \left(\frac{2x-1}{x-1}\right) > 1;
h) lg⁡x<x−13π\sqrt{\lg x} < x-13\pi;
i) 2x−1log⁡2x<0\frac{2x-1}{\log_2 x} < 0;
j) 2cos⁡(π2+x)⩽12 \cos \left(\frac{\pi}{2} + x\right) \leqslant 1;
k) sin⁡x⋅cos⁡x>0\sin x \cdot \cos x > 0.
11. Ảnh trên tập hợp mặt phẳng tọa độ lời giải
a) phương trình ∣x∣+x=∣y∣+y|x| + x = |y| + y;
b) bất đẳng thức log⁡xyy<0\log_{xy} y < 0;
b) hệ thống bất bình đẳng
{y−x⩽0x+y⩾0xy⩽3.\begin{cases} y - x \leqslant 0 \\ x + y \geqslant 0 \\ xy \leqslant 3. \end{cases}
12. Với những giá trị nào của tham số aa thì tập hợp các bất đẳng thức lời giải
a) x2+ax−1<0x^2 + ax - 1 < 0 sẽ là một khoảng có độ dài 5?
b) x2−ax−6a<0x^2 - ax - 6a < 0 sẽ là một số nguyên có độ dài lớn hơn 5?
13. Với giá trị nào của tham số a,ba, b thì tập hợp các bất đẳng thức lời giải
x−a>2x−b\sqrt{x-a} > \sqrt{2x-b}

trùng với khoảng [1; 5]?
14. Với những giá trị nào của tham số aa có hệ bất đẳng thức lời giải
a) {ax>−1x+a>0\begin{cases} ax > -1 \\ x + a > 0 \end{cases}?
b) {x2−(a+1)x+a<0x2+(a+3)x+3a<0\begin{cases} x^2 - (a+1)x + a < 0 \\ x^2 + (a+3)x + 3a < 0 \end{cases}?
15. Tìm miền hàm
a) x−2−lg⁡(5x)lg⁡(5−x)\frac{\sqrt{x-2} - \lg(5x)}{\lg(5-x)};
b) cos⁡x\sqrt{\cos x};
b) agccos x+1x−2\frac{x+1}{x-2}.
16. Tìm phạm vi của các hàm x−1+12−2x\sqrt{x-1} + \sqrt{12-2x}.
17. Vẽ đồ thị hàm số
a) x2−4x+4+x2−6x+9+x\sqrt{x^2 - 4x + 4} + \sqrt{x^2 - 6x + 9} + x;
b) log⁡0.5∣1−2x∣+2\log_{0.5} |1-2x| + 2;
b) log⁡2sin⁡x\log_2 \sin x.
18. Khi thu y=2x+5y = 2x + 5 và parabol y=x2+3x−1y = x^2 + 3x - 1, hãy tìm các điểm đối xứng qua trục OxOx.

Phân tích

  1. Tính toán
    lim⁡x→1x2−3x+2x−1\lim_{x \to 1} \frac{x^2 - 3x + 2}{x - 1}.
  2. Tìm hàm số tùy ý 2sin⁡(1,8x−3π)+cos⁡x⋅sin⁡x2 \sin(1,8x - 3\pi) + \cos x \cdot \sin x.
  3. Tìm phương trình tiếp tuyến của parabol y=2x2−6y = 2x^2 - 6 tại hoành độ x=1x = 1.
  4. Tìm phương trình tiếp tuyến của đường cong y=x2−4x+3y = x^2 - 4x + 3 đi qua điểm M(2;−5)M(2; -5).
  5. Tìm khoảng của hàm tăng và hàm giảm
    a) x+4xx + \frac{4}{x};
    b) cos⁡x−2x\cos x - 2x.
  6. Tìm giá trị lớn nhất của hàm f(x)=2cos⁡x−sin⁡2xf(x) = 2 \cos x - \sin^2 x trên khoảng [0; 2π].
  7. Một hình chữ nhật nội tiếp một tam giác vuông có cạnh huyền dài 32 cm và góc bằng 60°, đáy của cạnh huyền nằm trên cạnh huyền. Cạnh hình chữ nhật phải dài bao nhiêu để diện tích của nó lớn nhất?
  8. Tìm giá trị lớn nhất của hàm tang. Tìm tỉ số bán kính của chúng.
  9. Kết quả α chứa hai đường tròn tiếp xúc với nhau. Bán kính của những hình tròn này là bao nhiêu nếu bán kính của hình bán nguyệt là RR?
  10. Hai cạnh của một tam giác là aa và bb (a⩾ba \geqslant b). Trong giới hạn nào thì a) chu vi của nó thay đổi?
  1. bán kính của hình tròn được mô tả xung quanh nó?
  1. Cấu trúc của một tam giác là aa, góc đối diện là α. Diện tích của nó có thể thay đổi trong giới hạn nào?
  2. Hai hình vuông tắc nghẽn có một trung tâm chung. Các cạnh của một trong số chúng song song với các đường chéo của cái kia. Tính diện tích phần chung của các hình vuông này nếu diện tích của mỗi hình vuông là SS.
  3. Hai tiếp tuyến được vẽ thành một đường tròn có tâm OO, cắt nhau tại điểm PP. Phân tách vectơ P⃗O\vec{P}O thành PA⃗\vec{PA} và PB⃗\vec{PB} nếu biết rằng AA và BB là các điểm tiếp tuyến với APB⃗=120∘\vec{APB} = 120^\circ.
  4. Các vectơ a⃗,b⃗,c⃗\vec{a}, \vec{b}, \vec{c} đồng phẳng và tạo thành các góc 2π3\frac{2\pi}{3} theo cặp với nhau. Phân tách vectơ a⃗\vec{a} thành các vectơ b⃗\vec{b} và c⃗\vec{c} nếu ∣a⃗∣=3|\vec{a}| = 3, ∣b⃗∣=2|\vec{b}| = 2, ∣c⃗∣=1|\vec{c}| = 1.
  5. Một mặt phẳng song song với đáy của các đường chia thể tích của nó thành hai phần bằng nhau. Mặt phẳng này chia chiều cao của nó theo tỉ lệ nào?
  6. Nếu một quả bóng có thể nội tiếp trong hai khối đa diện và bán kính của cả hai quả bóng bằng nhau thì thể tích của khối đa diện này bằng diện tích bề mặt của chúng. Tại sao?

Vật lý
Thi viết
Tùy chọn 1

  1. Chọn một bội số đáp số đúng cho các câu hỏi sau.
  2. Gia tốc của ma trận toán học là nhỏ nhất: a) khi đi qua điểm cân bằng; b) Tại thời điểm dừng lại ở điểm gần nhất; b) Khi tiến đến điểm cân bằng.

Tờ 60

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

58

  1. Quán tính của cơ thể được đặc trưng bởi:
    tích lũy; 6) trọng lượng; c) mật độ; d) khối lượng.
  2. Mối quan hệ giữa nhiệt độ biểu thị trên thang Kelvin (T) và nhiệt độ biểu thị trên thang độ C (t) như sau: a) t=T+273t=T+273; 6) T=t+273T=t+273; b) T=1/273+tT=1/273+t; c) t=1/273+Tt=1/273+T.
  3. Đơn vị nào sau đây là đơn vị đo công suất nhiệt từ xa: a) H; 6) K; c) J/kg; d) J/(kg K); d) Cái gì?
  4. Số đọc ampe thay đổi như thế nào khi đóng phím (Hình 1):
    a) tăng lên 2 lần;
    b) giảm đi 2 lần;
    c) tăng lên 4 lần;
    d) sẽ không thay đổi?
  5. Hoạt động của máy biến áp dựa trên:
    a) Định luật Ôm; 6) Định luật Coulomb; c) định luật cảm ứng điện từ; d) Định luật Joule-Lenz.
  6. Dòng điện ngược chạy qua điểm nối p−np-n nếu: a) điện thế của máy thu loại pp là dương, điện thế của máy thu loại nn là âm; b) tiềm năng của người nhận loại pp là âm, loại nn là dương.
  7. Khi sử dụng thấu kính hội tụ, chúng ta thu được ảnh tối thiểu nếu vật nằm ở: a) giữa tiêu điểm và thấu kính; b) giữa thấu kính và tiêu cự kép; c) có tiêu cự lớn hơn hai lần.
  8. Một tia sáng truyền từ không khí vào nước. Góc khúc xạ β thỏa mãn điều kiện nào nếu góc tới bằng α: a) β>α; 6) β<α; b) β=α?
  9. Hiện tượng vật lý nào sau đây được sử dụng trong máy đếm Geiger-Mühler: a) hiệu ứng quang điện; 6) sự hình thành các nguyên tử ở hàng trăm phần; b) ngưng tụ hơi nước quá bão hòa?

II

  1. Hình thành định luật thứ ba của Newton.
  2. Phần hình tròn là gì?
  3. Hình thành định luật về Hiệu ứng quang học.
  4. Hình thành định luật Joule-Lenz.
  5. Xác định đơn vị của độ tự cảm - henry.
  6. Phát biểu các tiên đề của Bohr.

III

  1. Một vật có khối lượng m=200m=200 g được ném thẳng đứng với vận tốc ban đầu v0=50v_0=50 m/s. Tìm thế năng của vật ở cuối giây thứ hai.
  2. Đồ thị biểu diễn quá trình giãn nở đẳng nhiệt của khí lý tưởng (Hình 2). Viết phương trình p=p(V)p=p(V) cho quá trình này.
  3. Điện áp trong mạch thay đổi theo định luật u=150u=150 sin ωt\omega t (tính theo đơn vị SI). Lượng nhiệt sẽ tỏa ra trong t=5t=5 phút nếu một bếp điện có điện trở R=50R=50 Ohm được đưa vào mạch điện?
  4. Nguồn sáng chính xác nằm ở độ sâu h=2h=2 m dưới nước. Tìm bán kính của hình tròn trên mặt nước (n=1,33n=1,33) qua đó tia sáng truyền vào không khí?
    Tùy chọn 2
  5. a) Động năng, ý nghĩa vật lý của nó.
  1. hành động của Bohr.
    b) Xác định độ dài sóng âm của còi đầu máy nếu nó ứng với tần số 600 dao động/giây. Tốc độ âm thanh v=330v=330 m/s.
  1. Khái niệm phân tích quang phổ Các phần hồng ngoại và tử ngoại của quang phổ. Phổ phát xạ và hấp thụ.
  2. Ống điện tử.
  3. Từ một điểm phía trên bề mặt Trái đất, hai vật bắt đầu chuyển động đồng thời: một vật thẳng đứng hướng lên trên với vận tốc ban đầu v0=39,2v_0=39,2 m/s, vật kia rơi tự do. Sau bao lâu khoảng cách giữa họ sẽ là l=117,6l=117,6 m?
  4. Dây phía dưới cần dài bao nhiêu để sưởi ấm, trong đó m=400m=400 g nước có thể được làm nóng từ t1=10∘Ct_1=10^\circ C đến t2=100∘Ct_2=100^\circ C trong t=6t=6 phút, nếu hệ số hiệu suất là η=90%\eta=90\% và điện áp là V=120V=120 V? Tiết diện dây S=0,1S=0,1 mm2. Nhiệt dung riêng của nước là c=4,19⋅103c=4,19 \cdot 10^3 J/(kg·K), điện trở suất riêng của nước là q=1,1⋅10−6q=1,1 \cdot 10^{-6} Ohm·m.

Bài thi vấn đáp

Cơ học

  1. Một hòn đá nên được ném theo góc nào so với đường chân trời từ điểm AA, tạo cho nó vận tốc v0=2glv_0=2\sqrt{gl}, sao cho hòn đá rơi ở điểm BB (Hình 3)? Vẽ quỹ đạo của hòn đá (dùng sức cản của không khí).
  2. Một vật rơi tự do từ đỉnh tháp cao h=125h=125 m, đứng trên đường xích đạo. Xác định độ lệch của điểm tới của vật thể về phía Đông (so với phương thẳng đứng) gắn với chuyển động quay hàng ngày của Trái đất (T=1T=1 ngày).
  3. Hai cuốn sách nằm chồng lên nhau theo chiều ngang. Nếu cuốn sách bên dưới bị mép nâng lên thì cuốn sách phía trên sẽ trượt đều khỏi cuốn sách phía dưới một góc nghiêng so với đường chân trời α=30∘α=30^\circ. Hệ số ba giữa các cuốn sách là gì?

Tờ 61

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

59

  1. Hai khối lượng có khối lượng m1m_1 và m2m_2 nối với nhau bằng một sợi dây, chuyển động dọc theo một mặt phẳng nhẵn. Khi tác dụng một lực F=100F=100 N lên vật nặng bên phải m2m_2, thì độ căng của dây là T=30T=30 N. Lực căng của dây sẽ bằng bao nhiêu nếu lực này tác dụng lên vật nặng bên trái?

  2. Một chùm đồng nhất có khối lượng m=60m=60 kg và chiều dài l=4l=4 m nằm trên sàn nhẵn và nhô ra BB, nằm ở độ cao h=3h=3 m so với sàn (Hình 4). Chùm tia tạo thành một góc α=30∘\alpha=30^\circ với phương thẳng đứng và được giữ cố định bằng một sợi dây ACAC căng sát sàn. Tính lực căng dây, phản lực sàn và phản lực nhô ra BB.

  3. Một hình thang hình chữ nhật được cắt từ một vật liệu tấm đồng nhất. Đáy của hình thang có chiều cao gấp đôi và đáy trên của nó bằng một đơn vị chiều dài. Xác định tọa độ đồ họa khối tâm của hình thang.

  4. Hai hành khách có cùng khối lượng m=70m=70 kg đứng trên một bục đứng bất động trên đường ray. Trọng lượng nền M=280M=280 kg. Mỗi hành khách bắt đầu chạy từ cùng một nền tảng tương đối với tốc độ u=6u=6 m/s. Nền tảng sẽ đạt được tốc độ bao nhiêu nếu chúng nhảy theo một hướng đồng thời và tuần tự? Nếu ở các hướng khác nhau thì sao?

  5. Một viên đạn bay với tốc độ v0v_0 xuyên qua một số tấm ván giống hệt nhau nằm cách nhau một khoảng. Viên đạn sẽ bị kẹt ở bảng nào nếu tốc độ của nó sau khi vượt qua bảng đầu tiên là v1=0,8v_1=0,8 v0v_0?

  6. Quả bóng được ném từ độ cao bao nhiêu nếu nó chìm trong nước đến độ sâu h=0,1h=0,1 m? Mật độ của quả bóng là qш=0,4⋅103q_{\text{ш}}=0,4 \cdot 10^3 kg/m3^3, mật độ của nước là qв=103q_{\text{в}}=10^3 kg/m3^3. Bỏ qua sự tương ứng giữa không khí và nước.

  7. Một vận động viên trượt băng có khối lượng M=60M=60 kg, đứng trên giày trượt trên băng, ném một hòn đá có khối lượng m=2m=2 kg theo phương ngang với tốc độ v=9v=9 m/s. Tìm xem người trượt băng sẽ lăn được bao xa nếu biết hệ số ba của giày trượt băng là μ=0,02\mu=0,02.

  8. Tại chân của mặt phẳng nghiêng có chiều cao H=1,2H=1,2 m và góc nghiêng so với đường chân trời là α=45∘\alpha=45^\circ, một tấm thép lớn được cố định. Một vòng đệm bằng thép bắt đầu trượt từ đỉnh mặt phẳng nghiêng mà không có vận tốc ban đầu. Đến độ cao bao nhiêu

Hình 4. Hình 5. Hình 6.

quả bóng có nâng lên sau một tác động đàn hồi lên giải đấu không nếu hệ số ba giữa quả bóng và mặt phẳng nghiêng là μ=0,2\mu=0,2?

  1. Thân của khối lá đính kèm m=20m=20 g được cố định trên tấm ván (Hình 5). Tấm ván cùng với thân cây có khối lượng M=200M=200 g được đặt trên một bàn nằm ngang nhẵn. Một lò xo nhẹ có độ cứng k=2,2⋅102k=2,2 \cdot 10^2 N/m bị nén đến độ dài l=5l=5 cm với chiều dài tự do l0=10l_0=10 cm. Xác định tốc độ giãn nở tương đối của quả bóng và các giả định sau cú sút. Ước tính thời gian bắn (thời gian để quả bóng được áp dụng bật ra).

Chất lỏng và khí

  1. Một quả bóng kẽm đầy đủ (φ=7,1⋅103\varphi=7,1 \cdot 10^3 kg/m3^3), thể tích bên ngoài của nó là V=2⋅10−4V=2 \cdot 10^{-4} m3^3, nổi với một nửa trong số đó trong nước. Tìm thể tích không gian trống bên trong quả bóng.

  2. Một ponton Primogol, khối lượng M=700M=700 kg, có kích thước: chiều dài l=5l=5 m, chiều rộng d=3d=3 m và chiều cao h=0,7h=0,7 m. Tìm mớn nước của phao khi không tải và sức chứa tối đa của nhóm với chiều cao các cạnh trên mặt nước h′=0,2h'=0,2 m.

  3. Một piston nhẹ nổi trong một ống thẳng đứng dài có thành nhẵn, một đầu chìm xuống nước (Hình 6). Diện tích pít-tông S=100S=100 cm2^2. Phải thực hiện bao nhiêu công để từ từ nâng piston lên độ cao H=20H=20 m? Áp suất khí quyển là p0=105p_0=10^5 Pa, mật độ nước là φ=103\varphi=10^3 kg/m3^3, và gia tốc trọng trường được coi là bằng g=10g=10 m/s2^2.

Vật lý phân tử.

Kể hiện tượng

  1. Xác định mật độ không khí ở áp suất p=3,8⋅104p=3,8 \cdot 10^4 Pa và nhiệt độ t=0∘Ct=0^\circ C, nếu ở điều kiện bình thường mật độ không khí là q0=1,29q_0=1,29 kg/m3^3.

  2. Thể tích phòng V=100V=100 m3^3. Khối lượng không khí rời khỏi phòng khi nhiệt độ tăng từ t1=10∘Ct_1=10^\circ C lên t2=25∘Ct_2=25^\circ C, nếu áp suất khí quyển là pa=102p_a=102 kPa? Mật độ không khí trong điều kiện bình thường là q0=1,29q_0=1,29 kg/m3^3.

  3. Hai bình có cùng thể tích V=10−2V=10^{-2} m3^3 được nối với nhau bằng một ống hẹp có vòi. Vòi đã đóng. Ở cùng nhiệt độ T=300T=300 K, áp suất oxy trong một bình là p1=0,8⋅105p_1=0,8 \cdot 10^5 Pa, ở bình thứ hai - p2=1,2⋅105p_2=1,2 \cdot 10^5 Pa. Tìm khối lượng khí truyền từ bình này sang bình khác khi mở vòi, nếu nhiệt độ không đổi. Khối lượng của một mol oxy là q=0,032q=0,032 kg/mol, hằng số khí phổ quát là R=8,31R=8,31 J/(mol K).

Tờ 62

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

60

  1. Ước tính khoảng cách giữa các số gần nhau của mạng khối muối ăn nếu mật độ của nó là q=2,18⋅103q=2,18 \cdot 10^3 kg/m3^3 và khối lượng mol của nó là μ=0,058\mu=0,058 kg/mol.

  2. Một bình mở chứa nước được đặt trên lò sưởi. τ1=40\tau_1=40 phút sau khi bắt đầu sôi, nước được thêm vào bình, khối lượng của nước này bằng khối lượng nước đã đun sôi trong thời gian này. Trong điều kiện gia nhiệt liên tục, đổ nước vào bình trong khoảng thời gian đáng kể là τ2=3\tau_2=3 phút. Nhiệt độ ban đầu của nước thêm vào là bao nhiêu? Nhiệt độ riêng của nước là c=4,2⋅103c=4,2 \cdot 10^3 J/(kg K), nhiệt độ riêng của nước hóa hơi là L=22,6⋅105L=22,6 \cdot 10^5 J/kg, áp suất khí quyển bình thường.

  3. Khi bắn, giọt chì nóng chảy rơi vào nước có nhiệt độ t0=17∘t_0=17^\circ C. Xác định khối lượng chì sẽ làm cho m0=1m_0=1 kg nước đạt nhiệt độ sôi tk=100∘t_k=100^\circ C. Nhiệt độ nóng chảy của chì tπ1=327∘t_{\pi_1}=327^\circ C, nhiệt độ nóng chảy riêng của chì λ=25\lambda=25 kJ/kg, nhiệt độ riêng của chì c=0,126c=0,126 kJ/(kg·K), nhiệt độ riêng của nước c0=4,18c_0=4,18 kJ/(kg·K).

Nguyên tắc cơ bản của điện động lực học

  1. Các điện tích cùng mẫu (q=1,8⋅10−8q=1,8 \cdot 10^{-8} Cl), nhưng khác nhau về giá trị, nằm ở hai đỉnh của một tam giác đều. Cạnh của tam giác là a=2a=2 m. Xác định hướng của điện trường tại đỉnh thứ ba của tam giác.

  2. Một nguyên tử hydro bao gồm một hạt nhân xung quanh có một electron quay. Một electron quay quanh hạt nhân với tần số bao nhiêu nếu quỹ đạo của nó là một đường tròn có bán kính r=3⋅10−10r=3 \cdot 10^{-10} m? Khối lượng electron m=9⋅10−31m=9 \cdot 10^{-31} kg, điện tích e=1,6⋅10−19e=1,6 \cdot 10^{-19} C, điện tích hạt nhân q=eq=e, hằng số điện ε0=8,85⋅10−12\varepsilon_0=8,85 \cdot 10^{-12} F/m.

  3. Một electron có tốc độ v0=13v_0=13 300 km/c nhập vào giữa một tụ điện phẳng song song với các bản của nó và bay ra ngoài rìa của một trong các bản. Điện tích riêng của electron e/m=1,76⋅1011e/m=1,76 \cdot 10^{11} C/kg. Hiệu điện thế giữa các bản là U=1000U=1000 V. Xác định hướng và mô hình tốc độ phát xạ electron của tụ điện.

  4. Một quả bóng có khối lượng m=1m=1 g di chuyển từ điểm AA, có điện thế là φA=600\varphi_A=600 V, đến điểm BB, có điện thế là φB=0\varphi_B=0. Xác định tốc độ của quả bóng tại điểm AA nếu tại điểm BB tốc độ của nó là vB=20v_B=20 cm/s. Phí bóng q=10−8q=10^{-8} Cl.

  5. Một nguồn có EMF và điện trở trong rr được đưa vào mạch như trong Hình 7.

  6. Hai nguồn dòng được mắc nối tiếp. Emf của phần tử thứ nhất là ε1=2\varepsilon_1=2 V và điện trở trong là r1=0,5r_1=0,5 Ohm, emf của phần tử thứ hai là ε2=1,2\varepsilon_2=1,2 V và điện trở trong là r2=1,5r_2=1,5 Ohm. Điện trở mạch ngoài R=5R=5 Ohm. Xác định điện áp ở phần ngoài của mạch và điện áp ở các cực của mỗi nguồn.

  7. Ba bồn tắm điện được nối như Hình 8. Hai bồn chứa dung dịch AgNO3_3, bồn thứ ba chứa dung dịch CuSO4_4. Bao nhiêu bạc được giải phóng trong lần tắm đầu tiên, nếu m2=60,4m_2=60,4 mg bạc được giải phóng trong lần tắm thứ hai và m3=41,5m_3=41,5 mg mật ong được giải phóng trong lần tắm thứ ba? Đương lượng điện hóa của bạc là kc=1,118k_c=1,118 mg/Kl, đồng - km=0,329k_m=0,329 mg/Kl.

  8. Một electron bay vào một từ trường đều với tốc độ v=400v=400 km/s với góc α=60∘\alpha=60^\circ so với vectơ cảm ứng từ B=(10−3)B=(10^{-3}) T. Electron sẽ chuyển động dọc theo từ trường ở khoảng cách r=10000r=10000 km bao nhiêu vòng? Điện tích riêng của electron e/m=1,76⋅1011e/m=1,76 \cdot 10^{11} C/kg.

  9. Một khung có r=100r=100 vòng quay có diện tích S=5S=5 cm2^2 mỗi khung được nối với một điện kế có điện trở R=10R=10 kOhm. Khung nằm trong một trường đều có cảm ứng B=10−2B=10^{-2} T và các đường sức vuông góc với mặt phẳng của khung. Điện tích sẽ chạy qua điện kế là bao nhiêu nếu chiều của từ trường bị đảo ngược? Chúng ta có thể giả sử rằng cảm ứng từ trường thay đổi đều theo thời gian.

  10. Phía trên vòng dây cố định có vết cắt, một nam châm treo trên một sợi dây (Hình 9). Sợi dây bị đốt cháy và nam châm biến mất trong vòng. Xác định tỉ số hiệu điện thế giữa các điểm AA và BB tại thời điểm đi qua mặt phẳng của vòng cực Bắc và cực Nam của nam châm. Cho biểu đồ định tính về sự phụ thuộc của hiệu điện thế vào thời gian, chọn thời điểm đốt sợi dây làm điểm xuất phát.

Dao động và sóng

  1. Chu kỳ dao động của một nam châm toán học sẽ thay đổi bao nhiêu lần khi nó đi từ Trái đất đến Mặt trăng? Khối lượng của Mặt trăng nhỏ hơn khối lượng Trái đất 81 lần và bán kính Trái đất gấp 3,7 lần bán kính Mặt trăng.

  2. Tên lửa bay lên với gia tốc a=3ga=3g. Một nam châm dài l=1l=1 m sẽ tạo ra bao nhiêu dao động hoàn chỉnh trong tên lửa trong thời gian tên lửa bay lên độ cao H=1480H=1480 m? Nghiện

Tờ 63

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

61

Gia tốc rơi tự do từ độ cao giả định.

  1. Một quả cầu có khối lượng m=10m=10 g và điện tích q=2⋅10−4q=2 \cdot 10^{-4} C được treo trên một sợi dây không tan dài l=25l=25 cm trong điện trường của một tụ điện phẳng nằm ngang. Hiệu điện thế giữa các bản của tụ điện là U=120U=120 V, khoảng cách giữa chúng là d=30d=30 cm. Chu kỳ dao động của quả cầu trên sợi dây là bao nhiêu?

  2. Mạch dao động, bao gồm một cuộn cảm và một tụ điện không khí, được điều chỉnh theo bước sóng λ1=300\lambda_1=300 m. Trong trường hợp này, khoảng cách giữa các bản tụ điện là d1=4,8d_1=4,8 mm. Khoảng cách này phải là bao nhiêu để mạch được điều chỉnh theo bước sóng λ2=240\lambda_2=240 m?

Quang học

  1. Hai gương phẳng tạo thành một góc nhị diện vuông. Trong mặt phẳng vuông góc với cạnh của góc, một tia sáng chiếu vào một trong các gương một góc α=60∘\alpha=60^\circ. Điểm tới nằm cách mép góc d=10d=10 cm. Xác định độ dịch chuyển góc và tuyến tính của chùm tia nhị diện đối với chùm tia tới.

  2. Một tia sáng chiếu tới một tấm thủy tinh có chiết suất n=1,5n=1,5. Góc tới của tia sáng là bao nhiêu nếu góc giữa tia phản xạ và tia khúc xạ là γ=90∘\gamma=90^\circ?

  3. Góc giới hạn phản xạ toàn phần của ống khói tại ranh giới với không khí là α01=42∘\alpha_{01}=42^\circ (sin⁡42∘=0,669\sin 42^\circ=0,669), và tại ranh giới với nước −α02=62∘30′-\alpha_{02}=62^\circ 30' (sin⁡62∘30′=0,887\sin 62^\circ 30'=0,887). Tìm tốc độ ánh sáng trong nước.

  4. Một nguồn sáng chính xác được đặt trên hai bình chứa đầy chất lỏng có độ cao hh. Một tấm tròn đục nổi trên bề mặt sao cho tâm của nó ở phía trên nguồn sáng. Bán kính tấm này phải bằng bao nhiêu để không có tia nào lọt qua bề mặt chất lỏng?

  5. Một tấm gương phẳng nằm ở đáy nằm ngang của một bình chứa nước. Độ sâu của bể chứa là bao nhiêu nếu tia phản xạ từ gương nổi lên trên mặt nước ở khoảng cách l=3l=3 m tính từ điểm nó đi vào nước? Góc tới của chùm tia trên mặt nước là α=30∘\alpha=30^\circ, chiết suất của nước là n=1,33n=1,33.

  6. Đường thu thập cung cấp hình ảnh thực của predmeta, được phóng đại Γ=2\Gamma=2 lần. Xác định tiêu cự của đường thẳng nếu khoảng cách giữa đường thẳng và ảnh là predmeta f=24f=24 cm.

  7. Đường đi của chùm tia 1 đi qua thấu kính tán xạ được thể hiện trên Hình 10. Chùm tia 2 truyền sau thấu kính theo hướng nào?

Danh sách độc giả gửi đúng lời giải

(Để bắt đầu, xem trang 52)

72, 74, 75, 78; A. Malai (Caushany) 69, 74, 77, 78, 84; A. Markov (Moscow) 85; L. Markovich (Brest) 69, 70, 73—75, 85; S. Maruk (Frunze) 70, 73-75; I. Medkov (Moscow) 74, 75, 77, 83-85; A. Mishurov (Zheleznovodsk) 84; V. Moroz (Minsk) 73, 74, 77; Kh. Murtazaev (Anjan) 75; S. Musaev (Baku) 69, 70, 73, 74, 83, 85; D. Nabutovsky (Novosibirsk) 69, 71, 74, 77, 84, 85; O. Nitsora (Gorky) 85; A. Noskov (Moscow) 69; Y. Oleinik (Moscow) 69; S. Orlov (Moscow) 69, 73, 75, 83, 86; A. Okapkin (Lviv) 74; A. Pavelev (Frisino) 85; I. Pilnikkov (Tambov) 74, 75, 84; R. Pozosyan (Baku) 74; O. Pyzirko (Prianu) 78, 83-85; M. Pustilnik (Sverdlovsk) 69-75, 83, 84; Sh. Rzayev (Baku) 73, 74; S. Rodtsov (làng Bolshevo, vùng Moscow) 69, 73, 74; M. Rosenbere (Leningrad) 69, 70, 73, 77, 78, 85; I. Rosenbin (Kyiv) 70, 74, 78, 84; V. Romashin (Donetsk) 69, 70, 74, 75, 77; V. Rybenkov (Makhachkala) 69, 74, 75, 81, 84, 85; A. Rylykov (Saratov) 69—71, 73—75, d=10d=10 cm. Xác định độ dịch chuyển góc và tuyến tính của chùm tia nhị diện đối với chùm tia tới.

  1. Một tia sáng chiếu tới một tấm thủy tinh có chiết suất n=1,5n=1,5. Góc tới của chùm tia là bao nhiêu nếu góc giữa hai bản phản xạ của tụ điện là γ=90∘\gamma=90^\circ?

  2. Góc giới hạn phản xạ toàn phần của ống khói tại ranh giới với không khí là α01=42∘\alpha_{01}=42^\circ (sin⁡42∘=0,669\sin 42^\circ=0,669), và tại ranh giới với nước −α02=62∘30′-\alpha_{02}=62^\circ 30' (sin⁡62∘30′=0,887\sin 62^\circ 30'=0,887). Tìm tốc độ ánh sáng trong nước.

  3. Một nguồn sáng chính xác được đặt trên hai bình chứa đầy chất lỏng có độ cao hh. Một tấm tròn đục nổi trên bề mặt sao cho tâm của nó ở phía trên nguồn sáng. Khoảng cách này phải đặt bán kính bằng bao nhiêu để mạch được điều chỉnh theo bước sóng λ2=240\lambda_2=240 m?

  4. Một tấm gương phẳng nằm ở đáy nằm ngang của một bình chứa nước. Độ sâu của bể chứa là bao nhiêu nếu tia phản xạ từ gương nổi lên trên mặt nước ở khoảng cách l=3l=3 m tính từ điểm nó đi vào nước? Góc tới của chùm tia trên mặt nước là α=30∘\alpha=30^\circ, chiết suất của nước là n=1,33n=1,33.

  5. Đường thu thập cung cấp hình ảnh thực của predmeta, được phóng đại Γ=2\Gamma=2 lần. Xác định tiêu cự của đường thẳng nếu khoảng cách giữa đường thẳng và ảnh là predmeta f=24f=24 cm.

  6. Đường đi của chùm tia 1 đi qua thấu kính tán xạ được thể hiện trên Hình 10. Chùm tia 2 truyền sau thấu kính theo hướng nào?

Tờ 65

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

63

đ) ] 1; +∞ [; g) ] 3−52 \frac{3-\sqrt{5}}{2} ; 12 \frac{1}{2} [U] 1;
3+52 \frac{3+\sqrt{5}}{2} [; 3) x=π2+2πk x=\frac{\pi}{2}+2\pi k (k=7, 8, 9, …);
i) ] 12 \frac{1}{2} ; 1 [; j) [−π6+2πk;76π+2πk] \left[-\frac{\pi}{6}+2\pi k ; \frac{7}{6}\pi+2\pi k \right] (k∈Z); k) ] πk;π2+2πk \pi k ; \frac{\pi}{2}+2\pi k [(k∈Z). 11. a) Xem
hình 1; 6) Xem hình. 2; c) Xem hình. 3.
12. a) −21,21 -\sqrt{21}, \sqrt{21} ; 6) ] −∞;−25 -\infty; -25 [U] 1;
+∞ [. 13. a=-3, b=2. 14. a) ] −1;+∞ -1; +∞ [;
6) ] −∞;0 -\infty; 0 [. 15. a) [2; 4 [U] 4; 5 [;
6) [−π2+2πk;π2+2πk] \left[-\frac{\pi}{2}+2\pi k ; \frac{\pi}{2}+2\pi k \right] (k∈Z);
c) ] −∞;12 -\infty; \frac{1}{2} . 16. [5;15] [\sqrt{5}; \sqrt{15} ] .

  1. a) Gợi ý. x2=∣x∣ \sqrt{x^2}=|x| ; 6) Gợi ý.
    Trong cùng một hệ tọa độ, xây dựng đồ thị tuần tự của các hàm log⁡0.5x,log⁡0.5∣x∣,log⁡0.5∣2x∣, \log_{0.5} x, \log_{0.5} |x|, \log_{0.5} |2x|,
    log⁡0.5∣2x−1∣,log⁡0.5∣2x−1∣+2 \log_{0.5} |2x-1|, \log_{0.5} |2x-1|+2 ; 18. A (-1; 3)
    và A′(−1;−3),B(−4;−3) A' (-1; -3), B (-4; -3) và B′(−4;3) B' (-4; 3) .

Phân tích

  1. -1. 2. -3,6 sin 1,8x+cos 2x. 3. y=4x−8 y=4x-8 .
  2. y=−4x+3 y=-4x+3 và y=4x−13 y=4x-13 . 5. a) Khoảng tăng dần ] −∞;−2 -\infty; -2 ] và [2; +∞ [,
    khoảng giảm dần ] −2;0 -2; 0 [ và ] 0; 2 ];
  1. Giảm R. 6. tối đa f(x)=f(0)=2 f(x)=f(0)=2 .
    [0; 2π]
  1. 16 cm và 43 4\sqrt{3} cm.

Hình học

  1. bcb+c2 \frac{bc}{b+c} \sqrt{2} . 3. 1+sin⁡α21−sin⁡α2 \frac{1+\sin \frac{\alpha}{2}}{1-\sin \frac{\alpha}{2}} . 4. (2−1)R (\sqrt{2}-1)R .

  2. a) ] 2a; 2(a+b) [; 6) [a2;+∞ [\frac{a}{2}; +\infty .

  3. ] 0; a24 \frac{a^2}{4} ctg α2 \frac{\alpha}{2} . 7. 2(2−1 \sqrt{2}-1 )S. 8. PO⃗= \vec{P O}= =2PA⃗+2PB⃗ =2\vec{P A}+2\vec{P B} . 9. a⃗=−32b⃗−3c⃗ \vec{a}=-\frac{3}{2}\vec{b}-3\vec{c} . 10. 132−1 \frac{1}{\sqrt{3}\sqrt{2}-1} .

  4. Bởi vì V=1/3rS V=1/3rS (V là thể tích của khối đa diện, r là bán kính của quả cầu nội tiếp trong đó, S là diện tích bề mặt của nó).

Vật lý
Bài thi viết
Tùy chọn 1

  1. 1a, 2a, 36, 4d, 5d, 6c, 76, 8a, 96, 106.
    III. 1. E=mg(v0−t−gt2/2)=160 E=mg(v_0-t-gt^2/2)=160 J. 2. p= p= =1,6⋅105/V =1,6 \cdot 10^5/V . 3. Q=UM2τ/(2R)=67,5 Q=U_M^2\tau/(2R)=67,5 kJ.
  2. r=h/n2−1≈2,28 r=h/\sqrt{n^2-1} \approx 2,28 m.
    Tùy chọn 2
  3. t=l/v0=3 t=l/v_0=3 tr. 5. l=U2τηS/(cmΔtη)≈2,8 l=U^2\tau\eta S/(cm\Delta t\eta) \approx 2,8 m.
    Bài thi vấn đáp

Cơ học

  1. Có thể xảy ra hai trường hợp: a) hòn đá được ném xuống một góc α=1/2 \alpha=1/2 arctan (1/2) so với đường chân trời;
  1. một hòn đá được ném lên trên một góc α=90∘−1/2 \alpha=90^\circ-1/2 arctan (1/2) so với phương ngang.
  1. x=2πT2h3g≈4,5 x=\frac{2\pi}{T} \sqrt{\frac{2h^3}{g}} \approx 4,5 xem
  2. μ=tgα≈0,58 \mu=tg \alpha \approx 0,58 .
  3. T′=F−T=70 T'=F-T=70 H.

Chất lỏng và khí

  1. V′=V(1−ρB/(2η))=1,86⋅10−4 V'=V(1-\rho_B/(2\eta))=1,86 \cdot 10^{-4} m3^3.
  2. h0=M/(ρBld)≈5 h_0=M/( \rho_B ld ) \approx 5 cm; m=ρBld(h−h′)−M= m=\rho_B ld(h-h')-M= 6,8⋅103 6,8 \cdot 10^3 kg =6,8=6,8 t.
  3. A=p0S(H−h)+p0Sh/2=1,5⋅104 A=p_0S(H-h)+p_0Sh/2=1,5 \cdot 10^4 J.

Vật lý phân tử. Kể hiện tượng

  1. ρ=ρ0p/p0=0,48 \rho=\rho_0p/p_0=0,48 kg/m3\mathrm{m}^3.
  2. m=paVρ0T0p0(1T1−1T2)=6,35 m=\frac{p_aV\rho_0T_0}{p_0}\left(\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2}\right)=6,35 kg.
  3. Δm=μ(p2−p1)V/(2RT)≈2,6⋅10−3 \Delta m=\mu(p_2-p_1)V/(2RT) \approx 2,6 \cdot 10^{-3} kg.
  4. r=μ/(2ηNA)3≈2,8⋅10−10 r=\sqrt[3]{\mu/(2\eta N_A)} \approx 2,8 \cdot 10^{-10} m, trong đó NA= N_A= 6⋅1023 6 \cdot 10^{23} mol −1 ^{-1} Số Avogadro.
  5. T=TK−Lτ2/(cτ1)≈333 T=T_K-L\tau_2/(c\tau_1) \approx 333 K hoặc t≈60∘ t \approx 60^\circ C.
  6. m=c0(tK−t0)λ+c(tππ−tK)≈6,5 m=\frac{c_0(t_K-t_0)}{\lambda+c(t_{\pi\pi}-t_K)} \approx 6,5 kg.

Nguyên tắc cơ bản của điện tử

  1. E=2qcos⁡60∘/(4πε0a2)=40,5 E=2q \cos 60^\circ/(4\pi\varepsilon_0 a^2)=40,5 В/m\mathrm{m}.

Tờ 67

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

Trang cờ vua

Tư vấn: nhà vô địch cờ vua thế giới, đại kiện tướng quốc tế A. E. Karpov. Trang này được điều hành bởi E. Ya. Gik, Bậc thầy thể thao cờ vua của Liên Xô, Ứng viên khoa học kỹ thuật.

BA TẬP
VỚI SỰ HY SINH CỦA NỮ HOÀNG
Những sự kết hợp đẹp và nổi bật nhất trên bàn cờ là những sự kết hợp trong đó một bên hy sinh quân hậu (xem «Kvant», 1982, số 10). Hôm nay chúng ta quay lại chủ đề này một lần nữa.

M. Tal - A. Hecht
(Olympic Cờ vua, 1962)

Phát hiện ra rằng 30. N:h6+B:h6 31. R:f8+Kxf8 32. Q:h6+Ke8 không gây nguy hiểm cho Đen, kỳ thủ Thụy Điển lập “cửa sổ” - 30. g3. Tuy nhiên, 30…h5 đã theo sau! và sau 31. Ng5 Q:b2 32. Ke6 R:f1+33. Hỏi:f1 Bf6! 34. Rd8+Npf7 35. Ng5+Ke7 36. N:e4 K:d8 giao dịch trắng. Trong khi đó, họ có thể tạo ra một “tác phẩm không thể đo lường được” - 30. Qxh6!! Rf6 (30…C:h6 31. N:h6+Nph8 32. R:f8×, 30…R:f7 31. Rd8+) 31. Q:h8+!! Đen sẽ buộc phải chấp nhận hy sinh và sau 31… B:h8 nhận được một “dây đeo vai” hiệu quả - 32. Kh6× (dây đeo vai - quân đen và giám mục, vì vua không thể di chuyển).

Và một trường hợp nữa - từ đảng của người đứng đầu trang.

E. Gik - M. Mukhin (Moscow, 1969)

  1. ừ! ba. Vì vậy, Spherzem Whites chia tay, nhưng đây không phải là kết thúc. 20. fg Rg8 21. Bf5!! Trong trường hợp bắt được c4 (hoặc f5), Trắng, thậm chí không cần có quân hậu, đã nhanh chóng đạt được mục tiêu, ví dụ: 21…Q:c4 22. Rfe1+Qe6 23. R:e6+fe 24. B:g6+Kpd7 25. Rd1+Kpc7 26. Bg3+Kpb6 27. Rb1+Kpa6 28. Cd3+Kpa5 29. Сc7×. Thật tiếc khi loại bia dễ thương này không có màu đen đẹp hơn. Việc tiếp tục được chọn vẫn không cứu được họ và về mặt thẩm mỹ, trò chơi rõ ràng đã thua. 21…K:h4 22.С:e6 Ca6 23. Kd6+Kpe7 24. Bc4! Trắng có lợi thế quyết định mà họ đã mang đến chiến thắng.

Trong tập tiếp theo, người tham gia Mihanl Tal, sự hy sinh của nữ hoàng vẫn ở phía sau hậu trường. Nó lại xảy ra ở Thế vận hội, nhưng đúng 20 năm sau.

Trong tình huống này, trận đấu bị hoãn lại, và khi trọng tài mở phong bì, tôi gần như không thể tạo ra niềm vui. Nước đi được ghi lại 41…Qc2 cho phép tôi chuẩn bị một sân nhà đẹp mắt: 42. Rxf4! gf43. Qe6+Rf7 44. Rg6+Kpf8 45. Qg4 Qf5 46. Rg8+Ke7 47. Qe2+Kpd7 48. Qe6+! v.v. Nhưng tính toán của tôi đã đi quá xa. Ngay khi tôi lấy phong bì 42. Rxf4, ngay sau đó đánh giá sai 42…

Hỏi:g2+!! Khi ý thức trở lại với tôi, tôi tin chắc rằng mình đã không còn quân xe sạch - 43. Kr:g2 gf+ và 44…fe. Chà, ai có thể ngờ được một cuộc tranh cãi ngấm ngầm như vậy từ đối tác! Tôi đành phải bỏ cuộc ngay lập tức. Nhân tiện, khi mỗi người trong chúng tôi thể hiện một vị trí nổi bật với người chơi của mình, tất cả họ đều đưa ra cho Trắng quyền “quyết định” được thực hiện với quân xe ở f4. Tài liệu hữu ích cho các nhà tâm lý học! Đối tác của tôi Mihanl Mukhin là một kỳ thủ cờ vua cực kỳ tài năng. Thật không may, anh ta không có thời gian để trở thành một đại kiện tướng vì anh ta chết rất nặng. Năm 1972, tại giải vô địch quốc gia, ông chia sẻ vị trí thứ ba - thứ năm với các ông lớn V. Savon và G. Kuzmin (danh hiệu vô địch Liên Xô thuộc về M. Tal). Hầu như tất cả những người tham gia chuyến lưu diễn hóa ra là của anh ấy đều đã là những người vĩ đại hoặc sẽ sớm trở thành một người như vậy. Ở giải đấu kéo dài hai hiệp phụ, Mukhin không thua Kuzmin và Savon, cả ba đều ghi được 2 điểm và chỉ hệ số của trọng tài xếp Mukhin vào giải quốc tế.

Nhiệm vụ thi đấu

  1. Thắng

  2. Thắng

Hạn chót gửi lời giải là ngày 25/8/1983 (có ghi chú khai mạc: “Thi cờ «Kvant»”, nhiệm vụ 11, 12)).

Tờ 68

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

Giá 40 kopecks.
Chỉ số 70465

Chúng tôi đưa ra một bài kiểm tra nhỏ để kiểm tra trí tưởng tượng về không gian. Các hình khối được thể hiện bên trái: phần trên được cắt thành hai phần giống hệt nhau, phần dưới được cắt thành hai phần không chịu lực. Bên dưới là mười lăm khối, mỗi khối được cắt thành hai phần, với tất cả các “nửa lông vũ” được ký hiệu bằng các số 1-15 và tất cả các “nửa thứ hai” được ký hiệu (theo một thứ tự khác) bằng các chữ cái a - n. Với mỗi nửa từ 1 đến 15, hãy tìm cặp của nó trong số a - n.

V. F. KANEV