Kvant
Kvant 1987, số 2

Kvant 1987, số 2 · Trang

Tờ 1

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

ISSN 0130—2221
QUANTUM
khoa học đại chúng
vật lý và toán học
tạp chí
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
87

Tờ 2

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

Tờ 3

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

Trong phòng:

2 A.I. Kostrikin. Nhóm đơn giản
8 A. V. Sosinsky. Nhóm hữu hạn
13 S. G. Semenchisky. Hiệu ứng Hall: năm 1879 - năm 1980
19 D. G. Krutozin. Hành trình qua máy vi tính

Sách vấn đề «Kvant»
22 Bài toán M1026 — M1030; F1038 — F1042
24 Lời giải bài toán M1006 — M1009; F1017 — F1022
32 Số có ba chữ số và chữ ghép

«Kvant» cho học sinh nhỏ
37 Bài toán
38 N. A. Đất Mẹ. Những con số có thể cho bạn biết điều gì?

Trường học ở «Kvant»
41 Toán 8, 9, 10

Phòng thí nghiệm «Kvant»
43 MP Bronstein. Người phát minh ra máy điện báo vô tuyến

Xưởng của người nộp đơn
48 V. E. Belonuchkin. Điều động trong không gian

Các lựa chọn thi tuyển sinh

57 Đáp số, gợi ý, lời giải
«Kvant» mỉm cười (18, 51)
Trang bìa của chúng tôi (36)
Pha trộn (36)
Trang cờ vua
Những khám phá nghịch lý của máy tính (trang bìa thứ 3)

Byushek của chúng tôi

Trang đầu tiên của bìa thể hiện một ống góp được xây dựng theo epirus thể hiện ở trang thứ hai của bìa. Cách xây dựng một đa tạp như vậy được mô tả trên trang. 36.

© Nhà xuất bản Nuka. Tòa soạn chính văn học vật lý và toán học, «Kvant», 1987

Tờ 5

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

3

một người đàn ông đẹp trai, mắt to, đang chăm chú viết những dấu hiệu tanish vào một cuốn sổ nhỏ và nói với giọng tất nhiên là một giọng điệu của người Đức.

Trong một nhà tù gần Paris, những ý tưởng sâu sắc của Sophus Lie về ứng dụng lý thuyết nhóm trong giải tích, đặc biệt là trong các phương trình vi phân, đang chín muồi. Nền tảng của một lý thuyết đã phát triển hiệu quả cho đến ngày nay sẽ xuất hiện – lý thuyết về nhóm Lie. Và ở quê hương mình, Klein đang cân nhắc vai trò của các nhóm trong hình học. Vai trò này hóa ra lại mang tính quyết định đối với chính nền tảng của khoa học hình học, và Klein giải thích điều này bằng một trở ngại trong ý nghĩa của chương trình Ergantzen.*)

Bài toán phân loại nhóm hữu hạn

Nhóm không chỉ hoạt động như một phương pháp trong các lĩnh vực toán học khác nhau mà đang dần trở thành một chủ đề nghiên cứu độc lập.

*) Xem «Kvant», 1975, số 12, tr. 6.

Quá trình nhóm hữu hạn lẻ tẻ

Nhóm | Năm khai trương | Đặt hàng theo nhóm | tác giả

M11M_{11} | 1861 | 24325⋅11=79202^4 3^2 5 \cdot 11=7920 | {Mathieu}

M12M_{12} | 1861 | 2635⋅11=950402^6 3^5 \cdot 11=95040 | {Yanko}

M22M_{22} | 1873 | 27325⋅11=4435202^7 3^2 5 \cdot 11=443 520 | {Higman, Sims}

M23M_{23} | 1873 | 27325⋅7⋅11⋅23=102009602^7 3^2 5 \cdot 7 \cdot 11 \cdot 23=10 200 960 | {Hội trường, Giếng}

M24M_{24} | 1873 | 210335⋅7⋅11⋅23=2448230402^{10} 3^3 5 \cdot 7 \cdot 11 \cdot 23=244 823 040 | {McLaughlin}

J1J_1 | 1965 | 233⋅5⋅7⋅11⋅19=1755602^3 3 \cdot 5 \cdot 7 \cdot 11 \cdot 19=175 560 | {Suzuki}

HSHS | 1967 | 2932537⋅11=443530002^9 3^2 5^3 7 \cdot 11=44 353 000 | {Higman, McKay}

J2=HJJ_2=HJ | 1967 | 273352=6048002^7 3^3 5^2=604 800 | {Conway}

McMc | 1968 | 2730537⋅11=8981280002^7 3^0 5^3 7 \cdot 11=898 128 000 | {Đồi, Giếng}

SzSz | 1968 | 21337527⋅11⋅132^{13} 3^7 5^2 7 \cdot 11 \cdot 13 | {Fischer}

J3=HJMJ_3=HJM | 1968 | 27355⋅17⋅19=502329602^7 3^5 5 \cdot 17 \cdot 19=50 232 960 | {Higman, McKay}

Co1Co_1 | 1968 | 22139547211⋅13⋅232^{21} 3^9 5^4 7^2 11 \cdot 13 \cdot 23 | {Conway}

Co2Co_2 | 1968 | 21836537⋅11⋅232^{18} 3^6 5^3 7 \cdot 11 \cdot 23 | { Hill, Higman và cộng sự. }

Co3Co_3 | 1968 | 21037537⋅11⋅232^{10} 3^7 5^3 7 \cdot 11 \cdot 23 | {Fischer}

He=HHMHe=HHM | 1968 | 21035273⋅172^{10} 3^5 2^7 3 \cdot 17 | { Hill, Higman và cộng sự. }

F22F_{22} | 1969 | 21739527⋅11⋅132^{17} 3^9 5^2 7 \cdot 11 \cdot 13 | {Fischer}

F23F_{23} | 1969 | 218313527⋅11⋅13⋅17⋅23⋅292^{18} 3^13 5^2 7 \cdot 11 \cdot 13 \cdot 17 \cdot 23 \cdot 29 | { Luon, Sims }

F24F_{24} | 1969 | 2213165273⋅11⋅13⋅17⋅23⋅292^{21} 3^16 5^2 7^3 \cdot 11 \cdot 13 \cdot 17 \cdot 23 \cdot 29 | {Rudwalis, Conway, v.v.}

Ly=LySLy=LyS | 1970 | 283756⋅7⋅11⋅31⋅37⋅672^8 3^7 5^6 \cdot 7 \cdot 11 \cdot 31 \cdot 37 \cdot 67 | {Ngư dân, Sims}

RuRu | 1972 | 2143353⋅7⋅13⋅292^{14} 3^3 5^3 \cdot 7 \cdot 13 \cdot 29 | {Sims}

O=O′NSO=O'NS | 1973 | 29345⋅73⋅11⋅19⋅312^9 3^4 5 \cdot 7^3 \cdot 11 \cdot 19 \cdot 31 | {O’Nan, Sims}

F2=BF_2=B | 1973 | 2413135672⋅11⋅13⋅17⋅19⋅23×31⋅472^{41} 3^13 5^6 7^2 \cdot 11 \cdot 13 \cdot 17 \cdot 19 \cdot 23 \times 31 \cdot 47 | { Simt, Thompson }

F3=EF_3=E | 1974 | 2153105372⋅13⋅19⋅312^{15} 3^10 5^3 7^2 \cdot 13 \cdot 19 \cdot 31 | {Conway, Fisher, v.v.}

F5=OF_5=O | 1974 | 2143656⋅7⋅11⋅192^{14} 3^6 5^6 \cdot 7 \cdot 11 \cdot 19 | {Conway, Fisher, v.v.}

M=F1M=F_1 | 1974 | 2463205976112133⋅17⋅19⋅23×29⋅31⋅41⋅47⋅59⋅712^{46} 3^20 5^9 7^6 11^2 13^3 \cdot 17 \cdot 19 \cdot 23 \times 29 \cdot 31 \cdot 41 \cdot 47 \cdot 59 \cdot 71 | {Fischer, Griess}

J4J_4 | 1975 | 22133⋅5⋅7⋅113⋅23⋅29⋅31×37⋅432^{21} 3^3 \cdot 5 \cdot 7 \cdot 11^3 \cdot 23 \cdot 29 \cdot 31 \times 37 \cdot 43 | { Conway, Yanko và cộng sự. }

Tờ 6

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

4

của các nhóm đơn giản. Và do đó việc phân loại bài toán các nhóm hữu hạn đơn giản trở thành ưu tiên hàng đầu.

Biết rằng nhóm hữu hạn bất kỳ là nhóm con của một trong các nhóm hoán vị SnS_n, n=1,2,…n=1, 2, \dots (xem trang 9 của số này). Do đó, việc tìm kiếm nhóm hữu hạn đơn giản có thể bắt đầu bằng việc nghiên cứu các nhóm con của nhóm SnS_n.

Nhưng một nhóm đơn giản là gì? Chúng ta hãy gọi một thuật toán gorodophysical α\alpha: G→HG \rightarrow H đơn giản hóa nếu mẫu α(G)⊂H\alpha(G) \subset H của nó có nhiều hơn một phần tử nhưng ít hơn trong GG. Một nhóm hữu hạn GG được gọi là nhóm đơn nếu nó không có các phép gorodophism đơn giản hóa.

Ví dụ rõ ràng nhất về nhóm đơn giản là nhóm tuần hoàn ZpZ_p của bất kỳ cấp nguyên tố nào pp:

Zp={z,z2,…,zp=ez=(12…(p−1)p12…p1)⊂Sn.Z_p = \begin{cases} z, z^2, \dots, z^p = e \\ z = \begin{pmatrix} 1 & 2 & \dots & (p-1) & p \\ 1 & 2 & \dots & p & 1 \end{pmatrix} \end{cases} \subset S_n.

Thực tế, nếu có một gorodophysical đơn giản hóa α\alpha: Zp→HZ_p \rightarrow H, thì một trong các phần tử ee không bằng nhau w∈Zpw \in Z_p sẽ trở thành một, nhưng khi đó bất kỳ phần tử nào từ ZpZ_p sẽ trở thành một (nghĩ tại sao) và α(Zp)={e}\alpha(Z_p) = \{e\} - một mâu thuẫn! Ở đây, sự đơn giản của pp là điều cần thiết hoặc nhóm ZmZ_m với tổ hợp mm có thể được ánh xạ đồng hình vào ZkZ_k, trong đó kk là ước số của mm.

Nhóm đơn giản nhất: hai chuỗi đại số

Có nhiều nhóm hữu hạn nguyên tố ZpZ_p vô cùng (vì có nhiều số nguyên tố vô cùng), nên các nhóm ZpZ_p tạo thành một chuỗi (vô hạn) của các nhóm hữu hạn đơn giản. Có một loạt các nhóm đơn giản khác được mô tả dễ dàng, được gọi là nhóm xen kẽ AnA_n, n=1,2,…n=1, 2, \dots, giống nhau

Tờ 7

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

5

nhóm bậc n và được ký hiệu là AnA_n. Có thể chứng minh rằng nhóm AnA_n có n!/2n!/2 phần tử và với n>4n > 4 nhóm AnA_n là đơn giản. Vì vậy, các nhóm quen thuộc

AnA_n, n=5,6,7,…n = 5, 6, 7, \dots,

tạo thành dãy thứ hai của các nhóm đơn hữu hạn.

Mười sáu chuỗi hình học

Các nhóm đơn giản hữu hạn không bị giới hạn trong chuỗi ZpZ_p và AnA_n. Có 16 dãy nhóm hữu hạn đơn giản khác. Chúng đã phức tạp hơn rồi. Các nhóm của chuỗi này thường là các nhóm con hữu hạn của “nhóm Lie”. Chúng ta có thể nói rằng chúng có tính chất hình học hơn là đại số. Nhiều nhà toán học đã tham gia khám phá của họ. Vai trò cơ bản do công trình của người Pháp C. Chevalley đảm nhận, được thực hiện ngay sau chiến tranh và hoàn thành vào những năm 50. Chuỗi hình học vô hạn bao gồm phần lớn các nhóm đơn giản điển hình và thừa nhận nhiều cách mô tả khác nhau, được điều chỉnh cho các mục đích khác nhau.

Nhóm đơn giản lẻ tẻ

Rất lâu trước khi bài toán, dẫn đến tất cả 18 chuỗi vô hạn các nhóm đơn giản hữu hạn, bị khuất phục trước làn sóng các nhà nghiên cứu, sự tồn tại của các nhóm đơn giản biệt lập được gọi là “lẻ tẻ” đã được biết đến. Trước năm 1965, chỉ có 5 công ty và tất cả đều gắn liền với tên tuổi của nhà toán học phân tích người Pháp E. Mathieu. Từ “nhóm” không xuất hiện trong tiêu đề các tác phẩm của ông giai đoạn 1861-1873, trong đó các hàm và tổ hợp cấu trúc được mô tả trong các không gian có chiều 12 và 24 với tính đối xứng rất đặc biệt và màu đỏ. Sự đối xứng này được điều khiển bởi năm nhóm, ngày nay gọi là nhóm Mathieu (xem bảng trang 3). Điều thú vị là trong nhóm thời gian của chúng ta

Mathieu là cơ sở cho việc xây dựng các mã hiệu chỉnh có hiệu quả cao.

Nói chung, năm nhóm Matte đơn giản tồn tại một mình, tồn tại một nửa trong khoảng một thế kỷ, cho đến năm 1965 3. Janko từ Heidelberg đã tìm thấy một nhóm đơn giản khác, cũng không phù hợp với bất kỳ chuỗi vô hạn nào. Nhưng nó không được tìm thấy một cách tình cờ mà trong quá trình lời giải một phân loại đặc biệt bài toán. Mười nhà toán học khác cũng giải quyết những vấn đề tương tự. Thành công của 3. Yanko, người sau đó đã mở thêm ba nhóm lẻ tẻ nữa, đóng vai trò là một người lập danh mục. Giống như những cây nấm sau Jedi, người ta quan sát thấy nó được xây dựng - không có lý do, không thể hiểu được từ đâu, với sự trợ giúp của máy tính và không có máy tính, ngày càng nhiều nhóm đơn giản lẻ tẻ mới bắt đầu xuất hiện. Tên của những “người hái nấm” thành công, ở dạng viết tắt được lặp lại bằng tên của chính những “nấm” - các nhóm lẻ tẻ, được đưa ra trong bảng đã đề cập, cột thứ hai cho biết năm phát hiện. Năm nay không phải lúc nào cũng trùng với năm nhóm thực sự được thành lập.

“Quái vật lớn” và “Quái vật Bzbi”
Nhóm lớn nhất trong số các nhóm rời rạc F1F_1, hoặc MM, xứng đáng có một câu chuyện riêng. Sự tồn tại của nó lần đầu tiên

baby monster

241 3.5 6.2
11·13·17·19
23·31·47

Tờ 8

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

6

được dự đoán độc lập bởi B. Fischer, J. Thompson và R. Griss vào năm 1974. Một cách xây dựng chặt chẽ của nhóm này chỉ được đề xuất vào năm 1981 bởi Griss, dựa trên một số họ phép quay trong một không gian có chiều 196883 (!) Số phần tử của nhóm này - nếu tôi có thể nói như vậy - nhóm đơn giản là 808.017.424.794.512.875.886.459.904 961 710 757 005 754 368·10⁹ (khoảng 10⁵⁴). Không có gì đáng ngạc nhiên khi các nhà toán học gọi nó là “con quái vật lớn” và mất nhiều thời gian cố gắng chứng minh sự tồn tại của nó. Đáng chú ý là Griess đã làm mà không cần sự trợ giúp của máy tính và do đó đã cứu được nhiều nhóm lẻ tẻ khác khỏi những lần sinh nở đầu tiên trên máy tính, hóa ra là “đứa con” (tức là các nhóm con) của quái vật F₁. Đặc biệt, chúng bao gồm nhóm F₂, được gọi là “quái vật con” và trước đây được nhận ra bằng các hoán vị trong Sₙ với n gần bằng 14·10⁹ (!). Theo thời gian, những mối liên hệ tích cực giữa con quái vật và các nhánh toán học cổ điển (chẳng hạn như lý thuyết số) đã được phát hiện và “những tưởng tượng về chủ đề quái vật” trở nên phổ biến, không loại trừ những điểm tương đồng xa vời giữa tính đối xứng kiểu F₁ và các lý thuyết vật lý mới nhất.

Lý thuyết và trực giác

Mặc dù đã nảy sinh các cổ đông xung quanh các thiết kế nêu trên, nhưng không nên nghĩ rằng việc tìm kiếm các nhóm lẻ tẻ kỷ lục đã biến thành một cuộc thi thể thao vô nghĩa, thời điểm của các cuộc thi phổ biến ở Mỹ về số lượng sinh viên được đặt trong bốt điện thoại. Việc xây dựng các nhóm rời rạc tiếp tục đi theo con đường của trực giác sâu sắc nhất và những thỏa thuận hợp lý được quy định bởi lý thuyết phân loại, được phát triển trong suốt 25 năm bởi hàng loạt nhà toán học lớn. Vào đầu thời kỳ đáng kinh ngạc này trong lịch sử đại số là J. Thompson và W. Feit, những người đã chứng minh rằng mọi nhóm đơn giản cấp lẻ (nghĩa là có số phần tử lẻ) phải là nhóm tuần hoàn Zₚ cho một số nguyên tố p không đồng nhất. Bằng chứng này mất 250 trang văn bản tạp chí khô khan (!), nhưng nó chứa đựng mầm mống của toàn bộ lý thuyết tiếp theo.

Ngoài những thông điệp lý thuyết nhóm tổng quát, việc xây dựng từng nhóm lẻ tẻ riêng lẻ còn dựa trên những ý tưởng sâu sắc từ các nhánh toán học khác. Do đó, trong công trình của J. Conway, người đã phát hiện ra ba nhóm lẻ tẻ, cả lý thuyết mã hóa và các kết quả thay thế về sự đóng gói dày đặc của một hình cầu trong hình học đa chiều đều được sử dụng đồng thời. Và ở đây trực giác ba chiều được tuyên bố thường mở ra.

Một tấm gương đáng kính*)

Xét một hình vuông có cạnh dài 4 với tâm ở gốc của mặt phẳng R2. Ở bốn góc của nó bằng lúa mì có bốn vòng tròn bán kính 1, như được hiển thị ở hình. Mỗi phần tử là một hình vuông có cạnh dài 4 với tâm ở gốc tọa độ và đặt ở 8 góc của nó một hình cầu có bán kính 1. Mỗi hình cầu là một lý thuyết phân loại đã được phát triển trong hơn 25 năm bởi một loạt các nhà toán học lớn. Vào đầu thời kỳ đáng kinh ngạc này trong lịch sử đại số là J. Thompson và W. Feit, những người đã chứng minh rằng mọi nhóm đơn giản cấp lẻ (nghĩa là có số phần tử lẻ) phải là nhóm tuần hoàn Zₚ cho một số nguyên tố p không đồng nhất. Bằng chứng này mất 250 trang văn bản tạp chí khô khan (!), nhưng nó chứa đựng mầm mống của toàn bộ lý thuyết tiếp theo.

Bây giờ chúng ta hãy chuyển sang không gian ba chiều R³ và lặp lại quá trình, bắt đầu với một khối lập phương có cạnh 4 với tâm ở gốc tọa độ và đặt các quả cầu có bán kính 1 vào 8 góc của nó. Mỗi quả cầu là một lý thuyết phân loại đã được phát triển trong hơn 25 năm bởi nhiều nhà toán học lớn. Ở điểm bắt đầu của không gian R³ này, hãy xem xét một khối lập phương n chiều có cạnh 4 có tâm ở gốc tọa độ và đặt nó vào

*) Theo J. Ivinug (The Mathematical Intelligencer, 1980, 3, No. 1, pp. 45-46).

Tờ 10

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

8

NHÓM HỮU HẠN

Ứng viên Khoa học Vật lý và Toán học
A. V. SOSINSKY

Khái niệm nhóm, đặc biệt là nhóm hữu hạn, là một trong những khái niệm quan trọng nhất trong toán học. Đồng thời, một trong những ứng dụng phổ biến nhất và hữu ích nhất.

Ví dụ, nếu không có các nhóm hữu hạn, không thể chỉ ra phương trình đại số nào có thể giải được bằng căn thức và phương trình nào không, để mô tả cách cấu trúc của các tinh thể hoặc tạo ra các mã sửa lỗi. Tuy nhiên, chúng ta sẽ không nói về điều này ở đây mà sẽ giới hạn ở những ví dụ đơn giản nhất về nhóm hữu hạn.

Minh họa: Nhóm hành động

Một tập hợp không trống gồm một số hành động có thể được thực hiện tuần tự được gọi là một nhóm nếu tập hợp này cho mỗi hành động nhất thiết phải chứa nghịch đảo của nó và kết quả của việc thực hiện tuần tự hai hành động bất kỳ cũng là một hành động từ tập hợp này.

Để minh họa, hãy xem xét hành động của nhân viên giao hàng thực hiện lệnh diễn tập (hình 1). Các chuỗi hành động này tạo thành nhóm R(□)={C,Π,J,K}R(\square) = \{C, \Pi, J, K\}. Như vậy, kết quả thực hiện tuần tự các hành động P và K (ở bên phải và dốc) sẽ trùng với kết quả của hành động L (ở bên trái); cái này được viết là K⋅Π=JK \cdot \Pi = J. Tương tự như vậy J⋅Π=Π⋅J=K⋅K=CJ \cdot \Pi = \Pi \cdot J = K \cdot K = C. Các phần tương ứng còn lại trong nhóm có thể được trích xuất từ ​​bảng nhân của nó được hiển thị trong hình 1. Ở đây, hành động C đóng một vai trò đặc biệt, có thể được gọi là “tuần không có gì”. (Hành động như vậy chắc chắn tồn tại trong bất kỳ nhóm nào: chúng ta đạt được nó bằng cách thực hiện một hành động tùy ý, sau đó làm ngược lại). Hành động P và L của chúng ta nghịch đảo với nhau, hành động K nghịch đảo với chính nó, v.v.

Hãy xem xét một nhóm khác cũng bao gồm các lần lặp lại. Cụ thể là một nhóm các lần lặp lại của ngôi sao năm cánh Π(⋆)\Pi(\star) so với tâm của nó (hình 2). “Không phân chia” (trong trường hợp này, phần lặp lại trên 0∘0^\circ) được biểu thị bằng R0R_0 và các lần lặp lại còn lại (trên 72∘,144∘,216∘,288∘72^\circ, 144^\circ, 216^\circ, 288^\circ) được biểu thị bằng R1,R2,R3,R4R_1, R_2, R_3, R_4. Đây R2⋅R1=R1⋅R2=R3R_2 \cdot R_1 = R_1 \cdot R_2 = R_3,

Hình 2.

R3⋅R3=R1,R1⋅R4=R0R_3 \cdot R_3 = R_1, R_1 \cdot R_4 = R_0 (sau này có nghĩa là R4R_4 quay lại R1R_1), v.v. Tập hợp Π(⋆)={R0,R1,R2,R3,R4};∘\Pi(\star) = \{R_0, R_1, R_2, R_3, R_4\}; \circ tạo thành một nhóm.

Cuối cùng, hãy xem xét việc “đeo tất vào nhóm” (hình 3), bao gồm các hành động sau:

O=Оставь, как естьO = \text{Оставь, как есть},
Π=Сними и надень на другую ногу\Pi = \text{Сними и надень на другую ногу},
B=Сними, выверни и надень на ту же ногуB = \text{Сними, выверни и надень на ту же ногу},
Π′=Сними, выверни и надень на другую ногу\Pi' = \text{Сними, выверни и надень на другую ногу}.

Nó không làm gì ở đây - đây là OO, sau đó là Π⋅B=Π′,Π⋅B=Π′⋅Π′=0,Π′⋅Π=B\Pi \cdot B = \Pi', \Pi \cdot B = \Pi' \cdot \Pi' = 0, \Pi' \cdot \Pi = B, v.v.

Một lần nữa, chúng ta có nhóm H={O,Π,B,Π′;∘}H = \{O, \Pi, B, \Pi'; \circ\}, giống như R(□)R(\square), bao gồm bốn hành động. Tuy nhiên, các nhóm HH và R(□)R(\square) được coi là khác nhau: bảng nhân của chúng không chỉ khác nhau về cách chỉ định các phần tử mà còn về cấu trúc của chúng. Như vậy, dọc theo đường chéo của bảng nhân HH có hành động tương tự OO, trong khi trên đường chéo yR(□)y R(\square) này có các phần tử khác nhau.

Tôi nghi ngờ rằng hầu hết những độc giả hướng tới máy chủ đang ngày càng nhận thức được một số hình thức đào tạo, mang tất - thật là vô nghĩa, nó không hoàn toàn khoa học! Tôi vội phản đối: một cách khoa học, thậm chí rất nhiều. Bạn có biết một tập hợp các hành động đầu hàng thực sự được gọi là gì không? Nhóm tuần hoàn bậc 4 hoặc nhóm dư modulo 4. Và nhóm “ngón chân” của chúng ta là nhóm Klein. Sự quay của một ngôi sao là một trong những nhóm được gọi là nhóm hữu hạn đơn giản, mà cả một bài báo đã được viết trên số Kvanat này (xem trang 2), và hàng nghìn bài báo trên các tạp chí khác về nó.

Tờ 11

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

Nhóm hàm hình học đối xứng

Với mỗi hàm hình học F, người ta có thể liên kết, theo định nghĩa đầy đủ, một nhóm S(F), được gọi là nhóm tự lấy mẫu hoặc nhóm đối xứng với hàm này; theo định nghĩa, tập hành động của nó bao gồm tất cả các chuyển động kết hợp hàm F với chính nó. Ví dụ: S(□) bao gồm 8 hành động: bốn phép quay hình vuông (so với tâm của nó, bao gồm 0°) và bốn phép phản xạ (so với hai đường chéo và hai “đường trung bình” của hình vuông).

Trong nhóm S(△) mẫu tự của tam giác đều là 6 hành động, trong nhóm S(□) của hình vuông là 4. Bảng cửu chương của nhóm S(□) được thể hiện trên hình 4.

Hình 4.

Nếu so sánh bảng nhân của nhóm S(□) với bảng nhân của nhóm H, bạn sẽ nhận thấy rằng các bảng này chỉ khác nhau ở cách gọi tên các hành động. Nếu biến hành động giống như thế này:
O→R0,Π→R1,B→S1,Π′→S2,то одна таблица превращится в другую.\begin{array}{c} O \rightarrow R_0, \quad \Pi \rightarrow R_1, \quad B \rightarrow S_1, \quad \Pi' \rightarrow S_2, \\ \text{то одна таблица превращится в другую.} \end{array}

Các nhóm có sự trùng hợp (có sự thay đổi hành động phù hợp) với bảng nhân được gọi là nhóm đẳng cấu. Bây giờ chúng ta đã xác định rằng các nhóm S(□) và H là đẳng cấu (chúng thường được ký hiệu bằng chữ K để vinh danh F. Klein), và trước đó chúng ta đã nhận thấy rằng các nhóm này không đẳng cấu với nhóm R(□) của các tác dụng cộng.

Người đọc có thể đã đồng ý tại sao chúng tôi ký hiệu nhóm tác dụng gồm R(□): nó đẳng cấu với nhóm phép quay của một hình vuông so với tâm của nó qua các góc 2kπ/4, k=0, 1, 2, 3. Nhóm này là trường hợp đặc biệt (với n=4) của nhóm phép quay của nút n đều (so với tâm của nó), nhóm này còn được gọi là nhóm tuần hoàn theo thứ tự n-zo và thường được ký hiệu là Zn.

Trong đại số, các nhóm được nghiên cứu “đến mức đẳng cấu”, tức là các nhóm đẳng cấu không được phân biệt: một nhà đại số không quan tâm đến tên của nhóm và hành động của nó; điều quan trọng là anh ta phải biết cấu trúc của bảng nhân của nhóm.

Nhóm hoán vị và nhóm con của chúng

Hãy xem xét một tập hợp hữu hạn các đối tượng—ví dụ: năm. Hãy biểu thị các đối tượng bằng số và trọng số của tập hợp bằng N5={1, 2, 3, 4, 5}. Hoán vị i∈S5 của các đối tượng này là bất kỳ ánh xạ một-một i nào: N5→N5, tức là nói một cách đơn giản, một biến của các đối tượng. Chúng ta sẽ biểu thị số mới i(k) của mục thứ k bằng ik. Để rõ ràng, hoán vị i thường được trình bày dưới dạng bảng:

i=(12345i1i2i3i4i5).i = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ i_1 & i_2 & i_3 & i_4 & i_5 \end{pmatrix}.

Điều này giúp dễ dàng tìm được tích của các hoán vị i và j. Ví dụ, nếu

i=(1234543512),j=(1234523541),i = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ 4 & 3 & 5 & 1 & 2 \end{pmatrix}, \quad j = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ 2 & 3 & 5 & 4 & 1 \end{pmatrix},

thì k(3)=(i∘j)(3)=i(j(3))=i(5)=2, vì vậy

i∘j=(1234535214)i∘j = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ 3 & 5 & 2 & 1 & 4 \end{pmatrix}

(lưu ý rằng khi k=i∘j, j được thực thi trước, sau đó là i, và nó không giống nhau: i∘j≠j∘i - kiểm tra!)

Cũng dễ dàng tìm thấy các hoán vị ngược (“đọc từ dưới lên trên”):

i−1=(1234543512)−1=(1234545213).i^{-1} = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ 4 & 3 & 5 & 1 & 2 \end{pmatrix}^{-1} = \begin{pmatrix} 1 & 2 & 3 & 4 & 5 \\ 4 & 5 & 2 & 1 & 3 \end{pmatrix}.

Dễ dàng kiểm tra được rằng S5 tạo thành một nhóm gồm 5!=120 hoán vị. Nhóm này được gọi là nhóm hoán vị cho các đối tượng hoặc nhóm đối xứng của năm stenni. Nhóm đối xứng Sn của n-h tường được xác định hoàn toàn giống như vậy đối với mọi số tự nhiên n.

Các nhóm hoán vị thú vị một phần vì chúng chứa nhiều nhóm con (nghĩa là các phần chính là nhóm). Các nhóm hoán vị chứa các nhóm con đẳng cấu với tất cả các nhóm được xem xét trước đây của chúng tôi. Đi vào-

Tờ 12

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

10

Trupla Z12={R25/12=£,£2,£3,…,£10,£11,£12=e}Z_{12} = \{R^{25/12} = £, £^2, £^3, \dots, £^{10}, £^{11}, £^{12} = e\}
Phần tử bậc 1 giây: {Z6,e}≅Z2\{Z_6, e\} \cong Z_2
Phần tử bậc 2: {Z4,Z8,e}≅Z3\{Z^4, Z^8, e\} \cong Z_3
Thứ tự yếu tố thứ 2 IV: {Z3,Z6,Z9,e}≅Z4\{Z^3, Z^6, Z^9, e\} \cong Z_4
Thứ tự yếu tố thứ 2 VII: {Z2,Z4,Z6,Z8,Z10,e}≅Z6\{Z^2, Z^4, Z^6, Z^8, Z^{10}, e\} \cong Z_6
Thứ tự yếu tố thứ 4 XII: Z,Z5,Z7,Z11Z, Z^5, Z^7, Z^{11}

Trupla S4={(1234)i1i2i3i4:всего 4!=24 перест.}S_4 = \{(1 2 3 4)_{i_1 i_2 i_3 i_4} : \text{всего } 4! = 24\text{ перест.}\}
Đơn hàng Yadels II A4=eA_4 = e
Đơn hàng Yadels III B4=eB_4 = e
Đơn hàng Bdeli II (2341),(3412),(4123),e≅Z4(2341), (3412), (4123), e \cong Z_4
(2431),(4312),(3124),e≅Z4(2431), (4312), (3124), e \cong Z_4
{(12),(34),(12),(34),e}≅K\{(12), (34), (12), (34), e\} \cong K (gr. Zilina)
{(12,34),(12),(34),e}≅S3≅S(Δ)\{(12, 34), (12), (34), e\} \cong S_3 \cong S(\Delta)

Trupla S5={(12345)i1i2i3i4:in∈{1,2,3}≅S3≅S(Δ)}S_5 = \{(1 2 3 4 5)_{i_1 i_2 i_3 i_4} : i_n \in \{1, 2, 3\} \cong S_3 \cong S(\Delta)\}
Có các yếu tố bậc II, III, IV, V, VII;
yếu tố cam kết bậc VII: (12345)21453(1 2 3 4 5)_{2 1 4 5 3}.
Có các nhóm con giống hệt Z2,Z3,Z4,Z5,Z6Z_2, Z_3, Z_4, Z_5, Z_6.
Có các nhóm con giống hệt S3,S4,u.K.S_3, S_4, u.K.
Có các nhóm con, xác định A4A_4 (thứ tự 122012^{20}).
Có một nhóm con duy nhất A5A_5 cấp 60.

Tờ 15

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

13

Giải Nobel Vật lý năm 1985 được trao cho nhà khoa học người Đức, Giáo sư Claus von Klititzn, với hàng loạt công trình về vật lý bán dẫn. Kết quả chính của những công trình này là việc phát hiện ra hiệu ứng Hall lượng tử - một hiệu ứng trong đó hiệu ứng Hall cổ điển, được biết đến trong nhiều năm, có liên quan đến các định luật lượng tử về hành vi của các hệ thống điện tử, sự hình thành vào giữa thế kỷ 20, các đặc tính chưa được huấn luyện của các cấu trúc “hai chiều”, được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1966, và các bộ chuyển đổi MOS, sự ra đời của chúng có từ những năm 1900. Khám phá của K. von Klititzg khiến các nhà vật lý thuộc nhiều chuyên ngành khác nhau quan tâm, vì nó mở ra những khả năng mới trong việc đo các hằng số cơ bản và tạo ra một chuẩn điện trở mới.

Bản chất của khám phá này là gì? Để hiểu điều này, chúng tôi sẽ dạy bạn từ việc khám phá ra thời kỳ một trăm ngày.

Hiệu ứng Hall cổ điển

Năm 1879, nhà vật lý người Mỹ Edwin Hall phát hiện ra rằng nếu một dây dẫn mang dòng điện được đặt trong từ trường vuông góc với dòng điện thì sẽ xuất hiện một trường tĩnh điện trong dây dẫn, hướng vuông góc với từ trường và dòng điện (hình 1).

Chúng ta có thể tính toán điện áp của trường này. Dòng điện trong dây dẫn là chiều chuyển động của dòng điện. Độ lớn của dòng điện và tốc độ trung bình của chuyển động này có liên hệ với nhau bởi hệ thức v=I/(nes)v = I/(nes), trong đó nn là nồng độ electron trong dây dẫn, ee là điện tích electron, ss là diện tích tiết diện của dây dẫn. Chúng ta hãy đặt một mẫu hình chữ nhật trong đó dòng điện II chạy trong từ trường có cảm ứng BB (xem hình 1). Lực Lorentz F=evBF = evB, hướng vuông góc v⃗\vec{v} và B⃗\vec{B}, tác dụng lên các electron chuyển động khỏi từ trường.

Do tác động của lực này, các electron sẽ trộn lẫn vào nhau về phía mặt bên của mẫu, do đó một mặt sẽ xuất hiện một lượng thừa electron và một mặt kia sẽ thiếu một electron. Điều này dẫn đến sự xuất hiện của một trường tĩnh điện vuông góc với dòng điện - nó được gọi là trường Hall. Chuyển động của các electron qua dòng điện sẽ dừng lại ngay khi lực tác dụng lên electron từ trường Hall trở nên bằng lực Lorentz: EXe=evBE_X e = evB, từ đó EX=vBE_X = vB, hoặc

EX=IBnes.E_X = \frac{IB}{nes}.

Trường Hall tạo ra hiệu điện thế trên các mặt dây dẫn bằng

UX=EXb=IBbnes=IBnea,U_X = E_X b = \frac{IBb}{nes} = \frac{IB}{nea},

trong đó bb là chiều rộng của dây dẫn, aa là độ dày của nó. Sự chênh lệch điện thế trên các bề mặt này có thể được thay đổi trực tiếp trong các thí nghiệm và cũng thay đổi thành thông tin rất quan trọng về số lượng electron trên một đơn vị thể tích của dây dẫn, vì tỷ số giữa điện áp Hall UXU_X và dòng điện II truyền qua dây dẫn, như sau trong các tính toán ở trên, phụ thuộc vào nn. Mối quan hệ này được giải thích bằng hướng vuông góc với từ trường và dòng điện (hình 1).

Như có thể thấy từ công thức (1), RXR_X tỷ lệ thuận với cảm ứng từ

Tờ 16

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

14

trường BB và tỷ lệ nghịch với nồng độ electron nn.

Sự hiện diện của từ trường cũng ảnh hưởng đến tổng điện trở của dây dẫn (điện trở đối với dòng điện) - theo quy luật, nó tăng lên.

Điều này có thể được thực hiện một cách chất lượng theo cách sau. Nguyên nhân của điện trở là do sự tán xạ của các electron bởi các chướng ngại vật gặp phải trên đường đi của chúng - trên các tạp chất, trên các khuyết tật trong mạng tinh thể, v.v. Khi gặp chướng ngại vật, hướng vận tốc của electron có thể thay đổi theo kiểu đạo hàm. Tuy nhiên, trong khoảng thời gian giữa các va chạm, các electron sẽ được gia tốc bởi điện trường - hình chiếu vận tốc của chúng dọc theo trường tính toán. Do đó, tốc độ trung bình khác 0 của sự trôi dạt của electron dọc theo trường được thiết lập trong dây dẫn - dòng điện chạy qua dây dẫn. Khi có từ trường của máy kéo, chuyển động của các electron giữa các va chạm bị bẻ cong và kết quả là tốc độ trôi của chúng giảm đáng kể. Do đó, ở cùng một hiệu điện thế, dòng điện giảm, tức là tính toán điện trở. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng trường lạnh làm suy yếu một phần hiệu ứng được mô tả (và đôi khi bù đắp hoàn toàn).

Trong nhiều năm trôi qua kể từ khi phát hiện ra hiệu ứng Hall, nghiên cứu về nó đã được thực hiện rất nhiều. Người ta đã phát hiện ra rằng khả năng chống lạnh bị ảnh hưởng như thế nào bởi sự hiện diện của tạp chất trong vật liệu mẫu, sự hiện diện của các chất mang dấu khác, sự thay đổi nhiệt độ, v.v. Tuy nhiên, về cơ bản, công thức (1) không gây ra bất kỳ vấn đề gì cho các nhà vật lý.

Và vào năm 1980, K. von Klitsing đã phát hiện ra rằng trong các hệ thống đặc biệt gọi là lớp điện tử hai chiều, sự phụ thuộc của điện trở lạnh vào cảm ứng từ trường và nồng độ electron hoàn toàn không giống như quy định trong công thức (1). Và điện trở dòng điện trong lớp electron hai chiều hoạt động theo cách đặc biệt khi có từ trường.

Nguyên nhân của những “lỗi không học được” này nằm ở thuộc tính của chính đối tượng mà chúng được quan sát trên đó.

Lớp electron hai chiều

Nó là gì? Nó được tạo ra như thế nào?

Hóa ra một lớp electron hai chiều xuất hiện trong các thiết bị điện tử có ứng dụng rộng rãi nhất - trong MOSFET. Thiết bị này được hiển thị dưới dạng sơ đồ ở hình 2. Tấm nhận —

dây dẫn - ví dụ như silicon - được phủ một lớp điện môi (silicon oxit), trên đó phun cái gọi là cổng - một màng kim loại (thường là nhôm; sau các chữ cái đầu tiên của từ kim loại - oxit - một thiết bị bán video, nó được gọi là bóng bán dẫn MOS). Nếu một điện áp dương được đặt vào cổng so với chất bán dẫn thì các electron có trong chất bán dẫn sẽ được chuyển đến cổng. Nhưng chúng không thể đi qua lớp oxit và tạo thành một lớp mỏng gần nó (độ dày của nó là 20-30 Å, tức là ~10⁻⁹ m). Lớp này có thể được gọi là hai chiều - theo nghĩa là trong hai chiều dọc theo lớp, các electron có thể di chuyển tự do, trong khi trường tĩnh điện của cổng không cho phép chúng đi sâu vào chất bán dẫn.

Cổng và lớp tạo thành một tụ điện phẳng, điện dung của nó có thể được coi với độ chính xác đủ bằng C=ε0εS/dC = \varepsilon_0 \varepsilon S/d, trong đó ε\varepsilon là oxit thực phẩm điện môi, dd là độ dày của nó, SS là diện tích của lớp. Điện tích của lớp có thể được xác định theo công thức Q=CU3Q = CU_3, trong đó U3U_3 là điện áp giữa cổng và chất bán dẫn. Do đó, số electron trong lớp

N=Qe=CU3e=ε0εSdeU3N = \frac{Q}{e} = \frac{CU_3}{e} = \varepsilon_0 \varepsilon \frac{S}{de} U_3

chỉ phụ thuộc vào điện áp cổng và không giống như số lượng electron tự do trong chất bán dẫn, không phụ thuộc vào nhiệt độ. Do đó, khi nhiệt độ giảm xuống độ không tuyệt đối, lớp này sẽ không biến mất. Điện trở là nửa

Tờ 17

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

15

Chất bán dẫn sẽ trở nên vô hạn vì các hạt mang dòng điện của chính nó sẽ biến mất - chất bán dẫn sẽ trở thành chất cách điện. Bây giờ không có gì ngăn cản chúng ta nghiên cứu các đặc tính của lớp hai chiều bằng cách đo độ sụt áp giữa các điểm tiếp xúc với lớp. Trong trường hợp này, dòng điện chạy qua mẫu giữa các điểm tiếp xúc, vì lý do rõ ràng, được gọi là nguồn và cống (xem hình 2). Nếu chúng ta quan tâm đến điện trở lạnh RXR_X, thì có thể xác định nó bằng cách đo điện áp UXU_X giữa các tiếp điểm 1 và 2 hoặc 3 và 4 và chia kết quả cho giá trị hiện tại II. Thông tin về điện trở đối với dòng điện chạy qua RR có thể thu được bằng cách đo điện áp giữa các tiếp điểm 1 và 3 hoặc 2 và 4. Để đo điện trở lạnh của lớp hai chiều như vậy, tất nhiên, cần phải đặt nó trong một từ trường hướng vuông góc với mặt phẳng của lớp. Nhưng trong một từ trường đủ mạnh, dưới tác dụng của lực Lorentz, các điện cực sẽ chuyển động theo một vòng tròn có cùng tần số quay.

ω=Be/m,\omega = Be/m,

(3)

trong đó mm là khối lượng của điện cực.

Do đó, chúng ta đã thu được một hệ thống điện tử trong đó chuyển động của các điện cực bị hạn chế theo bất kỳ hướng nào - trong mặt phẳng của lớp, chúng bị xoắn bởi từ trường và điện trường của cổng ngăn chúng rời khỏi mặt phẳng này.

Theo quan điểm của vật lý cổ điển, chất dẫn điện hai chiều không khác biệt về chất với vật dẫn ba chiều. Vì vậy, thông qua một dây dẫn như vậy nó vẫn được kết nối với sự trôi dạt của các electron (dọc theo lớp). Điện trở lạnh phải được xác định theo công thức (1), tuy nhiên, với sự khác biệt là nn người ta phải nhớ số lượng electron đến trên một đơn vị diện tích và do đó, mẫu số sẽ không còn bao gồm độ dày của dây dẫn:

RX=Bne.R_X = \frac{B}{ne}.

(4)

Không có gì bất thường xảy ra với điện trở của dòng điện chạy qua lớp - nó sẽ tăng khi tăng BB. Tuy nhiên…

Lý do lượng tử cho lớp hai chiều

Tuy nhiên, từ quan điểm của cơ học lượng tử, một hệ electron như vậy về cơ bản sẽ có những tính chất mới. Có thể bạn đã biết rằng năng lượng của một vi hạt chuyển động trong một vùng không gian giới hạn, theo lý thuyết lượng tử, không thể tùy ý. Ví dụ, khi các electron chuyển động trong nguyên tử, năng lượng của electron chỉ có thể lấy những giá trị nhất định W0W_0, W1W_1, W2W_2, … và không thể lấy những giá trị trung gian. Trong trường hợp này, họ nói rằng các mức năng lượng cho phép W0W_0, W1W_1, W2W_2, …. Điều tương tự cũng xảy ra với các electron quay trong từ trường. Hóa ra năng lượng của chúng chỉ có thể bằng một giá trị rời rạc

Wi=(i+12)ω2π,W_i = \left( i + \frac{1}{2} \right) \frac{\omega}{2\pi},

(5)

trong đó ii là số nguyên và ω\omega là tần số quay, được xác định theo công thức (3). Những mức năng lượng cho phép này thường được gọi là Landdu.

Theo các định luật cơ học lượng tử, các electron nằm ở cùng một vị trí trong không gian phải khác nhau theo một cách nào đó - có năng lượng khác nhau, spin khác nhau, v.v. Hãy thử tính xem có bao nhiêu electron có năng lượng W0W_0 (i=0i=0) - đây là cấp Landdu thấp hơn - có thể vừa với một đơn vị diện tích. Cho electron quay theo một đường tròn có bán kính rr với tần số ω\omega, được xác định theo công thức (3). Động năng của nó là mω2r2/2m\omega^2r^2/2. Hãy đánh đồng năng lượng này W0W_0:

hω4π=mω2r22,\frac{h\omega}{4\pi} = \frac{m\omega^2r^2}{2},

hoặc h4πBem=m2B2e2m2r2.\frac{h}{4\pi} \frac{Be}{m} = \frac{m}{2} \frac{B^2e^2}{m^2} r^2.

Từ đây có một electron có năng lượng W0W_0: πr2=h/(2Be)\pi r^2 = h/(2Be). Cùng một khu vực có thể chứa một electron khác có cùng năng lượng W0W_0, nhưng với spin có hướng ngược nhau - đây là điều mà nguyên lý Pauli nói (cùng nguyên tắc Pauli liên quan đến sự “phân tán” của các electron trong nguyên tử). Các electron khác có năng lượng W0W_0 có thể được đặt gần đó, sao cho “quỹ đạo” của các electron không trùng nhau. Do đó, một electron n=2πr2=4Behn = \frac{2}{\pi r^2} = \frac{4Be}{h} có năng lượng W0W_0 có thể được đặt trên một đơn vị diện tích.

Trong các tính toán của mình, chúng tôi đã sử dụng mô hình cơ học thuần túy về chuyển động của các electron trong từ trường. Phân tích cơ học lượng tử chính xác

Tờ 20

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

18

Trong trường dây tóc có cảm ứng 9 Tesla, dòng điện xoáy “tồn tại” miễn là thí nghiệm kéo dài, tức là hàng giờ. Trong thời gian này, dòng điện phân rã không đáng kể đến mức việc ước tính tổng thời gian phân rã của nó phải mất nhiều năm. Ước tính điện trở RR được thực hiện từ các thí nghiệm này cho giá trị R≲10−11R \lesssim 10^{-11} ohms. Điều này có thể có nghĩa là đẳng thức (7) đúng hơn trước chữ số thứ mười lăm!

Sân khấu mới của Oma?

Việc phát hiện ra hiệu suất lượng tử hóa của khả năng chống chịu lạnh đã thu hút sự quan tâm lớn của các nhà vật lý. Mối quan tâm này là dễ hiểu - hiện tại không có nhiều cách để đo các hằng số vật lý cơ bản, và sự xuất hiện của các cơ hội mới theo hướng này cuối cùng luôn dẫn đến việc làm rõ các giá trị của các hằng số này, điều này cực kỳ quan trọng đối với mọi lĩnh vực vật lý. Tuy nhiên, các chuyên gia trong lĩnh vực đo lường - đo lường học - tỏ ra không kém phần quan tâm đến khám phá này. Sự quan tâm của các nhà đo lường là do họ thấy hiệu quả của lượng tử hóa điện trở lạnh là một cách để duy trì các giá trị chính xác của điện trở. Tất nhiên, bạn biết rằng mọi đại lượng vật lý cơ bản đều có eton. Đơn vị điện trở “Ohm” cũng có một giai đoạn như vậy. Tiêu chuẩn là một tập hợp các điện trở dây và khi đo bất kỳ điện trở nào bằng bất kỳ dụng cụ nào, cuối cùng chúng tôi so sánh nó với điện trở của nhóm cuộn dây đó. Nhưng cách tiếp cận này có nhược điểm của nó. Thứ nhất, điện trở của nó, dù trống không đáng kể, vẫn được đo theo thời gian, điều này ảnh hưởng rất đáng kể đến độ chính xác mà các phép đo điện trở có thể được tin cậy. Thứ hai, chỉ có thể có một etaon như vậy - nếu chúng ta tạo ra hai etaon giống hệt nhau và sau một thời gian chúng thay đổi ý nghĩa để trùng khớp, thì chúng ta vẫn sẽ phải chọn cái nào trong số chúng là “dẫn đầu”. Thứ ba, nó có thể bị hỏng - chẳng hạn như nó có thể chết vì thiên tai, và điều này sẽ ngay lập tức phá vỡ tính toàn vẹn của toàn bộ hệ thống đo điện trở. Nếu eton 1 Ohm được tạo ra dựa trên hiệu quả lượng tử hóa khả năng chống lạnh thì tất cả những nhược điểm đã liệt kê sẽ biến mất. Do đó, nhiều quốc gia hiện đang nỗ lực tạo ra etan dựa trên hiệu suất Hall lượng tử hóa. Đã có thỏa thuận rằng quá trình chuyển đổi sang các eton như vậy sẽ bắt đầu ngay khi các phòng thí nghiệm ở ít nhất ba quốc gia đạt được các giá trị lượng tử hóa là RxR_x, chênh lệch nhau không quá 2⋅10−72 \cdot 10^{-7} Ohm. Rõ ràng điều này sẽ xảy ra sớm.

Tin tức khảo cổ học

Theo dữ liệu mới nhất từ ​​​​các cuộc khai quật khảo cổ học, khái niệm một phần nhỏ là một phần của tổng thể bắt nguồn từ thời đại của hệ thống công xã nguyên thủy, khi không có kẻ man rợ nào có thể ăn được cả một con voi ma mút. Kết quả là, với sự biến mất của voi ma mút và liên quan đến việc chuyển sang trò chơi nhỏ hơn, nhu cầu về phân số dần biến mất và chẳng bao lâu sau, chúng hoàn toàn không còn được sử dụng nữa.

Sự đơn giản của toán học

John von Neumann, một trong những nhà toán học vĩ đại nhất của thế kỷ chúng ta, phát biểu vào cuối những năm 40 với một báo cáo về tương lai của máy tính điện tử, đã nói rằng

toán học chỉ là một phần rất nhỏ và rất đơn giản của cuộc sống. Khi bị khán giả thách thức trong đáp số, von Neumann nói thêm: “Nếu mọi người không tin rằng toán học là đơn giản, thì đó chỉ là do họ không nhận ra cuộc sống phức tạp đến mức nào.”

Tài liệu được trình bày bởi V. A. Pilyush, V. E. Yavelov

Tờ 21

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

19

HÀNH TRÌNH
BẰNG VI TÍNH

Đội trưởng Khoa học Kỹ thuật D. G. KRUTOGIN

Một năm trước, chúng tôi đã xem xét “quá trình xây dựng” của một sơ đồ liên vùng lớn (BIS), so sánh nó với việc xây dựng một thành phố (“Quait”, 1986, số 2). Khi đó chúng tôi chủ yếu quan tâm đến công nghệ xây dựng

các vấn đề, và bây giờ chúng tôi mời bạn làm quen với chính thành phố, cấu trúc của nó, đọc về từng quận và khu phố, khám phá các thắng cảnh kiến ​​trúc…

Phản chiếu ở chế độ toàn cảnh

Để làm quen, chúng ta hãy chọn một mạch kết nối cực lớn (VLSI) - ví dụ: vi mạch microeBM một chip. Một mạch như vậy chứa 10⁵—10⁶ bóng bán dẫn riêng lẻ. MicroeBM, hay thường được gọi là máy vi tính (MC) làm nhiệm vụ gì? Thứ nhất, đếm, tức là thực hiện

19

Tờ 22

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

20

thực hiện các phép toán ở tốc độ khá cao - lên tới một triệu phép tính đơn giản mỗi giây. Chúng ta sẽ gọi những thao tác đơn giản đó là một số thao tác mà máy tính có thể thực hiện “từ khi sinh ra”; Về cơ bản nó là phép cộng (trừ) và so sánh. Để thực hiện các hành động phức tạp, trước tiên bạn phải dạy cho máy “chuyển đổi” những hành động này thành một chuỗi các thao tác đơn giản. Thứ hai, thực hiện các phép toán logic với cùng tốc độ. Không đi sâu vào sự phức tạp của các phép toán logic, hãy xem xét một ví dụ phù hợp: bạn cần tạo một danh sách theo thứ tự bảng chữ cái của một tập hợp một triệu tên nhất định. Nhìn chung, đây là một công việc đơn giản, không cần tính toán - bạn cần so sánh họ theo các chữ cái đầu tiên, thứ hai, thứ ba, v.v. và dựa trên kết quả so sánh, đưa họ vào danh sách theo các con số tương ứng. Đối với một người, công việc này mệt mỏi, nhàm chán và rất dài. Máy tính, bao gồm cả máy vi tính, sẽ thực hiện công việc này khá nhanh chóng. Thứ ba, máy vi tính có thể điều khiển máy móc, đơn vị sản xuất và quy trình. Khả năng cộng này từ hai khả năng đầu tiên, hoặc nói một cách rất đơn giản, quy trình kiểm soát có thể được biểu diễn dưới dạng tính toán một số phương án hành động có thể chấp nhận được, so sánh kết quả và lựa chọn lời giải tối ưu.

Rõ ràng là VLSI đẹp nhất đã “chết”, vô dụng nếu nó bị thiếu hệ thống cấp điện, phương tiện nhập thông tin (ví dụ: bàn phím) và hiển thị kết quả (ví dụ: màn hình hoặc thiết bị in). Máy tính điều khiển cũng cần có hệ thống liên lạc với các cơ chế vận hành. (Vì vậy, bộ não con người, chiếc máy tính cá nhân đa năng của chúng ta, sẽ bất lực nếu không có giao tiếp hai chiều với mắt, tai, cơ thể, tay.)

Vì vậy, hãy xây dựng: VLSI là một máy tính mạnh mẽ, phần phức tạp nhất của nó. Máy vi tính VLSI sẽ là mục tiêu trong hành trình của chúng tôi và để đơn giản hóa phần nào, VLSI mà chúng tôi sẽ gọi là thành phố MK.

Hãy nhìn vào bức ảnh được đăng trên trang này (nó được chụp với độ phóng đại 1,5): một số chân cắm mười chân được lấy ra từ gói VLSI. Đây là những con đường nối thành phố MK với các “ngoại vi” - đây là cái tên có phần chê bai của bàn phím, màn hình, thiết bị số hóa, v.v. và những con đường cung cấp điện cho thành phố - điện áp không đổi (thường là 5 V). Trong trường hợp làm việc với các nhiệm vụ có độ phức tạp lớn hoặc khối lượng lớn (ví dụ: cùng một danh sách gồm một triệu tên), lưu trữ hoặc bộ nhớ bên ngoài, cần có sự trợ giúp; Để liên lạc với các thiết bị lưu trữ bên ngoài (ESD), đường đầu ra cũng được cung cấp.

Hãy nhớ lại rằng một mạch tích hợp quy mô cực lớn thì rất nhỏ. Tinh thể silicon - đế của VLSI - có kích thước khoảng 5x5 mm, còn bản thân VLSI trong vỏ và dây dẫn là một hộp không lớn hơn 40x25 mm và nặng 15-20 g. Vì vậy, để thuận tiện cho việc di chuyển quanh thành phố MK, chúng tôi khuyên bạn nên thu nhỏ tinh thần lại một triệu lần. (Trong văn học cổ tích, ví dụ này đã được sử dụng nhiều lần, mặc dù hệ số tương tự thấp hơn.) Với mức giảm như vậy, khi chiều cao của chúng ta trở thành 1,5-1,8 micron, một chuyến tham quan VLSI MK cũng giống như ở quy mô thông thường của chúng ta, làm quen với một thành phố có diện tích khoảng 30 km2.

Rõ ràng, nếu có cơ hội như vậy, các thành phố sẽ bị bỏ lại từ một điểm trên cao (từ xe đẩy Ostankino, từ Nhà thờ St. Isaac, v.v.). Chúng tôi sẽ dừng lại ở rìa của trường hợp VLSI ở độ cao khoảng 1000 mét (có tính đến tỷ lệ!) phía trên thành phố MK và bắt đầu từ đây.

Dưới thung lũng là thành phố của chúng tôi. Nó được xây dựng trên bờ Biển Vật lý Chất rắn, gần Vịnh Bán dẫn, và không còn nghi ngờ gì nữa, đây là một trong những khu định cư lớn nhất trên bờ biển.

Tờ 23

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

21

ít thường xuyên hơn*). Điểm độc đáo của thành phố của chúng tôi, giống như các thành phố Sochi hay Jurmala, là nó được xây dựng để tiếp nhận và phục vụ một lượng lớn khách du lịch. Dân số thường trú của thành phố chỉ làm điều này. Như thường lệ, ở một thành phố như vậy có ít cư dân thường trú hơn nhiều so với khách. Thành phố MK là một tòa nhà mới; các kế hoạch tổng thể lớn tương tự đã được tạo ra trong năm năm qua. Lần đầu tiên, một thành phố lớn được xây dựng trên một địa điểm va chạm nhau. Trước đây, nhiệm vụ phục vụ du lịch được giải quyết bởi cả một cụm làng nhỏ, có khi nằm cách nhau hàng trăm km (đừng quên nhân với 10⁻⁶!). Bạn có thể tưởng tượng có bao nhiêu bước di chuyển không?

Một lời về lời nói

Bây giờ chúng ta nên làm rõ loại khách du lịch mà chúng ta đang nói đến. Khách du lịch ở MK là những phân đoạn (yếu tố) thông tin mà cái tên “từ máy” rất phù hợp. Đây hoàn toàn không phải là những đám đông tự phát của những cá nhân “man rợ” đổ xô đến các thị trấn nghỉ mát ven biển vào mùa hè. Khách du lịch của chúng ta là những hạt của luồng thông tin tổ chức được gọi là máy tính có thể lập trình. Việc mất đi bất kỳ từ nào cũng có nguy cơ phá hủy ý nghĩa của toàn bộ chương trình, nhưng không được thêm bất kỳ từ nào. (Về mặt này, một chương trình hay cũng giống như một bài thơ hay.)

Vâng, những cư dân thường trú của thành phố là ai? Đây cũng là những từ máy, được “quy định” hoặc được ghi lại trong chính MK. Chúng là cần thiết để vượt qua việc xử lý chương trình.

Các từ máy, giống như các từ chung, mang một số thông tin cụ thể. Đối với bản thân, chúng ta có thể chia các từ máy thành hai nhóm: các từ lệnh (làm gì) và các từ dữ liệu (là các số hoặc đại lượng logic, lệnh hoạt động trên mục đích gì; chúng còn được gọi là toán hạng, sau khi được tạo bằng lệnh). Nhưng điều này là dành cho riêng tôi,

*) Bạn đã đi dọc bờ Vịnh Bán dẫn nếu bạn đã đọc cuốn sách “Giới thiệu về Chất bán dẫn” của M.E. Levinshtein và G.S. Simin, xuất bản trên Viblotechek «Kvant» (số 33, trang 238).

và đối với các mạch điện tử MK, bất kỳ từ máy nào cũng chỉ là một chuỗi các số 1 và số 0, hay nói đúng hơn là điện áp cao (thường là hơn 2,5 V) và thấp (dưới 0,5 V) ở đầu vào của các phần tử bóng bán dẫn. Như vậy, lời máy là một chuỗi xung điện chạy dọc các con đường, khu dân cư của MK.

Bài toán của mỗi xung riêng lẻ - bật một hoặc một bóng bán dẫn khác trong phần tử logic hoặc bộ nhớ lưu trữ của máy tính. Đổi lại, mỗi sự bao gồm như vậy sẽ dẫn đến sự chuyển động của các gói điện tích—các electron và lỗ trống—thông qua tinh thể MC. Do đó, thông tin trong MK có dạng vật lý của các gói hạt tích điện, di chuyển có mục đích dọc theo vi mạch, cho đến khi cuối cùng, sự xuất hiện của các xung định hướng tại các điểm tiếp xúc đầu ra của MK thông báo việc hoàn thành quá trình xử lý thông tin và nhận kết quả.

Và một chút nữa về từ ngữ. Chúng ta thường hầu như không gặp khó khăn gì trong việc lựa chọn từ ngữ để diễn đạt suy nghĩ của mình. Tất cả các máy tính, bao gồm cả MK của chúng tôi, đều có thứ tự nghiêm ngặt - bạn có thể sử dụng các từ có một độ dài cụ thể: ví dụ: từ 8 hoặc 16 chữ cái, hơn nữa, các chữ cái là 0 hoặc 1 (các chữ cái như vậy được gọi là bit). Để so sánh, chúng tôi lưu ý rằng ngày càng có nhiều máy tính “nói” bằng các từ 64 và 128 bit, và các máy vi tính tốt nhất vẫn chỉ là 32 bit. Tất nhiên, những từ có dạng từ ngắn (8 hoặc 16 bit) ít biểu cảm hơn nhưng đầy đủ hơn nhiều. Đối với một chiếc máy tính “bỏ túi” bạn cũng cần có một cuốn từ điển bỏ túi!

Có những khó khăn không thể tránh khỏi trong giao tiếp giữa người và máy. Soạn một chương trình bằng ngôn ngữ máy là một công việc khó khăn và đòi hỏi một kỹ năng nhất định. Sẽ thuận tiện hơn cho chúng ta khi giao tiếp với máy móc bằng ngôn ngữ logic đối với con người (chẳng hạn như tiếng Nga hoặc tiếng Anh). Ngôn ngữ trung gian như vậy dành cho bài toán Có hàng tá mục đích sáng tạo: Fortran, Algol, Colol, v.v. Chà, ở những nơi sử dụng nhiều ngôn ngữ, người ta không thể làm gì nếu không có người phiên dịch… Nhưng chúng ta sẽ tiếp tục cuộc trò chuyện về các dịch giả và công ty dịch thuật tồn tại ở thành phố của chúng ta trong số tiếp theo.

Tờ 24

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

22

Bài toán
M1026—M1030, F1038—F1042

M1026. a) Năm hai AB, BC, CD, DE, EA bằng nhau được sắp xếp sao cho mỗi phần kề nhau được chia thành ba phần bằng nhau (hình 1). Tìm độ lớn của mỗi cung (tính bằng độ).
6) Câu hỏi tương tự dành cho một “hình hoa thị” có m cung bằng nhau, mỗi cung được chia thành ba phần bằng nhau bởi các cạnh của nó.
A. V. Shvetsov

M1027. Chứng minh rằng số đó là 1985!! + 1986!! chia cho năm 1987. (N!! biểu thị tích của tất cả các số tự nhiên không vượt quá n và có cùng số chẵn lẻ, tức là n!! = n (n − 2)(n − 4)…)
V. V. Proizvolov

M1028. a) Hai đường thẳng cắt nhau trên mặt phẳng và trên chúng có một điểm (D và E). Vẽ tam giác ABC có các đường phân giác CD và AE nằm trên các đường thẳng cho trước và các đáy của chúng nằm trên các điểm D và E (hình 2) đã cho.
6)* Chứng minh rằng nếu ∠CDE = 30° thì một trong các góc của tam giác ABC bằng 60° hoặc 120°.
M. Volkevich, học sinh lớp 10. (Moscow)

M1029. Trong số n số hạng của cấp số cộng, chúng tôi đã chọn được k số hạng tạo thành cấp số nhân tăng dần. Chứng minh rằng n ≥ 2k−1.
V. F. Lev

M1030. Đối với một khối đa diện lồi M, chúng ta hãy biểu thị bằng S(M) tổng diện tích các mặt của nó và bằng P(M) tổng các tích của chiều dài tất cả các cạnh của nó và các góc ngoài tương ứng của khối đa diện (góc ngoài của một cạnh cho trước là góc giữa các đường vuông góc với các cạnh liền kề với cạnh đó và hướng ra vùng bên ngoài của khối đa diện; nó bằng 180° trừ đi giá trị của góc cạnh tương ứng). Chứng minh rằng khối đa diện M₁ nằm bên trong khối đa diện M₂ thì
a) S(M₁) ≤ S(M₂);
b) P(M₁) ≤ P(M₂).
A. V. Goncharov

F1038. Khi các sợi chỉ không giãn giống hệt nhau được gắn ở những khoảng cách bằng nhau vào một vòng có bán kính r₀ và tương tự như một vòng có bán kính 2r₀. Các sợi chỉ được truyền qua một hình tam giác có bán kính r₀ (hình 3). Vòng 1 được cố định trong mặt phẳng nằm ngang và tất cả các hệ thống đều được định vị. Tìm khoảng cách giữa tâm của các vòng 2 và 3. Tất cả các vòng đều được làm bằng cùng một sợi dây. Bỏ bê việc đào tạo.
V. P. Borodin

F1039. Một sợi dây được buộc vào một khối nằm trên mặt phẳng nghiêng và đi qua một vòng dây; ở đầu kia của sợi chỉ có trọng lượng (hình 4). Trong trường hợp này, khối bất động. Khi tôi nhấc vật nặng lên, khối đá bắt đầu chuyển động. Giải thích hiện tượng đó.
G. V. Meledin

F1040. Với cùng diện tích mặt phẳng dẫn điện S, mỗi cách sắp xếp song song với nhau

Tờ 26

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

24

M1006. Hai đường thẳng đi qua hai đỉnh của một tam giác, chia tam giác đó thành ba tam giác và một tứ giác.
a) Diện tích của tất cả có thể là hình tứ giác không?
b) Ba phần nào sau đây có thể có diện tích bằng nhau?
Diện tích adb của tứ giác bằng bao nhiêu lần?

Lời giải bài toán
M1006—M1009; F1017—F1022

Trong lời giải giá trị gần như có giá trị tiếp theo sẽ được sử dụng nhiều lần
Bổ đề. Tỷ lệ trong đó một đường thẳng đi qua đỉnh của một tam giác chia diện tích adb của nó bằng tỷ lệ mà nó chia đáy của nó (xem hình 1).

a) Đáp số: họ không thể. Ngay cả khi chỉ có ba hình tam giác của phân vùng có kích thước bằng nhau (chúng ta không cần giả định về kích thước diện tích của tứ giác), thì theo bổ đề, các đoạn phân chia của tam giác đã cho phải chia nhau thành một nửa (hình 2), tức là chúng sẽ là các đường chéo của các đường chéo song song. Nhưng điều này là không thể, vì hai cạnh đối diện của “hình bình hành” này nằm trên các đường thẳng giao nhau - các cạnh của tam giác này.

b) Đáp số: các diện tích bằng nhau có thể là một hình tứ giác và hai hình tam giác bất kỳ của vách ngăn; tỷ lệ diện tích của phần thứ 4 với diện tích của mỗi phần trong số ba phần bằng nhau có thể bằng 3 hoặc 5−2\sqrt{5}-2.

Chúng ta hãy giới thiệu ký hiệu như trong hình 3. Từ lời giải bài toán a) rõ ràng một phần bằng nhau là tứ giác CLPK, phần còn lại là một trong các tam giác APL và BPK; ta sẽ giả sử đây là tam giác APL (trường hợp tam giác BPK được xét theo cách tương tự). Phần thứ ba là tam giác BPK hoặc APB; hai trường hợp này phải được xem xét riêng biệt.

Tờ 27

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

25

Ta biểu thị diện tích của ba phần bằng nhau là ss (s=SCLPK=SAPLs=S_{CLPK}=S_{APL}), diện tích của phần thứ 4 là s1s_1. Để tìm mối quan hệ cần thiết s1/ss_1/s, chúng ta biểu diễn theo hai cách các mối quan hệ trong đó các điểm LL và KK chia các cạnh ACAC và BCBC, thông qua diện tích sử dụng bổ đề:

CLLA=SCLBSLAB=SCLPSLAP,\frac{CL}{LA} = \frac{S_{CLB}}{S_{LAB}} = \frac{S_{CLP}}{S_{LAP}},

CKKB=SCKASKBA=SCKPSKBP,\frac{CK}{KB} = \frac{S_{CKA}}{S_{KBA}} = \frac{S_{CKP}}{S_{KBP}},

(*)

và các khu vực nước ngọt đến trải qua ss, s1s_1 và x=SCPLx=S_{CPL}.

Trong trường hợp đầu tiên (hình 3, a) chúng ta có:

2ss+s1=xs,2ss+s1=s−xs.\frac{2s}{s+s_1} = \frac{x}{s}, \frac{2s}{s+s_1} = \frac{s-x}{s}.

Từ đây dễ dàng tìm được x=s/2x=s/2, s1/s=3s_1/s=3.

Trong trường hợp thứ hai (hình 3, b) hệ thống sẽ được viết như sau:

s+s12s=xs,2ss+s1=s−xs.\frac{s+s_1}{2s} = \frac{x}{s}, \frac{2s}{s+s_1} = \frac{s-x}{s}.

Phương trình đầu tiên cho kết quả x=(s+s1)/2x=(s+s_1)/2; Thay biểu thức này vào phương trình thứ hai, chúng ta thấy rằng mối quan hệ s1/ss_1/s thỏa mãn phương trình bậc hai (s1/s)2+4(s1/s)−1=0(s_1/s)^2+4(s_1/s)-1=0, tức là s1/s=5−2s_1/s=\sqrt{5}-2.

Vẫn còn phải kiểm tra xem liệu chúng ta có chia các cạnh của tam giác ABCABC theo tỷ lệ hay không

CL:LA=CK:KB=2s:(s+s1)=1:2CL : LA=CK : KB=2s : (s+s_1)=1 : 2

trong trường hợp thứ nhất và

CL:LA=BK:KC=(s+s1):2s=(5−1)/2CL : LA=BK : KC=(s+s_1):2s=(\sqrt{5}-1)/2

trong trường hợp thứ 2, khi đó ba phần tương ứng của phân vùng sẽ thực sự có kích thước bằng nhau. Sử dụng các đẳng thức (*), điều này khá dễ thực hiện trong trường hợp thứ nhất và hơi khó thực hiện hơn trong trường hợp thứ hai. Đối với trường hợp thứ 2, chúng tôi sẽ đưa ra một lý do khác, giải thích lý do tại sao số α=(5−1)/2\alpha=(\sqrt{5}-1)/2 lại xuất hiện trong bài toán của chúng tôi. (Số τ=1α=5+12\tau=\frac{1}{\alpha}=\frac{\sqrt{5}+1}{2} là ý nghĩa của “vàng lời giải”.) Lưu ý rằng tuyên bố của chúng tôi, như chúng tôi nói, affine, tức là nó chỉ chứa các khái niệm và đại lượng hình học được bảo toàn trong quá trình chiếu song song: một đường thẳng, tỷ số độ dài các đoạn của một đường thẳng, diện tích bằng nhau, v.v. (Ngược lại, các khái niệm như giá trị góc, tỷ lệ độ dài các cạnh của một tam giác hoặc các cung bic không được bảo toàn trong quá trình chiếu - và không được đưa vào tuyên bố của chúng tôi.) Và vì bất kỳ tam giác nào cũng có thể được chuyển thành tam giác có hình dạng nhất định với sự trợ giúp của một số phép chiếu song song (nghĩ tại sao!), nên chỉ cần kiểm tra tuyên bố của chúng tôi để tìm các tam giác thuộc một, loại thuận tiện nhất. Để là một tam giác “tốt” như vậy, chúng ta lấy tam giác ABCABC, được tạo bởi hai đường chéo và các cạnh của một hình ngũ giác đều (hình 4). Không khó để chứng minh rằng tỉ số giữa các cạnh của một hình ngũ giác đều và đường chéo của nó là α\alpha. Từ đây rõ ràng là vào hình 4

CL:LA=BK:KC=BD:AC=α;CL : LA=BK : KC=BD : AC=\alpha;

và đồng thời SAPB=SAPL=SCKPLS_{APB}=S_{APL}=S_{CKPL}, vì rất rõ ràng rằng BP=PLBP=PL, và tam giác APLAPL đơn giản là tương đương với tứ giác CKPLCKPL.

G. A. Galperin,
A. P. Savin

Tờ 28

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

26

M1007. Chứng minh rằng các tam giác có độ dài các cạnh a, b, c và a₁, b₁, c₁ đồng dạng khi và chỉ khi
aa1+bb1+cc1=(a1+b1+c1)(a+b+c).\sqrt{a a_1} + \sqrt{b b_1} + \sqrt{c c_1} = \sqrt{(a_1 + b_1 + c_1)(a + b + c)}.

Sau khi bình phương cả hai vế của đẳng thức được chứng minh và một số phép biến đổi, nó được rút gọn về dạng
(ab1−a1b)2+(ca1−c1a)2+(bc1−b1c)2=0,(\sqrt{a b_1} - \sqrt{a_1 b})^2 + (\sqrt{c a_1} - \sqrt{c_1 a})^2 + (\sqrt{b c_1} - \sqrt{b_1 c})^2 = 0,
và do đó, nó tương đương với các đẳng thức a/a1=b/b1=c/c1a/a_1 = b/b_1 = c/c_1, tức là tương tự như các tam giác.

Sau đó, có thể thu được một bằng chứng khác rằng cạnh trái bằng tích vô hướng của các vectơ có tọa độ (a,b,c)(\sqrt{a}, \sqrt{b}, \sqrt{c}) và (a1,b1,c1)(\sqrt{a_1}, \sqrt{b_1}, \sqrt{c_1}) và không thể lớn hơn cạnh phải, bằng tích độ dài của các vectơ này; sự bằng nhau chỉ có thể xảy ra khi góc giữa các vectơ bằng 0, tức là chúng tỉ lệ với nhau.

Về cơ bản, trong lập luận thứ hai, chúng ta sử dụng cái gọi là bất đẳng thức Cauchy-Bunyakovsky:
x1y1+x2y2+⋯+xnyn≤(x12+x22+⋯+xn2)(y12+y22+⋯+yn2),x_1 y_1 + x_2 y_2 + \dots + x_n y_n \leq \sqrt{(x_1^2 + x_2^2 + \dots + x_n^2)(y_1^2 + y_2^2 + \dots + y_n^2)},
chỉ trở thành đẳng thức khi tập hợp số (x1,…,xn)(x_1, \dots, x_n) và (y1,…,yn)(y_1, \dots, y_n) tỷ lệ thuận với nhau (chúng ta có n=3n=3, (x1,x2,x3)=(a,b,c),(y1,y2,y3)=(a1,b1,c1)(x_1, x_2, x_3) = (\sqrt{a}, \sqrt{b}, \sqrt{c}), (y_1, y_2, y_3) = (\sqrt{a_1}, \sqrt{b_1}, \sqrt{c_1})).

V. P. Chuchin, V. N. Dubrovsky

M1008. Cầu thang gồm có 2n+1 bậc. Trên các bậc thang pinnix có một hòn đá. Cả hai cũng thay phiên nhau đập đá. Người đầu tiên có thể di chuyển bất kỳ hòn đá nào lên bậc tự do đầu tiên, và người thứ hai có thể di chuyển hòn đá xuống một bậc nếu nó tự do. Mục tiêu đầu tiên là đặt hòn đá lên bậc trên cùng. cái thứ hai có thể phù hợp với anh ta?

Đáp số: có thể.

Để tránh nhầm lẫn, chúng ta sẽ viết số của các ký tự bài toán (“tên” của chúng) bằng chữ in hoa. Quy tắc hành động của Người thứ hai là thế này: anh ta luôn đặt một hòn đá trên bậc thang đã bị bỏ trống sau nước đi của Người thứ nhất (điều này luôn có thể thực hiện được, vì hòn đá ở bước tiếp theo hoặc nằm trước nước đi của Người thứ nhất).

Hình 1. Hình 2.

Người đầu tiên - và vẫn ở đó sau lần di chuyển này, hoặc kết thúc ở đó do động thái của Người đầu tiên). Nếu Phần thứ hai tuân theo quy tắc này, thì sau bất kỳ bước di chuyển nào của Phần thứ nhất và đáp số của Phần thứ hai, sẽ không có gì thay đổi (hình 1), hoặc trên một phần nào đó của thang, tất cả các bậc trong đó ngoại trừ bậc trên cùng đều bị chiếm, bước thứ hai sẽ bị bỏ trống và một hòn đá được đặt lên trên (hình 2). Rõ ràng là trong trường hợp này, bước dưới luôn bị chiếm giữ và không thể tạo thành nhóm gồm hai bước điểm liên tiếp trở lên (tất nhiên là không tính các bước phía trên viên đá phía trên; ngay từ đầu các bước tự do nằm bên dưới viên đá (thứ n) phía trên, trước bất kỳ bước di chuyển nào của Bước đầu tiên không quá n - 1, tức là hai bước trên sẽ trống và Bước đầu tiên không thể chiếm bước trên.

S. L. Eliseev, N. N. Konstantinov

M1009. Đường phân giác của hình bình hành ABCD cắt các đường thẳng BC và

Chúng ta hãy ký hiệu tâm của đường tròn SKL bằng O; chỉ cần chúng ta chứng minh rằng ∠BOD=∠BCD\angle BOD = \angle BCD (xem hình) là đủ. Trước tiên chúng ta hãy lưu ý rằng các đoạn AB và BK, cũng như LC

Tờ 29

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

27

CD lần lượt tại các điểm K và L. Chứng minh tâm đường tròn đi qua các điểm C, K, L nằm trên đường tròn đi qua các điểm B, C, D.

F1017. Mạng điện thoại lớn nhất thế giới có một tấm gương có đường kính D = 6 m làm vật thể. Sẽ mất bao lâu, khi so sánh các bức ảnh được chụp trên chiếc điện thoại này, để nhận thấy sự quay lẫn nhau của Thiên hà của chúng ta và tinh vân Tiên Nữ xung quanh một khối tâm chung? Khoảng cách tới Andromeda R=1,42·10¹¹ R₀, trong đó R₀ là bán kính quỹ đạo Trái đất. Khối lượng của Thiên hà và Tiên nữ lần lượt bằng nhau, M₇=2,5·10¹¹ M₀, M₄=3,6·10¹¹ M₀, trong đó M₀ là khối lượng của Mặt trời. Hiệu suất quang được thực hiện trong ánh sáng khả kiến ​​ở bước sóng λ=5·10⁻⁷ m.

F1018. Con thuyền đang cập bờ một hồ lớn (bờ biển thẳng tắp) bỗng bị lỏng dây, gió thổi thổi nó với vận tốc không đổi v₀=2,5 km/h, nghiêng một góc α=15° so với thân cây bạch dương. Liệu bạn có thể đuổi kịp thuyền nếu tốc độ của bạn và SK bằng nhau, vì trong tam giác ABK các góc trên cạnh AK bằng nhau (∠BAK=∠KAD=∠AKB) và đường thẳng LC song song với AB. Điều này một phần hàm ý sự bằng nhau của các tam giác OKC và OCL (OK=OC=OL, KC=CL). Hãy quay mặt phẳng quanh điểm O sao cho tam giác OKC trùng với tam giác OCL. Khi đó dầm KC sẽ thẳng hàng với cung CL, nên góc giữa các dầm này, tức là ∠BCD, bằng góc quay. Đồng thời, điểm B trong quá trình quay này sẽ di chuyển đến D, vì KB=AB=CD nên góc BOD cũng bằng góc quay; Như vậy chứng minh được sự bằng nhau của các góc BOD và BCD.

Hình ở lề minh họa trường hợp AB>BC và góc BAD là nhọn, tuy nhiên, lý luận của chúng tôi có thể áp dụng trong tất cả các trường hợp khác mà không có bất kỳ thay đổi nào.

Khoảng cách góc tối thiểu giữa hai vật mà tại đó chúng có thể được quan sát riêng biệt được xác định bằng nhiễu xạ và xấp xỉ bằng λ/D. Để nhận thấy Andromeda đã thay đổi vị trí, nó phải di chuyển chính xác theo góc này:

φ0≈λD=5⋅10−76 рад≈8⋅10−8 рад.\varphi_0 \approx \frac{\lambda}{D} = \frac{5 \cdot 10^{-7}}{6} \text{ рад} \approx 8 \cdot 10^{-8} \text{ рад.}

Nếu chu kỳ quay của Thiên hà và Andromeda quanh khối tâm là T thì chuyển động quay theo góc φ₀ xảy ra trong khoảng thời gian:

τ=T2πφ0.\tau = \frac{T}{2\pi} \varphi_0.

Chu kỳ T có thể được tìm thấy từ định luật Kepler III tổng quát (trong sách giáo khoa thiên văn học ở trường, nó được gọi là tinh chỉnh):

(TT2)2(M1+m1M2+m2)=(R1R2)3.\left(\frac{T}{T_2}\right)^2 \left(\frac{M_1+m_1}{M_2+m_2}\right) = \left(\frac{R_1}{R_2}\right)^3.

Viết nó cho hệ Trái đất-Mặt trời và Thiên hà-Andromeda và bỏ qua khối lượng của Trái đất, chúng ta thu được:

(TT0)2(MΓ+MAM0)=(RR0)3,\left(\frac{T}{T_0}\right)^2 \left(\frac{M_\Gamma+M_A}{M_0}\right) = \left(\frac{R}{R_0}\right)^3,

trong đó T₀=1 năm (trên trái đất).

Từ các phương trình (1), (2) và (3) chúng ta tìm thấy:

τ=λ2πDT0(RR0)3/2(M0MΓ+MA)1/2≈103 лет.\tau = \frac{\lambda}{2\pi D} T_0 \left(\frac{R}{R_0}\right)^{3/2} \left(\frac{M_0}{M_\Gamma+M_A}\right)^{1/2} \approx 10^3 \text{ лет.}

V.E. Belonuchkin

Giả sử rằng tại thời điểm phát hiện vật thể catarrh, bạn đang ở trên bờ tại điểm O (xem hình) và catarrh, sau khi rời khỏi điểm E, di chuyển dọc theo đường thẳng EF, tạo một góc α=15° với cây bạch dương tuyến tính, với tốc độ v₀=2,5 km/h. Để trả lời câu hỏi bài toán, chúng ta hãy xây dựng ranh giới của vùng có thể tiếp cận — vùng mà sau thời gian t sau khi bắt đầu chuyển động, bạn có thể tìm thấy chính mình bằng cách “kết hợp” đi bộ và bơi lội. Ranh giới này (xem hình) là cung AB của đường tròn có bán kính |OA|=

Tờ 30

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

28

trên bờ v1=4v_1=4 km/h, dưới nước - v2=2v_2=2 km/h? Tính tổng quát này có thể xảy ra ở tốc độ nào của catarrh?

=∣OB∣=v2t= |OB|=v_2t và hai đoạn tiếp tuyến với đường tròn này - CA và DB, và ∣OC∣=∣OD∣=v1t|OC|=|OD|=v_1t (việc xây dựng ranh giới này đã được mô tả chi tiết trong bài viết “Về quỹ đạo chuyển động tối ưu” ở «Kvant» số 6 năm 1982, trang 30). Sau thời gian Δt\Delta t, ranh giới của vùng tiếp cận sẽ có vị trí mới C′A′B′D′C'A'B'D' và ∣CC′∣=∣DD′∣=v1⋅Δt|CC'|=|DD'|=v_1 \cdot \Delta t, ∣AA′∣=∣BB′∣=v2⋅Δt|AA'|=|BB'|=v_2 \cdot \Delta t. Dễ hiểu là nếu hình chiếu tốc độ của catarrh lên hướng OA (theo hướng này phần phẳng của ranh giới vùng tiếp cận lan truyền với tốc độ v2v_2) lớn hơn tốc độ v2v_2 thì bạn sẽ không bao giờ đồng ý. Giá trị tối thiểu của tốc độ của catarrh, tại đó không thể bắt kịp catarrh nữa, được xác định từ điều kiện (xem hìnhok)

vmin⁡cos⁡β=v2,v_{\min}\cos \beta=v_2, ở đâu β=φ−a\beta=\varphi-a.

Vì φ=arcsin⁡v2v1=arcsin⁡12=30∘\varphi=\arcsin \frac{v_2}{v_1}=\arcsin \frac{1}{2}=30^\circ, cos⁡β=cos⁡45∘=12\cos \beta=\cos 45^\circ=\frac{1}{\sqrt{2}} và

vmin⁡=v22≈2.8v_{\min}=v_2\sqrt{2}\approx 2.8 km/giờ.

Khi thuyền đang di chuyển với tốc độ v0=2.5v_0=2.5 km/h (v0<vmin⁡v_0<v_{\min}), hình chiếu tốc độ của thuyền theo hướng OA nhỏ hơn v2v_2, do đó, dù bạn ở trên bờ bao lâu, bạn cũng có thể đuổi kịp thuyền bằng chiến lược di chuyển dày dạn (ranh giới khu vực tiếp cận chắc chắn sẽ đuổi kịp thuyền).

S. S. Krogov

F1019. Một bình hình trụ nhỏ có diện tích đáy S được hạ xuống một bình lớn chứa chất lỏng có khối lượng riêng ρ1\rho_1, trong đó còn lại một ống có chiều dài l (hình1); Các bức tường của tàu được gắn chặt với nhau. Một chất lỏng màu có mật độ ρ2\rho_2 (ρ2>ρ1\rho_2>\rho_1) được đổ vào một bình nhỏ có độ cao H sao cho mực chất lỏng trong bình lớn và nhỏ bằng nhau. Tại một thời điểm nào đó, lỗ trên ống chất lỏng có mật độ ρ2\rho_2 sẽ chảy vào một bình lớn hơn cho đến khi áp suất tại điểm A (hình2) từ chất lỏng có mật độ ρ1\rho_1 trở nên bằng áp suất của chất lỏng có mật độ ρ2\rho_2. Từ điều kiện này dễ dàng tìm được khối lượng chất lỏng lần đầu tiên chảy ra khỏi bình nhỏ.

Để làm điều này, chúng ta viết ra các điều kiện cân bằng (xem hình2):

ρ1g(H+l)=ρ2g(h+l)=ρ2g(H−Δh+l),\rho_1g(H+l)=\rho_2g(h+l)=\rho_2g(H-\Delta h+l),

(1)

trong đó Δh=(H−h)\Delta h=(H-h) là sự giảm mực chất lỏng trong một bình nhỏ. Từ đây

h=ρ1ρ2H−ρ2−ρ1ρ2l,h=\frac{\rho_1}{\rho_2}H-\frac{\rho_2-\rho_1}{\rho_2}l,

Và

Δm=ρ2⋅Δh⋅s=(ρ2−ρ1)(H+l)s\Delta m=\rho_2 \cdot \Delta h \cdot s=(\rho_2-\rho_1)(H+l)s

(s là diện tích đáy bình nhỏ).

Để dự đoán thêm lời giải, chúng tôi sẽ đưa ra một số đề xuất.

  1. Diện tích mặt cắt ngang của bình lớn hiện nay lớn nên nếu chất lỏng chảy ra khỏi bình nhỏ hoặc chảy vào đó thì mức chất lỏng trong bình lớn không thay đổi.

  2. Động lực học của ống và chiều dài hiện tại của nó nhỏ nên thể tích của ống này so với thể tích của bình có thể bỏ qua, tức là khi chất lỏng từ

Tờ 31

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

29

ống rò rỉ ra ngoài, mức chất lỏng trong nước sốt nhỏ không thay đổi.

Thoạt nhìn, có vẻ như sau khi áp suất tại điểm AA được cân bằng, quá trình sẽ dừng lại; nhưng điều đó không đúng. Tình trạng này là không bền vững. Giả sử rằng một chất lỏng có mật độ ρ1\rho_1 chảy vào ống đến một độ cao nhỏ Δx\Delta x (hình 3); thì áp suất tại điểm A′A' ở phía chất lỏng có mật độ ρ1\rho_1 sẽ lớn hơn áp suất tại điểm A′A' ở phía chất lỏng có mật độ ρ2\rho_2.

Thật vậy, áp suất tại điểm A′A' ở phía chất lỏng có mật độ ρ1\rho_1 sẽ bằng p1=ρ1g(H+l−Δx)p_1 = \rho_1 g(H + l - \Delta x), và ở phía chất lỏng có mật độ ρ2−p2=ρ2g(h+l−Δx)\rho_2 - p_2 = \rho_2 g(h + l - \Delta x); sự khác biệt giữa những áp lực này

Δp=p1−p2=(ρ2−ρ1)g⋅Δx\Delta p = p_1 - p_2 = (\rho_2 - \rho_1) g \cdot \Delta x

sẽ di chuyển chất lỏng lên trên, vì ρ1g(H+l)=ρ2g(h+l)\rho_1 g(H + l) = \rho_2 g(h + l) là điều kiện cân bằng (xem (1)). Chất lỏng có mật độ ρ1\rho_1 sẽ ở dạng nước sốt nhỏ cho đến khi áp suất trên và dưới tại điểm BB (xem hình 3) bằng nhau. Một chất lỏng có mật độ ρ1\rho_1 sẽ nổi lên trên chất lỏng có mật độ ρ2\rho_2 (theo điều kiện bài toán chúng không trộn lẫn với nhau).

Hãy viết điều kiện cân bằng tại điểm BB:

ρ1gH=ρ1gΔh1+ρ2gh,\rho_1 g H = \rho_1 g \Delta h_1 + \rho_2 g h,

trong đó Δh1\Delta h_1 là chiều cao của chất lỏng có mật độ ρ1\rho_1, có trong một loại nước sốt nhỏ.

Từ (1) và (2) chúng ta tìm thấy: Δh1=ρ2−ρ1ρ1l\Delta h_1 = \frac{\rho_2 - \rho_1}{\rho_1} l, và

Δm1=(ρ2−ρ1)ls.\Delta m_1 = (\rho_2 - \rho_1) l s.

Bây giờ nguyên nhân của dòng chất lỏng từ nước sốt này sang nước sốt khác đã trở nên rõ ràng, chúng ta hãy viết các phương trình cân bằng trong trường hợp tổng quát hơn. Giả sử rằng trạng thái cân bằng tại điểm BB xảy ra tại thời điểm

ρ1gH=ρ1gh1+ρ2gh2,\rho_1 g H = \rho_1 g h_1 + \rho_2 g h_2,

trong đó h1h_1 là chiều cao của chất lỏng có mật độ ρ1\rho_1 và h2h_2 là chiều cao của chất lỏng có mật độ ρ2\rho_2 trong nước sốt nhỏ (hình 4). Chúng ta đã biết rằng vị trí cân bằng không ổn định và chất lỏng sẽ chảy ra khỏi nước sốt nhỏ cho đến khi áp suất tại điểm AA cân bằng, điều đó có nghĩa là

ρ1g(H+l)=ρ1gh1+ρ2g(h2′+l).\rho_1 g(H + l) = \rho_1 g h_1 + \rho_2 g(h'_2 + l).

Từ (3) và (4) ta thu được: Δh2=h2−h2′=ρ2−ρ1ρ2l\Delta h_2 = h_2 - h'_2 = \frac{\rho_2 - \rho_1}{\rho_2} l, và

Δm2=(ρ2−ρ1)ls.\Delta m_2 = (\rho_2 - \rho_1) l s.

Khi áp suất tại điểm AA bằng nhau, vị trí không ổn định và chất lỏng có mật độ ρ1\rho_1 sẽ chảy ra thành nước sốt nhỏ cho đến khi áp suất tại điểm BB cân bằng, nghĩa là

ρ1gH=ρ1gh1′+ρ2gh2′.\rho_1 g H = \rho_1 g h'_1 + \rho_2 g h'_2.

Từ (4) và (5) ta thu được: Δh3=h1′−h1=ρ2−ρ1ρ1l\Delta h_3 = h'_1 - h_1 = \frac{\rho_2 - \rho_1}{\rho_1} l, và

Δm3=(ρ2−ρ1)ls=Δm2.\Delta m_3 = (\rho_2 - \rho_1) l s = \Delta m_2.

Điều này có nghĩa là mỗi lần cùng một lượng chất lỏng sẽ chảy ra khỏi nước sốt nhỏ và thấm vào văn bản.

Δm=(ρ2−ρ1)ls.\Delta m = (\rho_2 - \rho_1) l s.

Lưu ý rằng lượng chất lỏng chảy ra từ nước sốt sẽ thay đổi; Tại sao lại như vậy, hãy tự suy nghĩ.

V. E. Skorovarov

Tờ 32

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

30

F1020. Một piston chuyển động chia hình trụ thành hai phần bằng nhau có thể tích V0=10−3V_0=10^{-3} m³. Một phần chứa không khí khô, phần còn lại chứa hơi nước và m=4m=4 g nước. Khi xi lanh nóng lên từ từ, piston bắt đầu chuyển động. Sau khi piston di chuyển được 1/4 chiều dài của xi lanh thì chuyển động dừng lại. Khối lượng hơi nước trong bình trước khi đun nóng là bao nhiêu? Khối lượng không khí trong bình và nhiệt độ ban đầu của nó là bao nhiêu? Ở nhiệt độ nào piston ngừng chuyển động? Sự phụ thuộc của áp suất hơi nước bão hòa vào nhiệt độ được cho trong bảng.

| t,°Ct, \text{°C} | pH⋅10−5p_H \cdot 10^{-5}, Bố |
| :— | :— |
| 100 | 1 |
| 120 | 2 |
| 133 | 3 |
| 152 | 5 |
| 180 | 10 |

F1021. Trong mạch hiển thị ở hình, R=100R=100 Ohm, C=10C=10 mF, U0=10U_0=10 V, điện trở trong của pin và điện trở của ampe là không đáng kể. Nhiệt độ định kỳ Klioch K không đáng kể. Nhiệt độ định kỳ Klioch K không đáng kể. Nhiệt độ định kỳ Klioch K không đáng kể. Nhiệt độ định kỳ Klioch K không đáng kể.

F1020. Một piston chuyển động chia hình trụ thành hai phần bằng nhau có thể tích V0=10−3V_0=10^{-3} m³. Một phần chứa không khí khô, phần còn lại chứa hơi nước và m=4m=4 g nước. Khi xi lanh nóng lên từ từ, piston bắt đầu chuyển động. Sau khi piston di chuyển được 1/4 chiều dài của xi lanh thì chuyển động dừng lại. Khối lượng hơi nước trong bình trước khi đun nóng là bao nhiêu? Khối lượng không khí trong bình và nhiệt độ ban đầu của nó là bao nhiêu? Ở nhiệt độ nào piston ngừng chuyển động? Sự phụ thuộc của áp suất hơi nước bão hòa vào nhiệt độ được cho trong bảng.

| t,°Ct, \text{°C} | pH⋅10−5p_H \cdot 10^{-5}, Bố |
| :— | :— |
| 100 | 1 |
| 120 | 2 |
| 133 | 3 |
| 152 | 5 |
| 180 | 10 |

Chuyển động của piston sẽ dừng lại khi toàn bộ nước đã bay hơi hết; trong trường hợp này, ở bên trái và bên phải của piston sẽ có các chất khí (không khí và hơi nước), trạng thái của chúng được mô tả bằng phương trình Mendeleev-Clapeyron. Dễ hiểu là trước đó, khi piston chuyển động, thể tích không khí giảm từ V0V_0 xuống V0/2V_0/2, và hơi nước luôn bão hòa.

Đặt nhiệt độ và áp suất ban đầu là T0T_0 và p0p_0, nhiệt độ cuối cùng - T1T_1 và p1p_1, và khối lượng hơi nước trước khi đun nóng MM. Khi đó chúng ta có thể viết các phương trình sau: đối với không khí -

p0V0T0=p1V02T1;\frac{p_0V_0}{T_0} = \frac{p_1V_0}{2T_1};

cho hơi nước tại thời điểm ban đầu -

p0V0=MμπRT0,p0=pH(t0),p_0V_0 = \frac{M}{\mu_\pi}RT_0, \quad p_0 = p_H(t_0),

ở cuối quá trình -

p132V0=M+mμπRT1,p1=pH(t1),p_1\frac{3}{2}V_0 = \frac{M+m}{\mu_\pi}RT_1, \quad p_1 = p_H(t_1),

trong đó μπ\mu_\pi là khối lượng mol của hơi nước. Giải các phương trình (1) - (3) cùng nhau, ta tìm được khối lượng hơi nước trước khi đun nóng:

M=m/2=2 г.M = m/2 = 2\text{ г.}

Sử dụng bảng đã cho trong các điều kiện, chúng ta sẽ vẽ đồ thị sự phụ thuộc pH(t)p_H(t) của hơi nước (xem hình). Khi đó nhiệt độ T0T_0 được xác định từ điều kiện giao điểm của đồ thị này với đường p=MμπRV0Tp = \frac{M}{\mu_\pi}\frac{R}{V_0}T và T1T_1 với đường p=M+mμπ2R3V0p = \frac{M+m}{\mu_\pi}\frac{2R}{3V_0}. Sử dụng phương pháp đồ họa này lời giải, chúng tôi tìm thấy:

t0=140 °C,t1=170 °C,t_0 = 140 \text{ °C}, \quad t_1 = 170 \text{ °C},

p0≈3,8⋅105 Па.p_0 \approx 3,8 \cdot 10^5 \text{ Па.}

Biết nhiệt độ T0=413T_0=413 K và các giá trị p0p_0, từ phương trình Mendeleev-Clapeyron cho nước (μB=29 г/mоль\mu_B = 29 \text{ г/mоль}), chúng ta tìm được khối lượng của nước M0M_0:

M0=p0V0μBRT0≈3,2 г.M_0 = \frac{p_0V_0\mu_B}{RT_0} \approx 3,2 \text{ г.}

A. I. Vuzdin

Khi đóng chìa khóa, các tụ điện được sạc gần như ngay lập tức (điện trở của ampe và điện trở trong của pin không đáng kể) đến điện áp U3=U02U_3 = \frac{U_0}{2}, và khi đóng chìa khóa, chúng gần như phóng điện hoàn toàn. Hãy giải thích điều này.

Mỗi tụ điện được phóng điện qua điện trở RR. Dòng phóng điện ở thời điểm đầu tiên -

I0=U3R=U02R.I_0 = \frac{U_3}{R} = \frac{U_0}{2R}.

Nếu dòng điện này không thay đổi thì tụ điện sẽ phóng điện hoàn toàn trong thời gian

τ=qI0=CU3I0=RC.\tau = \frac{q}{I_0} = \frac{CU_3}{I_0} = RC.

Trong thực tế, dòng điện giảm khi tụ phóng điện và tụ phóng điện chậm hơn

Tờ 33

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

31

cô ấy; Nói một cách chính thức, nó không bao giờ phóng điện hoàn toàn. Chúng tôi không quan tâm đến mức phóng điện hoàn toàn tuyệt đối của nó, mà quan tâm đến mức mà tại đó nó chỉ đơn giản là U≪U3U \ll U_3; đối với điều này, chỉ cần yêu cầu Tpa3p≫τT_{\text{pa3p}} \gg \tau là đủ. Trong trường hợp của chúng tôi Tpa3p=τ2=20⋅10−3 c≫τ=1⋅10−3 cT_{\text{pa3p}} = \tau_2 = 20 \cdot 10^{-3} \text{ c} \gg \tau = 1 \cdot 10^{-3} \text{ c}.

Hãy tính điện tích chạy qua ampe khi chìa khóa đóng:

q1=U02Rτ1−CU02q_1 = \frac{U_0}{2R} \tau_1 - C \frac{U_0}{2}

(điện áp trên điện trở là U02\frac{U_0}{2}, dòng điện của điện trở chạy qua ampe).

Khi mở, cả hai tụ điện đều được phóng điện qua ampe:

q2=2CU02q_2 = 2 \frac{CU_0}{2}

Dòng điện trung bình

Icp=q1+q2τ1+τ2=−CU02+U02Rτ1+CU0τ1+τ2=U02Rτ1+RCτ1+τ2≈4,8⋅10−3 AI_{\text{cp}} = \frac{q_1 + q_2}{\tau_1 + \tau_2} = \frac{-C \frac{U_0}{2} + \frac{U_0}{2R} \tau_1 + CU_0}{\tau_1 + \tau_2} = \frac{U_0}{2R} \frac{\tau_1 + RC}{\tau_1 + \tau_2} \approx 4,8 \cdot 10^{-3} \text{ A}

A. P. Zilberman

F1022. Hộp đen chứa một cuộn dây, một điện trở, một tụ điện và có ba cực. Trong quá trình nghiên cứu, ông đã thu được những kết quả sau.

Trong mạch hiển thị ở hình 1, ampe hiển thị I1=0,1I_1 = 0,1 A ở tần số dao động v1=1000 Гцv_1 = 1000 \text{ Гц}; dòng điện qua ampe lệch pha với điện áp đầu vào là Δφ1=π/6\Delta \varphi_1 = \pi/6. Khi tần số máy phát giảm đi 100 lần thì dòng điện tăng chưa đến 2 lần. Tần số máy phát được trả về giá trị trước đó và một vôn kế (hình 2) được kết nối với mạch cùng với ampe. Vôn kế

Có khá nhiều phương án khả thi (trong số ba phần tử nêu trong điều kiện chỉ định) - 24. Vì vậy, trước tiên bạn phải vẽ chúng và quyết định xem về nguyên tắc, phần tử nào trong số chúng có thể đáp ứng các điều kiện đã đặt ra. Để không bỏ sót mạch nào, bạn cần phân loại chúng một cách thông minh - ví dụ: trước tiên hãy vẽ tất cả các mạch trong đó chỉ có một điện trở được nối với điểm 2 (“lời hứa”), sau đó chỉ là tụ điện, sau đó chỉ là một cuộn dây. Chỉ có 12 mạch như vậy. Sau đó, chúng ta sẽ vẽ các mạch trong đó có chính xác hai phần tử được kết nối với chân này - có 6 mạch như vậy. Vẫn còn các mạch: không có phần tử nào được kết nối với dây chung - có 5 phần tử trong số đó và cả ba phần tử đều được kết nối với dây chung - chỉ có một mạch như vậy. (Ở đây chúng tôi không xem xét các sơ đồ trong đó điểm 1 hoặc 3 không được kết nối - lý do rõ ràng.)

Một phân tích khá đơn giản cho thấy rằng các điều kiện của nhiệm vụ chỉ có thể được thỏa mãn bởi mạch hiển thị ở hình 3. Trong mạch có ampe-ampe mắc song song với tụ điện (xem hình 1), bạn có thể “vứt bỏ” tụ điện - ampe là lý tưởng, nghĩa là không có dòng điện nào chạy qua tụ điện. hình 4 hiển thị sơ đồ “đơn giản hóa” như vậy (hình 4, a) và sơ đồ vectơ chỉ hướng (hình 4, b). Từ sơ đồ ta có:

XLR=tgπ6=13,\frac{X_L}{R} = tg \frac{\pi}{6} = \frac{1}{\sqrt{3}},

Ở đâu

XL=13RX_L = \frac{1}{\sqrt{3}} R

I1R2+XL2=I12R3=U0⇒I1=32U0RI_1 \sqrt{R^2 + X_L^2} = I_1 \frac{2R}{\sqrt{3}} = U_0 \Rightarrow I_1 = \frac{\sqrt{3}}{2} \frac{U_0}{R}

Tại hình 5 có sơ đồ “hộp đen” có vôn kế nối (hình 5, a) và sơ đồ chiều (hình 5, b):

Tờ 35

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

33

Hình 1.

Nhân tiện, từ đây, theo sau, trong trường hợp “cực kỳ xui xẻo”, bạn sẽ không thể làm điều đó trong vòng chưa đầy 1002 giây: nếu sự kết hợp mong muốn của ba chữ số là số cuối cùng, thì các xác nhận có ba chữ số này sẽ được nhấn ở giây thứ 1000, 1001 và 1002.

Mục tiêu rất rõ ràng: sắp xếp tất cả các mã có ba chữ số sao cho mỗi mã tiếp theo bắt đầu bằng hai chữ số cuối của mã trước đó, nhưng liệu nó có đạt được không?

Đây là một tình huống tương tự mà nó không thể đạt được.

Biết rằng các chữ số của mã gồm ba chữ số là khác nhau và đây là các số 1, 2 và 3. Nói cách khác, bạn chỉ cần kiểm tra 6 mã: 123, 132, 213, 231, 312 và 321. Nếu kéo chúng thành một chuỗi thì việc chọn mã sẽ mất 8 giây. Nhưng bạn không thể kéo chúng thành một chuỗi! Chúng tạo thành hai chuỗi (chuỗi nào?), vì vậy việc chọn mã sẽ không mất 8 mà là 10 giây (kiểm tra!).

Một biểu đồ có hướng được chọn đặc biệt (viết tắt là oreraf) sẽ giúp chúng tôi giải quyết một câu hỏi có thể xảy ra và hạn chế việc xác minh tuần tự các mã. Đây là tên được đặt cho một tập hợp hữu hạn các điểm (gọi là đỉnh oreraph) nếu một số trong chúng được nối với nhau bằng các mũi tên (mũi tên chỉ hướng); cụ thể, nếu mũi tên oreraf không bị loại trừ thì đó là Euler và định lý đã được chứng minh.

Hình 2.

Có các mũi tên ròng nối đỉnh với chính nó.

Tổ chức T10T_{10}

Chúng ta hãy xây dựng một sơ đồ với sự trợ giúp của nó để giải quyết bài toán a). Hãy lấy 100 điểm. Hãy điền các tham số của chúng bằng các số: 00, 01, 02, …, 98, 99. Từ điểm abab đến điểm dcdc chúng ta sẽ vẽ một mũi tên nếu b=db=d. Ví dụ 13→3813\rightarrow 38, 45→5545\rightarrow 55; cụ thể là bất kỳ điểm nào có số lượng hai kết nối kỹ thuật số giống hệt nhau với chính nó.

Hãy để chúng tôi biểu thị đồ thị được xây dựng T10T_{10}.

Trên mũi tên từ abab đến bcbc mã ba chữ số điển hình là abcabc: 13→3813 \rightarrow 38, 33→33333 \rightarrow 333. Bất kỳ mã ba chữ số nào cũng sẽ được viết đúng 1 lần: giả sử, 455 sẽ được viết trên mũi tên từ 45 đến 55. Do đó, T10T_{10} chứa 10 đỉnh và 1000 mũi tên với tất cả các số có ba chữ số có thể có. Trong trường hợp này, 10 mũi tên đi ra từ mỗi đỉnh và 10 mũi tên đi vào mỗi đỉnh: mũi tên ab0ab0, ab1ab1, …, ab9ab9 đi ra từ abab, mũi tên 0ab,1ab0ab, 1ab, …, 9ab9ab nhập abab.

Theo các mũi tên, bạn có thể đi từ bất kỳ đỉnh nào abab đến bất kỳ đỉnh nào cdcd:

ab→abcbc→bcdcd.ab \xrightarrow{abc} bc \xrightarrow{bcd} cd.

Các tổ chức có thuộc tính này sẽ được gọi là được kết nối.

Hãy nhớ: mục tiêu của chúng ta là kéo tất cả các mã có ba chữ số thành một chuỗi; mục tiêu sẽ đạt được nếu chúng ta đi vòng quanh T10T_{10} dọc theo các mũi tên, đi qua từng mũi tên đúng 1 lần.

Sự tồn tại của một vật thể như vậy được đảm bảo bởi định lý chu trình Euler.

Chúng ta gọi một đồ thị ghép là chính quy nếu với mỗi đỉnh của nó AA số mũi tên rời khỏi AA bằng số mũi tên đi vào AA; Chúng ta sẽ biểu thị con số này pAp_A.

Ví dụ: trong T10T_{10} cho mỗi đỉnh abab

pab=10;p_{ab}=10;

hình 1 hiển thị hai đồ thị thông thường được kết nối (hoặc, nếu bạn muốn, một đồ thị không kết nối thông thường), với pA=2p_A=2 cho một số đỉnh và pA=1p_A=1 cho các đỉnh khác.

Định lý. Trong bất kỳ đồ thị liên thông thông thường nào đều có một chu trình (một đường khép kín dọc theo các mũi tên) đi qua mỗi mũi tên đúng một lần (hình 2).

Chúng ta sẽ gọi những chu trình như vậy là Euler.

Chứng minh định lý chu trình Euler

Hãy lấy bất kỳ đỉnh nào AA và đặt từ nó dọc theo các mũi tên một cách tùy ý, “đốt cháy những nơi phía sau chúng ta” - xóa các mũi tên mà chúng ta đã đi theo. Vì mũi tên là một số hữu hạn nên đến một lúc nào đó chúng ta sẽ bị mắc kẹt - chúng ta sẽ đi vào ngõ cụt không có lối thoát. Chúng ta không thể bị kẹt ở đỉnh B≠AB \neq A, vì số lượng mũi tên đi ra từ BB giống nhau khi nhập BB. Điều này có nghĩa là ngõ cụt là đỉnh ban đầu AA.

Vì vậy, đường đi của chúng ta là chu trình cc, bắt đầu và kết thúc tại AA. Vì chúng tôi đã xóa ngay lập tức từng mũi tên mà chúng tôi đã theo dõi nên chu trình cc không đi qua bất kỳ mũi tên nào hai lần.

Nếu chu trình cc chứa tất cả các mũi tên của đồ thị thì đó là chu trình Euler và định lý được chứng minh.

Nếu không, thì trong số các đỉnh mà cc đi qua sẽ có một đỉnh A1A_1 mà từ đó mũi tên không bị xóa s1s_1 nhô ra (nếu không tìm thấy các đỉnh đó, đồ thị của chúng ta sẽ không bị ngắt kết nối, hình 3).

Tờ 37

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

35

Hình 7.

Từ định lý chu trình Euler suy ra:
tại bài toán c) thời gian tmin⁡=722t_{\min} = 722 s (thường là tại n>3n > 3 thời gian tmin⁡=n(n−1)(n−2)+2t_{\min} = n(n-1)(n-2) + 2 s); với n=3n = 3 do sự không nhất quán của D3D_3 mã pop mất thêm 2 giây: tmin⁡=не 8,а 10 с.t_{\min} = \text{не 8}, \text{а 10 с}.

Như vậy, tmin⁡t_{\min} trong các bài toán a), 6) và c) đã được tìm thấy. Hãy thử sử dụng phương pháp tương tự để tìm tmin⁡t_{\min} nếu

  1. có 10 nút và biết rằng ít nhất một trong các chữ số của mã ba chữ số là chín;
  2. có 10 nút và biết rằng mã ba chữ số có đúng hai chữ số giống nhau;
  3. 2≤k≤n2 \leq k \leq n, các nút nn và mã là kk chữ số;
  4. Có 6 nút, trên các nút có các số 0, 1, …, 5, tất cả các số của mã 3 chữ số đều khác nhau và mã chứa số 5.

Hãy chuyển sang thảo luận về câu hỏi thứ hai:

Làm thế nào để tìm lại mã bị quên trong thời gian ngắn nhất?

Từ phần trước, bạn có thể hành động như thế này.

  1. Lấy một đồ thị thích hợp (T10,T3T_{10}, T_3 hoặc D10D_{10} lần lượt trong các bài toán a), 6) và c)).
  2. Tìm chu trình Euler e trong đó.
  3. Tự ý cố định mũi tên S1S_1, lấy các mũi tên đến trong chu kỳ e sau S1S_1:
    S1,S2,...,SNS_1, S_2, ..., S_N,
    N={1000 в задаче a),27 в задаче 6),720 в задаче b).N = \begin{cases} 1000 \text{ в задаче a)}, \\ 27 \text{ в задаче 6)}, \\ 720 \text{ в задаче b)}. \end{cases}
  4. Viết lần lượt các số mũi tên có ba chữ số S1,S2,...,SNS_1, S_2, ..., S_N.
    Vì số Si+1S_{i+1} chỉ thêm một chữ số mới vào số SiS_i nên bạn chỉ có thể chỉ ra số đó (chứ không phải toàn bộ số Si+1S_{i+1}); do đó, mục 4) có thể được thay thế bằng mục này:
    4’ Thêm vào số S1S_1 chữ số thứ ba của số S2S_2, sau đó là chữ số thứ ba của số S3S_3, v.v. - lên đến SNS_N; chuỗi kết quả là Π\Pi gồm (N+2)(N+2) chữ số. Bằng cách nhấn các nút có các số này, mỗi nút một giây, trong (N+2)(N+2) giây (tức là trong tmin⁡t_{\min} thời gian), chúng tôi sẽ xem qua tất cả các mã gồm ba chữ số yêu cầu xác minh và do đó, không quá (N+2)(N+2) giây, chúng tôi sẽ tìm thấy mã bị quên.

Ví dụ: chu trình ee trong sơ đồ T3T_3 với mũi tên đầu tiên 113 (hình 6) tương ứng với dãy Π\Pi gồm 29 chữ số: 113 332 331 322 321 312 311 2 221 211 1.

Vì ee là một chu trình, nên cặp chữ số đầu tiên và cuối cùng trong chuỗi Π\Pi giống nhau (đây là số đỉnh mà mũi tên S1S_1 đi ra và đi vào mũi tên SNS_N). Do đó, thay vì viết N+2N+2 số Π\Pi trên một dòng, bạn có thể viết NN số trong một vòng tròn (xem hình 9, trong đó N=27N=27).

Trên hình 9 dọc theo vành bánh xe (chúng ta sẽ gọi là bánh xe BB) có 9 đơn vị, 9 đôi và 9 rãnh theo thứ tự đặc biệt. Mục này chứa đầy đủ lời giải bài toán 6). Vẫn còn phải vẽ các bánh xe thay thế tương tự AA và BB cho bài toán a) và c).

Chúng có phải là sự thay thế giống nhau không? Điều này có nghĩa là gì?

Đối thoại về chiếc nhẫn A,BA, B và BB
— Vậy bánh xe thay thế BB là gì?

  • Dù bạn lấy số nào, nếu bạn đi từ đó theo chiều kim đồng hồ, đọc từng số một thì trong 29 giây bạn sẽ gặp tất cả các số có ba chữ số của các số 1, 2, 3.

  • Đúng, đây là vật thay thế (và bánh xe AA và BB phải có đặc tính tương tự), nhưng đây không phải là thứ đã được thay thế!

  • Bạn có thể đi ngược chiều kim đồng hồ với số bằng nhau!

  • Có thể, nhưng tính chất này nối tiếp tính chất đầu tiên. Và cả hai đều đúng cho một bánh xe được xây dựng từ chu trình Euler bất kỳ ee trong TnT_n.
    — Vậy chu kỳ ee trên hình 6 có đặc biệt không?

  • Đúng! Nó được xây dựng không theo một công thức chung phù hợp với bất kỳ đồ thị kết nối thông thường nào, mà theo một thuật toán đặc biệt được sử dụng bởi TnT_n.

  • Và cái này mang lại điều gì?
    — Ở mức n=3n=3 sự khác biệt không lớn. Và trong T10T_{10} đã có hàng nghìn mũi tên và việc tìm kiếm ee trong T10T_{10} theo công thức chung có thể quá dài và tốn nhiều công sức - ngay cả khi bạn sử dụng máy tính.
    — Có thuật toán đặc biệt nào nhanh ee không?

  • Vâng, tôi cam kết viết một nghìn con số lên bánh xe AA trong một nghìn giây! Tôi không cần máy tính, không cần điền những con số đã viết, tôi chỉ cần nhớ 3-4 chữ số cuối. Trình tự của tôi gần như đơn giản như chuỗi tự nhiên.

  • Edorov! Chuỗi 720 số trên bánh xe BB cũng đơn giản phải không? Nó có thể được viết ra trong 720 giây?

  • Đúng! Mặc dù không dễ để nghĩ ra trình tự đơn giản này…
    …Ở đây chúng tôi sẽ dịch đoạn hội thoại này để không làm mất đi sự tiện lợi của người đọc khi giới thiệu việc thay thế số cho bánh xe AA và BB, hoặc thậm chí trong trường hợp chung - đối với mã kk chữ số từ số nn. (Có những gợi ý ẩn trong văn bản và trong hình ảnh tiết lộ bí quyết xây dựng và nhanh chóng viết ra chuỗi Π\Pi; nhưng có lẽ bạn sẽ không cần chúng và bạn sẽ đi theo con đường riêng của mình.) Và chúng tôi hy vọng, sau khi nhận được thư của bạn, sẽ quay lại vấn đề bài toán này trong một trong những số tiếp theo của tạp chí.

M. L. Gerver

Tờ 38

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

36

Khối đa diện đẹp mắt trên trang bìa có tính chất đối xứng hình khối. Điều này có nghĩa là nó - giống như một khối lập phương - đối xứng qua hai mặt phẳng, một tâm, và cũng tương thích với chính nó khi quay qua các góc là bội số của π/2, quanh ba trục và qua các góc là bội số của 2π/3, quanh bốn trục. Một mặt tùy ý của khối đa diện có thể lần lượt chịu sự biến đổi này và nó sẽ lần lượt được kết hợp với 23 mặt khác cùng loại.

Những khối đa diện như vậy có thể được tạo ra bằng kỹ thuật do V.N. Gamayunov và liên quan đến việc vẽ các loại eures đặc biệt (bản vẽ chiếu, xem «Kvant», 1982, số 2, trang 39). Chúng tôi sẽ không đi sâu vào việc xây dựng các elure như vậy ở đây, nhưng sẽ cho bạn biết cách bạn có thể xây dựng mô hình của đa giác được hiển thị bằng cách sử dụng elure làm sẵn.

Để làm điều này, bạn nên phóng to phần elure (nó được hiển thị trên trang thứ hai của trang bìa) đến kích thước mong muốn và cẩn thận cắt bỏ phần được đánh dấu (trừ màu đỏ) từ bìa cứng mỏng hoặc giấy dày thành 24 bản. Để dễ dán, các cạnh của một chi tiết có thể được trải ra bằng các “lưỡi”, chúng được dán vào nhau khi các phần (mặt) tương ứng có một cạnh chung trên khối đa diện. (Tuy nhiên, bạn có thể làm mà không cần lưỡi và dán các cạnh dọc theo các cạnh bằng Velcro).

Các chi tiết được cắt ra. Làm thế nào để bạn biết những gì để hợp nhất dữ liệu? Cánh tay màu đen trên elure giúp ích cho việc này. Ví dụ, để tìm ra cạnh nào phần tử lớn hơn của bộ phận được dán vào cạnh AB, bạn nên tìm cung màu đen trên đường thẳng AB (nó nằm ở điểm O) và xoay đường thẳng gần O theo góc do cung xác định (ở đây là 180°); thì cạnh AB sẽ đi vào cạnh A’B’ của phần màu vàng: dán cạnh AB vào đó. Tương tự như vậy đối với cạnh EF: đặt cung trên đường thẳng EF, tìm nó tại điểm P và quay quanh P một góc 90°, kết quả là EF kết hợp với E’F’, tạo ra sự kết dính cần thiết. Tương tự, một cung 60° tại điểm Q có thể nhìn thấy từ phía trước (và một số đầu là một hình tứ giác tự cắt nhau.

Người đọc có thể muốn tìm hiểu phần elure (được hiển thị trên trang thứ hai của trang bìa) với kích thước mong muốn và phần được đánh dấu (trừ màu đỏ) phải được cắt cẩn thận từ bìa cứng mỏng hoặc giấy dày thành 24 bản. Để dễ dán, các cạnh của một chi tiết có thể được trải ra bằng các “lưỡi”, chúng được dán vào nhau khi các phần (mặt) tương ứng có một cạnh chung trên khối đa diện. (Tuy nhiên, bạn có thể làm mà không cần lưỡi và dán các cạnh dọc theo các cạnh bằng Velcro).

Bài toán cho nghiên cứu

a) Trên tờ giấy ca rô dài vô tận, có hai người chơi tic-tac-half. Người chiến thắng là người đầu tiên đặt chín dấu hiệu của mình thành một hàng theo chiều dọc, chiều ngang hoặc đường chéo. Chứng minh rằng trò chơi không thể giành chiến thắng trong tầm kiểm soát: find-
Tạo chiến lược đôi bên cùng có lợi cho người chơi thứ hai.
b) Chứng minh khẳng định tương tự cho trò chơi sau. Trên một cánh đồng vô tận được tạo thành từ các hình lục giác, hai người chơi tic-tac-tac. Người đầu tiên đặt cược liên tiếp sẽ thắng
bảy dấu hiệu của nó trong một hình lục giác, liền kề nhau ở các cạnh (có thể có ba hướng).
b) Câu bài toán a) có đúng với số m<9 và bài toán b) với số n<7 không?

O. A. Stepanov

Quay lại trang đã in

Trong ghi chú của V.I. Stomakhin “Các phép biến đổi hình học trong các bài toán phẳng” («Kvant», 1986, Số 12, trang 16) lời giải bài toán 6 (xem trang 18) chỉ đúng trong trường hợp tất cả các góc của tam giác đều nhỏ hơn 120°; nếu một trong các góc của tam giác lớn hơn 120° thì điểm cần lấy là đỉnh của góc này.

Nhận xét về bài toán 7 cũng chỉ đúng với tam giác ABC, tất cả các góc đều nhỏ hơn 120°. Nếu một góc của một tam giác là 120° thì ba đường thẳng được chỉ ra sẽ cắt nhau tại đỉnh của góc này.

Tờ 39

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

37

Nhiệm vụ

  1. Ở nhà tôi có ba cái xô, mỗi cái cộng lại là một số lít. Nếu đổ đầy xô nước thứ nhất vào xô thứ hai thì nước sẽ chiếm 2/3 thể tích của xô, nếu đổ đầy xô thứ nhất vào xô thứ ba thì nước sẽ chiếm 3/4 thể tích của xô đó. Tuy nhiên, tôi đổ đầy nước vào thùng ba lít, đổ hết thùng thứ nhất, thùng thứ hai, rồi thùng thứ ba, nhưng thùng vẫn chưa đầy. Bạn có thể đổ thêm bao nhiêu lít nước vào đó?

  2. Giải câu đố số học hiển thị ở hình. Trong đó, các chữ cái khác nhau tương ứng với các số khác nhau và các số giống nhau tương ứng với các số giống nhau.

  3. Ở Anh và Mỹ, nhiệt độ thường được đo bằng thang Fahrenheit, xác định điểm nóng chảy của băng là 32° và điểm sôi của nước là 212°. Có nhiệt độ nào mà số độ C và độ F sẽ giống nhau không?

  4. Người đứng đầu Cơ quan Mật vụ đưa ra những chỉ dẫn chung sau đây cho bảy đặc vụ chính của mình: Đặc vụ 001 đi theo người đi theo Đặc vụ 002, Đặc vụ 002 đi theo người đi theo Đặc vụ 003, v.v.; Đặc vụ 007 đang theo dõi những người đang theo dõi đặc vụ 001. Nhưng đột nhiên có lệnh đến - thuê một đặc vụ khác 008. Liệu ông chủ có thể đưa ra những hướng dẫn tương tự cho tất cả các đặc vụ?

  5. Có một khối lập phương và sáu hình chữ thập giống hệt nhau được cắt ra từ giấy (xem hình). Diện tích của mỗi hình giấy bằng diện tích một cạnh của hình lập phương. Về mặt đạo đức, có thể che phủ toàn bộ bề mặt của một khối lập phương bằng những mảnh giấy không?

Những nhiệm vụ này được đề xuất bởi S.R. Sefibekov, V.A. Mukushev, A.P. Savin, G.A. Galperin, V.V. Tùy tiện.

Tờ 40

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

38

HỌ CÓ THỂ LÀM GÌ
NÓI CÁC CON SỐ

Tiến sĩ khoa học sư phạm
N. A. RODINA

Bạn nghĩ một học sinh dành bao nhiêu năng lượng cho bài tập về nhà? Câu hỏi này có lẽ sẽ khiến nhiều độc giả bối rối: liệu năng lượng này có đếm được không? Làm sao? Chúng tôi trả lời: có thể; đây là đáp số: trung bình khoảng 500 kJ. Và chúng tôi đã có được đáp số như thế này. Chúng tôi mở ở trang 118 một cuốn sách có tựa đề có vẻ tầm thường - “Sổ tay Vật lý và Công nghệ”, và…

Những hành động tiếp theo, thưa quý độc giả, sẽ trở nên rõ ràng nếu bạn mở cuốn sách này ra. Và chúng tôi nghĩ rằng nếu làm như vậy, bạn sẽ không thể rời mắt khỏi những trang sách của nó được nữa, mặc dù nội dung chính của cuốn sách là bảng biểu, đồ thị và các con số. “Các con số cũng có ngôn ngữ riêng, khả năng nói, kể về nhiều hiện tượng, hiện tượng tự nhiên khác nhau…” Không thể không đồng tình với những nhận định này của tác giả cuốn sách, Anatoly Sergeevich Enochovich. Những con số sẽ cho chúng ta biết rất nhiều điều mới mẻ và thú vị…

Ví dụ, bạn sẽ biết rằng chiều dài của dép lông mao là 300 micromet, và chiều dài của sông Nile - con sông dài nhất trên Trái đất - là 6700 km, khoảng cách giữa các cột điện báo là 50-60 m (Bảng số 19).

Micromet là gì? Bảng số 13 trình bày các đơn vị đo độ dài nhỏ. Cái lớn nhất trong số chúng - micromet - bằng một phần triệu mét, tức là 10⁻⁶ m; nhiều nhất

Tờ 41

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

cái nhỏ - fettometer - bằng 10−1510^{-15} m và được gọi là “Fermi” để vinh danh NHÀ VẬT LÝ Ý ENRICO Fermi (1901-1954), người vào năm 1942 đã thực hiện phản ứng dây chuyền hạt nhân trong lò phản ứng hạt nhân đầu tiên (và điều này đã được viết trong sách tham khảo).

Trong cùng bảng số 19, người ta thấy rằng đường kính của một phân tử oxy là 0,3 nanomet (1 nm = 10−910^{-9} m). Hãy tính xem chiều dài của dép ciliate lớn hơn đường kính của phân tử này bao nhiêu lần: (300×10−6):(0,3⋅10−9)=106(300 \times 10^{-6}):(0,3 \cdot 10^{-9})=10^{6}. Các ciliate, chỉ có thể nhìn thấy trong kính hiển vi, “dài” hơn một triệu lần so với phân tử! Và hóa ra sông Nile dài gấp 1,9 lần sông Volga.

Biết được khoảng cách giữa các cột điện báo, bạn có thể xác định tốc độ của nó bằng cách để ý thời gian ô tô di chuyển giữa các cột.

Sử dụng máy đo đường kính cầm tay, bạn có thể kiểm tra xem độ bền của cánh tay chấy có tương ứng với giá trị trung bình của tuổi chấy hay không (Bảng số 58).

Tôi muốn nói về tất cả các giá trị được đưa ra trong bảng số 19, vì từ đó bạn sẽ biết rằng cây bạch đàn (cây cao nhất thế giới) cao hơn Cheops primad và giếng sâu nhất được khoan trên Trái đất còn sâu hơn Marina Ina - nơi sâu nhất trong các đại dương trên thế giới.

Tác giả sách tham khảo cũng cho chúng ta biết khối lượng của loài chim nhỏ nhất là chim ruồi là 1,7 g và khối lượng của cánh bột là 0,00005 g.

Bảng số 30 không có thời gian để đưa dữ liệu về kỷ lục thế giới về trượt băng dành cho các sân trượt băng ở vùng đất thấp, do I. Zhelezovsky thiết lập năm 1984 ở cự ly 1000 m, nhưng nó cho thấy thời gian ở cùng khoảng cách trên sân trượt băng trên núi cao - 1 phút 12,58 s. Biết thời gian do I. Zhelezovsky hiển thị (1 phút 14,3 giây), chúng ta có thể tính toán và so sánh tốc độ của hai lần chạy kỷ lục này.

Các tác phẩm trong đó người chi tiêu cho phong trào sẽ chiến thắng

Tờ 42

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

40

Ít thời gian hơn để chạy trên đường, trượt băng và bơi lội. Tốc độ tuyệt đối thể hiện ở loại chuyển động nào sau đây của con người? Tại sao tốc độ trượt băng ở khoảng cách 1000 m lại lớn hơn ở 500 m? Một người trong bất kỳ môn thể thao nào có thể vượt quá tốc độ của một con én (17,5 m/s) không? báo săn (31 m/s)?

Từ bảng số 43, chúng ta đã biết rằng mỗi điểm của Trái đất trên trục Moscow đều chuyển động do Trái đất tự quay với tốc độ 259 m/s. Tại các điểm của đường xích đạo, tốc độ này đạt tới 465 m/s. Tại sao chúng ta không nhận thấy chuyển động này? Hay vẫn còn những hiện tượng cho phép chúng ta ghi nhận nó, giống như chúng ta nhận thấy chuyển động của một đoàn tàu khi ở trong đó?

Có cây nào chìm trong nước không? Những cây như vậy tồn tại, đó là bakut (“cây sắt”) và gỗ mun - mật độ gỗ của chúng lớn hơn mật độ nước. Thông tin này được cung cấp bởi các bảng số 49 và số 55. Các bảng tương tự cho biết trong số tất cả các loại gỗ, gỗ lớn có mật độ thấp nhất: nó nổi “tốt nhất” trong nước, và như đã nêu trong chú thích cuối bảng của bảng số 55, bè Kon-Tiki được làm từ gỗ đó. Đó là lý do tại sao những người tham gia hành trình trên Kon-Tiki đang tìm kiếm một cây bóng ở Nam Mỹ, vượt qua những khó khăn to lớn: trong mùa tháng Giêng, họ di chuyển qua dãy Andes đến khu vực rừng rậm và lấy từ đó 12 cây bóng, 9 trong số đó được dùng để đóng bè (toàn bộ một chương trong cuốn sách nổi tiếng của T. Heyerdahl được dành để mô tả cuộc hành trình này).

Và nếu một chiếc bè có cùng thể tích như Kon-Tiki được làm không phải từ balla mà từ gỗ thông, thì khả năng chuyên chở của nó sẽ giảm đi bao nhiêu lần (tức là khối lượng hàng hóa mà chiếc bè có thể chở cho đến khi ngập hoàn toàn)? Bảng số 55 sẽ giúp bạn đạt đáp số cho câu hỏi này.

Bạn nghĩ khoảng cách mà các phân tử không khí trong phòng di chuyển từ va chạm này sang va chạm khác là bao nhiêu? Có thể làm lệch khoảng cách như vậy trên giấy bằng bút chì được gọt nhọn không? Hóa ra, trong điều kiện bình thường, không thể có va chạm tự do trung bình của các phân tử không khí là 60 nanomet (và số va chạm của các phân tử trong một giây là 7,5 tỷ). Nhưng ở độ cao 80 km so với Trái đất, không khí loãng đến mức khoảng cách giữa các phân tử trung bình là 4,4 mm (Bảng số 105); một đoạn như vậy có thể được viết bằng bút chì trên giấy.

Đối với một kilowatt giờ ngũ cốc điện, chúng tôi phải trả 4 kopecks. Nhưng chúng ta đã biết về “giá” thực của một kilowatt giờ tiết kiệm được từ bảng số 203. Năng lượng đó được dùng để sản xuất 1,5 kg giấy hoặc 39 kg đường cát, thêm 30 kg dầu hoặc nấu chảy 0,5 kg thép. Để sản xuất 1 kWh, người ta tiêu thụ khoảng 600 g than.

Sách tham khảo sẽ giúp bạn thực hiện lời giải các nhiệm vụ bài toán thực tế khác nhau có thể phát sinh ở cấp độ và ở nhà, khi làm việc trong xưởng của trường hoặc trong sản xuất cũng như khi thiết kế và sản xuất các thiết bị, mô hình khác nhau…

Có cuốn sách nào khác tương tự như thế này không? Trong bất kỳ cuốn sách tham khảo nào, bạn có thể tìm thấy những thông tin thú vị và các bảng đại lượng vật lý cần thiết cho lời giải bài toán, chẳng hạn như mật độ, nhiệt độ sôi riêng, v.v. Nhưng cuốn “Sổ tay Vật lý và Công nghệ. Sách giáo khoa dành cho giáo viên" của A. S. Enochovich (M., Prosveshchenie, 1983) là một cuốn sách tham khảo đặc biệt, một cuốn sách đặc biệt. Cô dạy, quan tâm, nhận thức. Ý nghĩa của nó cũng lớn lao như ý nghĩa của sách Ya. I. Perelman, M. I. Bludov.

Việc tạo ra thư mục đòi hỏi rất nhiều công sức của tác giả. Hàng nghìn dữ liệu phải được tìm thấy trong nhiều cuốn sách, mọi con số phải được kiểm tra và nếu cần thì phải cập nhật - xét cho cùng, công nghệ đang phát triển, tốc độ và sức mạnh của máy móc và nhà máy điện, phạm vi và thời gian của các chuyến bay vào vũ trụ, hiệu quả của các cơ chế ngày càng tăng…

Cuốn sách tham khảo đầu tiên về vật lý còn bao gồm những bảng biểu thú vị như “Tốc độ chuyển động trong tự nhiên sống”, “Vật lý con người”, dữ liệu về máy kéo tự động, máy liên hợp thu hoạch ngũ cốc và ý nghĩa của các sự kiện riêng trong lịch sử vật lý…

Cảm ơn tác giả cuốn sách vì tất cả điều này.

Tờ 43

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

41

Toán 8, 9,10

Ghi chú được công bố bên dưới “Vòng tròn ngoại tiếp sẽ giúp ích” nhằm mục đích sử dụng, “Tước bỏ điều kiện trong các vấn đề cạnh tranh” - học sinh lớp chín và lớp mười.

Vòng tròn ngoại tiếp sẽ giúp

Người ta biết rằng độ lớn của góc ở tâm bằng độ lớn của cung bao quanh hai cạnh của nó, và độ lớn của góc nội tiếp bằng một nửa độ lớn của cung bao giữa hai cạnh của nó. Đối với lời giải phép đo phẳng bài toán, việc kiểm tra đường tròn ngoại tiếp của một tam giác hoặc tứ giác là rất hữu ích. Trong trường hợp này, các thuộc tính nêu trên có thể được biểu diễn như sau.

Hình 1. Hình 2.

I. Nếu tứ giác ABCD nội tiếp (hình 1), thì ∠ABD=∠ACD, ∠ABC+∠ADC=180° (và cả ∠DBC=∠DAC, ∠ADB=∠ACB, ∠BAC=∠BDC, ∠BCD+∠BAD=180°).

II. Nếu điểm B và C nằm cùng phía của đường thẳng AD và đồng thời ∠ABD=∠ACD hoặc ∠ABC+∠ADC=180° thì tứ giác ABCD là nội tiếp (xem hình 1).

III. Nếu tam giác ABC và AOC cùng nằm trên một cạnh của đường thẳng AC và điểm O là tâm của đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC thì ∠AOC=2∠ABC (hình 2).

IV. Nếu tam giác ABC và AOC nằm cùng phía của đường thẳng AC, OA=OC và ∠AOC=2∠ABC thì O là tâm của đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC (xem hình 2).

Hãy để chúng tôi đưa ra các ví dụ về cách sử dụng các thuộc tính này cho lời giải bài toán.

Ví dụ 1. Trong tam giác ABC: ∠A=70°, ∠B=50°. Điểm M nằm bên trong tam giác và ∠MAC=∠MCA=40°. Tìm ∠BMC.

Lời giải. Vì ∠AMC=100°=2∠B, MA=MC, theo tính chất IV, điểm M là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác ABC

Tờ 44

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

42

Hình 3. Hình 4.

(hình 3). Do đó, theo tính chất III ∠BMC=2∠A=140∘\angle BMC=2\angle A=140^\circ.

Ví dụ 2. Trong tam giác ABC: AB=AC, ∠BAC=40∘\angle BAC=40^\circ. Bên ngoài tam giác ABC nhưng bên trong góc ABC lấy điểm M sao cho ∠AMB=30∘\angle AMB=30^\circ, ∠BMC=20∘\angle BMC=20^\circ (hình 4). Tìm ∠ABM\angle ABM.

Lời giải. Theo tính chất IV, điểm A là tâm của đường tròn ngoại tiếp tam giác BCM. Do đó AB=AM và ∠ABM=∠AMB=30∘\angle ABM=\angle AMB=30^\circ.

Ví dụ 2 có thể khái quát hóa cho tam giác ABC bất kỳ có AB=AC, ∠BAC=2∠BMC\angle BAC=2\angle BMC, ∠AMB=α\angle AMB=\alpha. Sau đó ∠ABM=α\angle ABM=\alpha.

Bài 3. Cho tam giác ABC: AB=BC, ∠ABC=80∘\angle ABC=80^\circ. Điểm M nằm bên trong tam giác và ∠MAC=10∘\angle MAC=10^\circ, ∠MCA=30∘\angle MCA=30^\circ. Tìm ∠BMC\angle BMC (hình 5).

Lời giải. Các góc BAC và BCA bằng 50°. Gọi O là tâm đường tròn ngoại tiếp tam giác AMC. Khi đó theo Tính chất III ∠AOM=60∘\angle AOM=60^\circ nên tam giác AOM vuông. Hơn nữa, BO là đường trung trực của đoạn AC (vì AB=BC và AO=OC). Các tam giác Primogol ABK và AOK bằng nhau vì ∠OAK=60∘−10∘=50∘=∠BAK\angle OAK=60^\circ-10^\circ=50^\circ=\angle BAK. Do đó, AB=AO, nhưng AO=AM nên AB=AM. Trong tam giác cân ABM, các góc ABM và AMB bằng nhau (180°-40°):2=70°. Cuối cùng, ∠BMC=360∘−140∘−70∘=150∘\angle BMC=360^\circ-140^\circ-70^\circ=150^\circ (xem hình 5).

Để kết luận, chúng tôi đề xuất năm bài toán cho một lời giải độc lập.

Bài tập 1. Trong tam giác ABC: ∠A=50∘\angle A=50^\circ, ∠B=60∘\angle B=60^\circ. Chọn điểm D và E trên cạnh AB và BC sao cho ∠DCA=∠EAC=30∘\angle DCA=\angle EAC=30^\circ. Tìm ∠CDE\angle CDE.

  1. Trong tam giác ABC: ∠A=30∘\angle A=30^\circ, ∠B=80∘\angle B=80^\circ. Điểm M nằm bên trong tam giác, có ∠MAC=10∘\angle MAC=10^\circ, ∠MCA=30∘\angle MCA=30^\circ. Tìm ∠BMC\angle BMC.

  2. Trong tam giác ABC: ∠A=20∘\angle A=20^\circ, ∠C=30∘\angle C=30^\circ. Điểm K nằm bên trong tam giác với ∠KAC=∠KCA=10∘\angle KAC=\angle KCA=10^\circ. Tìm ∠BKC\angle BKC.

  3. Trong tam giác ABC: AB=BC, ∠C=40∘\angle C=40^\circ. Bên ngoài tam giác ABC nhưng bên trong góc BAC lấy điểm M sao cho ∠AMC=50∘\angle AMC=50^\circ, ∠ABM=∠ACM\angle ABM=\angle ACM. Tìm ∠BCM\angle BCM.

  4. Trong tam giác ABC: ∠A=84∘\angle A=84^\circ, ∠C=78∘\angle C=78^\circ. Chọn điểm D và E trên cạnh AB và BC sao cho ∠ACD=48∘\angle ACD=48^\circ, ∠CAE=63∘\angle CAE=63^\circ. Tìm ∠CDE\angle CDE.

D. F. Izaak

Điều kiện bổ sung trong bài toán cạnh tranh

Trong ghi chú này, chúng ta nói về hai bài toán ít được biết đến trong toán học, được đề xuất vào thời điểm đó (năm 1971) của MEPhI và MIPT và được xuất bản cùng với lời giải vào năm 1972 trên «Kvant». Những bài toán này:

Nhiệm vụ 1 (MEPhI, 1971; «Kvant», 1972, số 6, trang 52, 75-76). Nếu bạn chia một số có hai chữ số cho tổng các chữ số của nó, bạn sẽ được thương là 4 và dư 3. Nếu bạn chia số này cho tích các chữ số của nó, bạn sẽ được thương là 3 và dư 5. Tìm số này.

Nhiệm vụ 2 (MIPT, 1971; «Kvant», 1972, số 5, trang 43). Nếu một số có hai chữ số chia cho tích các chữ số của nó thì thương sẽ là 3 và số dư là 9. Nếu lấy tích các chữ số của nó trừ đi bình phương tổng các chữ số của số này thì sẽ thu được số này. Tìm số này.

Trên thực tế, đối với lời giải bài toán 1, chỉ cần biết điều kiện thứ hai là đủ và đối với lời giải bài toán 2 - điều kiện đầu tiên.

Thật vậy, khi viết số cần tìm dưới dạng 10x+y (1<x<9, 1<y<9), trong bài toán 1 từ điều kiện thứ hai, ta thu được

10x+y=3xy+5 (xy≠0).

Hãy biểu thị x theo y:

x=5−y10−3y.x = \frac{5-y}{10-3y}.

(Cuối cùng xem trang 47)

Tờ 45

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

43

Người phát minh ra máy điện báo vô tuyến
(Các chương trong sách)

M. P. BRONSHTEIN

Ai và khi nào?
Ai đã phát minh ra đài phát thanh và khi nào?

Một số người trả lời câu hỏi này: Aleksandr Stepanovich Popov đã phát minh ra nó, và đó là chuyện cách đây bốn mươi năm. Những người khác nói: đài phát thanh được phát minh bởi Pultanian Guglielmo Marconi.

Và thực sự: bốn mươi năm trước, cả Popov và Marconi đều đồng thời xây dựng các đài phát thanh đầu tiên trên thế giới và bắt đầu gửi những bức điện tín vô tuyến đầu tiên trên thế giới.

Nhưng lịch sử của đài phát thanh đã bắt đầu sớm hơn nhiều so với bức điện tín qua đài phát thanh cuối cùng. Các nhà khoa học bắt đầu lịch sử vô tuyến bằng những khám phá và thí nghiệm của họ đã không gửi hoặc nhận bất kỳ bức điện tín vô tuyến nào. Họ không cố gắng truyền tải bất kỳ tín hiệu, âm nhạc hay âm thanh nào của con người qua một khoảng cách xa. Những nhà phát minh ra máy điện báo vô tuyến đầu tiên này sẽ ngạc nhiên biết bao nếu có ai đó nói với họ rằng họ đang phát minh ra máy điện báo vô tuyến!

Việc truyền tải âm thanh, tín hiệu, hình ảnh không hề chiếm giữ chúng. Họ quan tâm đến một cái gì đó khác.

Bạn đã bao giờ nhìn thấy tia lửa điện bay ra từ các vật nhiễm điện chưa? Những tia lửa điện chói lóa lóe lên trong chốc lát rồi lại tắt ngay?

Chính từ những tia lửa này mà lịch sử của đài phát thanh đã bắt đầu.

Trong nhiều thập kỷ, các nhà vật lý đã quan sát tia lửa điện, thực hiện các thí nghiệm với nó và nghiên cứu các tính chất của nó. Cuối cùng, họ muốn biết: từ khi một tia lửa sinh ra cho đến khi nó tắt mất bao lâu? Tia lửa điện tồn tại bao lâu?

Câu hỏi thật khó. Họ thường trả lời nó như thế này: nó bùng lên rồi liền biến mất, nó chỉ sống trong một khoảnh khắc. Nhưng khoảnh khắc là gì? Một phần trăm giây hay một phần nghìn hay một phần triệu? Làm thế nào để tìm ra, làm thế nào để đo lường?

Mỗi người đều cảm nhận được thời gian trôi qua. Tất cả chúng ta đều phân biệt một phút với hai phút, giây với hai giây và thậm chí mười giờ với tổng số giây.

Tờ 46

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

44

giây dài. Nhưng tất cả những gì nhỏ hơn một phần mười, một phần mười giây - tất cả những điều này đã không thể phân biệt được đối với chúng ta, tất cả những điều này - một phần trăm, một phần nghìn và một phần triệu giây - mỗi thứ đều hoàn toàn giống nhau đối với chúng ta. Các cơ quan cảm giác của chúng ta không nhanh, chính xác hoặc phức tạp như vậy. Trong bất kỳ khoảng thời gian nào nhỏ hơn một phần mười lăm giây, chúng ta không cảm nhận được bất kỳ khoảng thời gian nào. Vì vậy, trong thính giác của chúng ta có một phần nghìn với một phần nghìn, một phần nghìn với một phần triệu. Một lát - và thế là xong.

Vâng, còn đồng hồ thì sao? Rốt cuộc, chúng được tạo ra để thay đổi thời gian. Đồng hồ không thể thay đổi thời lượng của một khoảnh khắc sao?

Hãy đến một nhà máy sản xuất dụng cụ chính xác. Chúng ta sẽ thấy có đồng hồ treo tường, đồng hồ đế và đồng hồ bỏ túi. Chúng ta sẽ tìm thấy ở đó những chiếc đồng hồ bấm giờ mà các thủy thủ mang theo khi thực hiện những chuyến đi dài và những chiếc đồng hồ cực kỳ chính xác để quan sát thiên văn, đồng hồ bấm giờ điện và đồng hồ bấm giờ. Nhưng chúng ta sẽ không tìm thấy những chiếc đồng hồ đo được một phần triệu giây trong nhà máy.

Tuy nhiên, những chiếc đồng hồ như vậy vẫn tồn tại. Bảy mươi lăm năm trước, nó được phát minh và chế tạo bởi nhà vật lý người Đức Wilhelm Federsen. Ông đã phát minh ra chúng đặc biệt để thay đổi thời gian tồn tại của tia lửa điện.

Anh ấy không hề biết rằng khi tạo ra chiếc đồng hồ này, anh ấy đã bắt đầu một câu chuyện vì nó.

đồng hồ Federsen

Những chiếc đồng hồ do Federsen chế tạo vẫn còn tồn tại cho đến ngày nay. Chúng được lưu giữ trong một bảo tàng ở thành phố Munich của Đức.

Chúng không giống những chiếc đồng hồ thông thường của chúng ta. Họ không có kim giờ, kim phút hay thậm chí là kim giây. Chúng ta có thể nói về loại mũi tên nào khi cần đo một phần triệu giây? Tôi có thể tìm mũi tên có thể thực hiện một triệu bước hiển thị mỗi giây ở đâu? Và những bước này cần được chú ý - xét cho cùng, đây chính là mục đích mà bài toán của Federsen được thiết kế để thực hiện.

Và vì vậy, sau nhiều suy nghĩ, Federsen đã thông báo chiếc đồng hồ của mình cần đeo kim nào. Anh ấy làm nó không phải từ broンズ, không phải từ thép, mà từ những vật liệu mà trước đây chưa có thợ đồng hồ nào sử dụng.

Ông đã xây dựng nó từ những tia sáng.

Chúng ta hãy lấy một chiếc gương bỏ túi nhỏ và mang nó ra ngoài nắng. Những tia nắng được phản chiếu từ gương và sẽ bật ra khỏi gương như một chú thỏ sáng bóng.

Hãy lật gương lại. Con thỏ chạy nhanh làm sao, nó bắt đầu và nhảy như thế nào, phản chiếu từ chiếc gương trên tay tôi! Vừa rồi anh ấy đã ở rất gần, nhưng sau đó gương hơi quay lại, chú thỏ đã chạy qua bên kia đường và nhảy lên tường, mái hiên, ban công các ngôi nhà.

Con thỏ di chuyển rất nhanh - nhanh hơn kim giây của đồng hồ một trăm, một nghìn lần. Có thể bằng cách nào đó làm cho nó quay nhanh hơn không phải một trăm mà là một triệu lần?

Có thể. Anh chỉ rên rỉ và xoay gương chặt hơn. Tốt hơn hết là bạn nên xoay nó không phải bằng tay mà bằng máy - xét cho cùng, máy có tính dẫn điện cao hơn tay người và hơn nữa, nó chính xác hơn: bạn yêu cầu tốc độ nào thì nó sẽ hoạt động ở tốc độ đó.

Trong cỗ máy do Federsen chế tạo, một vật nặng nặng nhiều pound khi hạ xuống sẽ kéo một sợi dây phía sau. Sợi dây làm quay trục nơi gắn bánh răng. Bánh xe này, quay, dùng răng bám vào một bánh răng khác, bánh xe khác bám vào bánh răng thứ ba, và bánh xe thứ ba bám vào một bánh răng thép lớn. Dần dần chuyển từ bánh này sang bánh khác, chuyển động ngày càng nhanh hơn: bánh thứ nhất quay không nhanh lắm - nó chỉ quay vài vòng mỗi giây, bánh thứ hai quay nhanh hơn, bánh thứ ba thậm chí còn nhanh hơn. Và thứ nhanh nhất là một cánh quạt bằng thép: mỗi giây nó có thể thực hiện tới một trăm vòng quay quanh trục của mình.

Để toàn bộ thiết bị này khi tăng tốc không đạt hoặc

Tờ 47

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

45

run rẩy, Federsen quyết định gắn nó lên một giá đỡ chắc chắn. Anh ta dựng hai thanh xà sắt vào bức tường chính của căn phòng và ghép lên chúng một chiếc hộp sắt đồ sộ, mở ở phía trước và hai bên. Anh ta luồn con vít xoay của thiết bị qua đáy và nắp hộp.

Bây giờ tất cả những gì còn lại là gắn một chiếc gương vào vít, từ đó những chú thỏ sẽ nảy lên. Federsen đã mua hai chiếc kính - loại kính thông thường mà người cận thị đeo. Federsen đã che những lỗ thoát nước này bằng mái tóc màu xám - chỉ ở một bên. Kết quả là hai tấm gương sáng bóng, dễ bay hơi. Federsen cố định chúng trên vít của mình để một cái nhìn về một hướng, cái kia nhìn về hướng khác. Khi trọng lượng rơi xuống và con vít bắt đầu chuyển động, cả hai gương gắn vào con vít đều quay nhanh và đều theo nó.

Cơ chế của chiếc đồng hồ mới được phát minh đã sẵn sàng. Nhưng đó không phải là tất cả. Xét cho cùng, một chiếc đồng hồ không chỉ cần một cơ chế đồng hồ làm cho kim quay mà nó còn cần một mặt số để thay đổi đường di chuyển của kim.

Nếu kim được làm bằng ánh sáng thì mặt số được làm bằng gì?

Federsen suy nghĩ rất lâu, ông đã tìm kiếm rất lâu những tài liệu phù hợp cho vấn đề này. Cuối cùng, tôi đã tìm ra nó: một tấm ảnh, một tấm ảnh nhạy cảm với ánh sáng, sẽ là mặt số của một chiếc đồng hồ đặc biệt. Trên mặt số này, chính tia lửa điện, với những tia sáng riêng của nó, sẽ đánh dấu sự bắt đầu và kết thúc vòng đời ngắn ngủi của nó. Những tia lửa sẽ chiếu vào chiếc gương đang quay, chú thỏ nhanh nhẹn sẽ trượt qua tấm ảnh và để lại dấu ấn trên đó. Tia lửa cháy càng lâu thì dấu vết của chú thỏ sẽ càng dài. Và dựa vào độ dài của con đường, biết được tốc độ của chú thỏ, sẽ không khó để tính ra chú thỏ đã chạy dọc theo tấm nhựa trong bao lâu - tia lửa điện đã cháy trong bao lâu.

Thiết bị của Federsen đã được hoàn thiện. Vít thép đã được lắp vào khung, gương xoay hoạt động bình thường và tấm ảnh đã sẵn sàng. Một chiếc lọ Lezhensky, một nguồn tia lửa điện tử, cũng đã sẵn sàng. Chiếc lọ này bao gồm ba chiếc cốc được đặt lồng vào nhau: chiếc ngoài là kim loại, chiếc giữa là thủy tinh và bên trong lại là kim loại.

Federsen đã sạc bình: cốc kim loại bên ngoài là cực dương và cốc điện là âm. Sau đó, ông nối chiếc bình bằng dây với hai quả bóng kim loại đặt đối diện nhau. Những quả bóng này được gọi là khoảng trống tia lửa. Federsen nối chiếc cốc bên trong của lọ với một quả bóng có khe hở tia lửa, và chiếc cốc bên ngoài với chiếc kia. Bây giờ tất cả những gì còn lại là nhấn nút đóng và mở mạch điện, để một dòng điện chạy ra khỏi lon qua dây dẫn. Điện tích dương sẽ chạy về phía điện tích âm và một tia lửa điện mỏng sẽ bùng lên giữa các quả bóng của khe hở tia lửa.

Lịch sử nghệ thuật

Federsen bắt đầu thử nghiệm với chiếc đồng hồ đặc biệt của mình. Anh ta thả bớt trọng lượng để làm cho các bánh răng và trục vít chuyển động. Lúc này con ốc và chiếc gương bắt đầu quay nhanh đến nỗi mắt Federsen bắt đầu lóe sáng. Bánh xe tối đa gắn vào trục vít quay với một tiếng còi mỏng. Nghe tiếng còi này, Federsen tin chắc rằng thiết bị của mình đang hoạt động bình thường: âm thanh luôn có cùng một cao độ, nghĩa là trục quay đều, không thay thế hay tăng tốc chuyển động của nó.

Sau đó Federsen tắt đèn và mở nhẹ cuộn băng cassette đựng tấm ảnh đã chuẩn bị sẵn, rồi nhấn nút đóng mạch điện. Và bây giờ, trong bóng tối, một tia lửa rò rỉ giữa các quả bóng phóng điện: điện tích này lao từ cốc kim loại này sang cốc kim loại huyền thoại khác. Trong giây lát

Tờ 48

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

46

anh ta chạy dọc theo dây điện và đi từ quả bóng này sang quả bóng khác bằng một tia lửa điện sáng rực.

Tia lửa chỉ cháy trong giây lát, nhưng trong thế giới khó nắm bắt này, một hình ảnh phản chiếu nhanh chóng từ gương đã rơi xuống tấm ảnh. Anh ta chạy qua đĩa với tốc độ của một quả đạn pháo và vạch đường đi của mình trên đó.

Ngay tại chỗ, không cần rời khỏi thiết bị, Federaren đã phát triển tấm và in thẻ SIM chụp ảnh. Một đường sọc hẹp hiện rõ trên thẻ SIM - dấu vết do một chú thỏ để lại.

Federaren đã đo chiều dài của dải - một cm rưỡi. Anh ta biết tốc độ của con thỏ - 60.000 cm mỗi giây. Mất bao lâu để ai đó nhấp vào một bản ghi? Độ dài của dải - 1,5 phải chia cho tốc độ của chú thỏ - 60.000, hóa ra là 0,000025. Vì vậy, điều đó có nghĩa là hai mươi lăm phần triệu giây - đó là khoảng thời gian để bản ghi nhấp nháy không dấu vết và đó là khoảng thời gian mà tia lửa điện tồn tại.

Đồng hồ Federaren đã thực hiện nhiệm vụ được giao một cách hoàn hảo. Đo tia lửa điện liên tục. Nhiệm vụ mà Federaren đặt ra cho mình đã được giải quyết.

Tuy nhiên, khi nhìn vào cái bẫy đi lên của mình, Federaren tin chắc rằng chiếc đồng hồ của ông đã có một khám phá khác. Họ không chỉ đo lường độ dài cuộc đời của tia lửa mà còn tìm ra mục đích của cuộc đời ngắn ngủi này là gì và biên soạn tiểu sử chi tiết về tia lửa.

Dấu vết do chú thỏ vẽ trên thẻ SIM hóa ra không liên tục mà không liên tục. Nó bao gồm một số điểm sáng cách nhau bởi không gian tối.

Điều này có nghĩa là tia lửa điện rò rỉ giữa các quả bóng của khe hở tia lửa không cháy với độ sáng đồng đều. Trong suốt cuộc đời chỉ kéo dài 25 phần triệu giây, nó bùng lên và tắt đi nhiều lần. Những tia sáng ngắn lần lượt xuất hiện nhanh đến mức mắt người không thể theo dõi được - mắt của một người dường như có nhiều tia sáng. Và chỉ có chiếc đồng hồ Federaren tuyệt vời mới có thể mổ xẻ khoảnh khắc, phân tách tia lửa thành nhiều tia sáng riêng biệt.

Federaren đếm số tháp trên biểu tượng của mình. Có tám người trong số họ, và mỗi người sau đó yếu hơn người trước một chút. Tám tia sáng trong hai mươi lăm phần triệu giây! Điều này có nghĩa là tia lửa bao gồm các tia lửa riêng lẻ phát sáng và tắt sau mỗi ba phần triệu giây.

Vì vậy, từ tờ ghi chú của chú thỏ, Federaren đã đọc được câu chuyện về tia lửa điện, một câu chuyện chỉ kéo dài một khoảnh khắc từ đầu đến cuối.

Thí nghiệm tiếp tục

Federaren đã nhiều lần lặp lại trải nghiệm của mình. Anh ta lấy một lọ Leyden hoặc cả một cục pin gồm mười, mười lăm và thậm chí hai mươi lọ Leyden. Khi tôi nhìn thấy những quả bóng gần như gần hơn, tôi di chuyển chúng ra xa nhau cả centimet hoặc một rưỡi. Tôi thay và rửa các quả bóng - tôi lấy sắt, rồi đồng, rồi chì, rồi vàng. Trong một thí nghiệm, cả hai quả bóng đều được làm từ cùng một kim loại, trong những thí nghiệm khác, chúng được làm bằng những kim loại khác nhau. Federaren lấy những sợi dây đi từ lọ Leyden đến các quả bóng có khe hở tia lửa, ngắn và dày hoặc dài và mỏng. Và mỗi lần như vậy anh đều chụp lại hình ảnh phản chiếu của tia lửa trong chiếc gương đang quay.

Bằng cách sử dụng thẻ SIM chụp ảnh, anh đo được thời gian tia lửa tồn tại, biết được nó nhấp nháy, cháy và tắt như thế nào.

Những tia lửa phát ra từ những cơn giận dữ khác nhau, độ dài khác nhau, thời lượng khác nhau, nhưng mỗi trạng thái không chỉ từ một tia sáng mà từ nhiều tia sáng. Các tia sáng nối tiếp nhau cứ sau vài phần triệu giây và ngày càng yếu đi cho đến khi tia lửa tắt.

Tại sao điện tích lại di chuyển giữa các quả bóng có khe hở tia lửa trong nhiều lần nhảy?

Tờ 49

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

47

và một vài bước nhảy vọt?

Trong khi suy nghĩ về điều này, Federsen nhớ lại một bài báo ông đã từng đọc về vụ phóng điện ở bình Leyden. Bài viết này được viết vào năm 1853 bởi nhà khoa học người Anh William Thomson. Thomson đã không thực hiện bất kỳ thí nghiệm nào với bình Leyden, và ông cũng không thực hiện bất kỳ thí nghiệm nào cả. Nhưng ông ấy là một nhà toán học rất giỏi. Ông biết các định luật vật lý chi phối dòng điện và biết cách rút ra các hệ quả toán học từ các định luật này. Vì vậy, Thomson đã cố gắng sử dụng các phép tính để xác định điều gì thực sự xảy ra với điện tích khi một bình Leyden được tích điện.

Các tính toán của Thomson cho thấy: một điện tích, được thêm dọc theo dây dẫn từ cốc của bình Leyden đến khe phóng điện, nhảy từ quả bóng này sang quả bóng khác và lại lao dọc theo dây vào bình, nhưng vào một chiếc cốc khác. Do đó, cả hai điện tích dương và âm đều thay đổi vị trí.

Ví dụ, điện tích âm ban đầu ở cốc bên trong của bình sẽ bay từ lỗ mở ra bên ngoài, và điện tích dương từ bên ngoài vào bên trong bình. Như vậy, bình điện sẽ không được phóng điện mà chỉ được sạc lại, và dòng điện sẽ lại lao tới khe hở tia lửa điện nhưng theo hướng ngược lại. Điện tích sẽ chạy tới chạy lui, nhảy từ quả bóng này sang quả bóng khác, từ quả bóng thứ hai sang quả bóng thứ nhất và lại từ quả bóng thứ nhất sang quả bóng thứ hai.

“Vậy ra mọi chuyện là thế này!” Federsen nghĩ. Đó là lý do tại sao thiết bị ghi nhận không phải một tia sáng trong ảnh mà là tám tia lửa. Điều này có nghĩa là dòng điện truyền từ quả bóng này sang quả bóng khác tám lần, đầu tiên theo một hướng, sau đó theo hướng khác. Và mỗi khi một tia sáng rực rỡ xuất hiện trong khe hở tia lửa. Tia chớp kết thúc, và ngay lập tức một tia khác xuất hiện - đây lại là dòng điện chạy qua, nhưng theo hướng ngược lại. Từng tia sáng nối tiếp nhau lấp lánh trong khoảng không gian hẹp giữa các quả bóng trong khi tuổi thọ của tia lửa vẫn tiếp tục, và với mỗi tia sáng, hướng của dòng điện sẽ thay đổi. Dòng điện chạy theo một hướng - chớp nhoáng, chạy ngược lại - chớp nhoáng mới.

Gương quay của Federsen đã xác nhận sự đồng ý của Thomson: tia lửa điện là một dòng điện xoay chiều nhỏ. Sau những khoảng thời gian vài phút, cứ sau vài phần triệu giây, dòng điện lại thay đổi hướng.

Vì vậy chiếc gương quay đã giúp Federsen nghiên cứu bản chất của tia lửa điện.

(Để bắt đầu, xem trang 42)

Biểu thức 5−y10−3y\frac{5-y}{10-3y} dương cho y<103y < \frac{10}{3} và y>5y > 5; kể từ 1≤y≤91 \leq y \leq 9, chúng ta cần kiểm tra các giá trị nguyên của y=1,2,3,6,7,8,9y = 1, 2, 3, 6, 7, 8, 9. Thay thế các giá trị này một cách tuần tự vào biểu thức 5−y10−3y\frac{5-y}{10-3y}, chúng ta thu được một giá trị nguyên duy nhất x=2x = 2 cho y=3y = 3. Do đó, điều kiện thứ hai bài toán 1 được thỏa mãn bởi số có một chữ số và hai chữ số 23. Số đó không mâu thuẫn với điều kiện đầu tiên bài toán 1, do đó không cần thiết.

Trong bài toán 2, điều kiện đầu tiên cho 10x+y=3xy+910x + y = 3xy + 9, 1≤x<91 \leq x < 9, 1≤y≤91 \leq y \leq 9. Do đó x=9−y10−3yx = \frac{9-y}{10-3y} và sau một lần tìm kiếm giá trị khác y=1,2,3y = 1, 2, 3, số 63 được tìm thấy. Nó không mâu thuẫn với điều kiện thứ hai của điều kiện bài toán.

R. Yu. Vinokur

Tờ 50

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

48

Điều động trong không gian

Ứng viên Khoa học Vật lý và Toán học
V. E. BELONUCHKIN

Trong bài viết trước của tác giả này, “Định luật Kepler và Vật lý học đường” («Kvant», 1986, số 2), các nhà sao chép mới bài toán về chuyển động của các vật thể vũ trụ khác nhau đã được phân tích. Bài viết này thảo luận về một số câu hỏi khác, hiện phức tạp hơn, về cùng một chủ đề.

Có lẽ bạn có thể gặp bài toán tương tự trong các kỳ thi Olympic vật lý hơn là với các kỳ thi mang tính xúc phạm. Tuy nhiên, chúng tôi tin rằng sự quen thuộc cũng có tác dụng tương tự.

Các hành tinh lớn và nhỏ, sao chổi, vệ tinh tự nhiên của các hành tinh đã chuyển động theo cùng một quỹ đạo trong hàng triệu triệu năm. Đây không phải là trường hợp của tàu vũ trụ nhân tạo. Các vệ tinh di chuyển từ quỹ đạo này sang quỹ đạo khác, cập bến và tách ra, và các trạm liên hành tinh được phóng từ chúng.

Mọi thao tác trong không gian đều là một công việc khoa học và kỹ thuật phức tạp bài toán. Đối với nó lời giải cần phải tính đến nhiều yếu tố khác nhau, thực hiện nhiều phép tính chính xác và thực hiện với độ chính xác tuyệt đối những thao tác được quy định bởi kết quả tính toán.

Chúng tôi sẽ xem xét các thao tác đơn giản nhất và chỉ đưa ra những ước tính sơ bộ nhất. Định luật “tinh vi” nhất của chúng ta sẽ là định luật thứ hai của Kepler, phát biểu rằng vectơ bán kính của một vật chuyển động tự do trong vùng lân cận của tâm hấp dẫn mô tả những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau.

Hãy bắt đầu với bài toán được biết đến rộng rãi.

Bài toán 1. Vận tốc của một vệ tinh quay quanh Trái đất phải thay đổi như thế nào để nó có thể rời khỏi Trái đất mãi mãi?

Đối với lời giải này bài toán chúng ta thậm chí không cần định luật thứ hai của Kepler. Nhưng chúng tôi sẽ cố gắng ghi nhớ một số điều hữu ích cho việc hình thành thêm các dạng vũ trụ và sự tương ứng.

Như đã biết, để di chuyển trên quỹ đạo gần Trái đất, một vật thể phải có tốc độ bằng tốc độ vũ trụ thứ nhất vIk=7,9v_{I_k} = 7,9 km/s, và để bay khỏi Trái đất, cần có tốc độ vũ trụ thứ hai (“tốc độ thoát

Tờ 53

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

51

thành phần tiếp tuyến của vận tốc (còn gọi là vận tốc phân đoạn) tại thời điểm này cũng sẽ bằng không. Do đó, cái sau này phải bằng 0 và ngay sau khi kết thúc công việc, nó chuyển động, tức là tốc độ v⃗\vec{v} phải hướng dọc theo bán kính tính từ tâm Mặt trăng. Và khi đó tốc độ bổ sung Δv\Delta v không bằng v−vκv - v_\kappa, mà là v2+vκ2=2\sqrt{v^2 + v_\kappa^2} = 2 km/s! Chúc bạn chiến thắng!

Tuy nhiên, bạn có thể giành chiến thắng. Hóa ra quỹ đạo “có lợi” là quỹ đạo có điểm xuất phát là từ quỹ đạo tròn. Đó là một Periselenium, và điểm “chuyển giao” là một Aposelenium (đối với Trái đất - Gay - đây là cận điểm và viễn điểm, và đối với Mặt trăng - Selene - Periselenium và viễn đỉnh).

Hãy thử tính toán quỹ đạo này.

Bài toán 3. Con tàu phải có tốc độ bao nhiêu khi ở khoảng cách tối thiểu với Mặt trăng R1=2RπR_1 = 2R_\pi, nếu khoảng cách tối đa của nó với Mặt trăng là R2=22RπR_2 = 22R_\pi? (Có thể khắc phục được ảnh hưởng của lực hấp dẫn Trái đất).

Chúng ta hãy viết cho con tàu tại các điểm tương ứng với khoảng cách R1R_1 và R2R_2 định luật bảo toàn năng lượng và định luật thứ hai của Kepler:

mv122−GmMπR1=mv222−GmMπR2,\frac{mv_1^2}{2} - G \frac{mM_\pi}{R_1} = \frac{mv_2^2}{2} - G \frac{mM_\pi}{R_2},

v1R1=v2R2.v_1R_1 = v_2R_2.

Giải hệ phương trình này, ta được

v1=2GMπ(1/R1−1/R2)1−R12/R22v_1 = \sqrt{\frac{2GM_\pi(1/R_1 - 1/R_2)}{1 - R_1^2/R_2^2}}

=2gπRπ(Rπ/R1−Rπ/R2)1−R12/R22=1,62 km/c.= \sqrt{\frac{2g_\pi R_\pi(R_\pi/R_1 - R_\pi/R_2)}{1 - R_1^2/R_2^2}} = 1,62 \text{ km/c.}

Vì vậy, cùng với vπ−vκ=0,5v_\pi - v_\kappa = 0,5 km/s, sự thay đổi tốc độ v1−vπ=0,43v_1 - v_\pi = 0,43 km/s hóa ra là đủ. Dịch sang câu hỏi về dự trữ nhiên liệu, điều này có nghĩa là cộng lại 11% bạn cần có 9,7%. Như bạn có thể thấy, có một sự khác biệt, mặc dù nhỏ.

Tuy nhiên, bạn sẽ phải đối mặt với một sự thất vọng khác. Giả sử rằng các phi hành gia đã đạt đến “điểm chuyển giao” đã tính toán. Tốc độ của con tàu tại thời điểm này có thể được xác định bằng cách sử dụng định luật thứ hai của Kepler:

v2=v1R1/R2=0,15 km/c.v_2 = v_1R_1/R_2 = 0,15 \text{ km/c.}

Nhưng đây là tốc độ tương đối so với Mặt trăng! Và bản thân Mặt Trăng cũng chuyển động so với Trái Đất. Con tàu rơi vào quả cầu trọng lực của Trái đất - nó tách ra khỏi Mặt trăng. Nhưng liệu anh ta có thể đến gần Trái đất đến mức nào? Cuối cùng sẽ cần bao nhiêu nhiên liệu nữa để đến được đó? Những câu hỏi này có trong bài tập dành cho lời giải độc lập.

Bài tập

  1. Tìm vận tốc của tàu (xem bài toán 3 trong bài) so với Trái Đất khi đi ngang qua Trái Đất.
  2. Điểm “chuyển tiếp” là nơi bào chế quỹ đạo của tàu vũ trụ. Nó đến gần Trái đất như thế nào trong thời kỳ này? Ảnh hưởng của lực hấp dẫn của Mặt Trăng có thể khắc phục được.
  3. Con tàu phải có nguồn cung cấp nhiên liệu bổ sung nào để đến được Trái đất, tức là đi vào quỹ đạo, cận điểm của con tàu nằm trên bề mặt trái đất? (Người ta cho rằng quá trình chuyển sang quỹ đạo mới xảy ra bằng cách bật nhanh động cơ ở điểm cao nhất của quỹ đạo cũ, tức là ngay sau khi đi vào quả cầu hấp dẫn của Trái đất.)

{“Số lượng” có điều kiện"

Không một chút công việc nào cả!
Vào cuối những năm 1990, R. Wood làm trợ lý cho giáo sư W. Snow của Đại học Wisconsin, một người rất đam mê trình diễn bài giảng. Gỗ nói:

“Minh họa sự khác biệt giữa lực và công, được định nghĩa là tích của lực và đường đi, Snow sẽ giải thích rằng anh ấy tựa vào mép bàn giảng và chỉ rút lực ra.“Tôi ấn, tôi ấn, tôi ấn, tôi ấn! – khuôn mặt anh trở nên

Tờ 55

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

53

  1. Trên cạnh ABAB của tam giác ABCABC lấy điểm DD, và trên cạnh ACAC lấy điểm EE sao cho độ dài của đoạn AEAE bằng độ dài của đoạn BDBD và bằng 2. Các đường thẳng BEBE và CDCD cắt nhau tại điểm OO. Tìm một tam giác phẳng BOCBOC nếu độ dài mỗi cạnh ABAB và BCBC là 5 và độ dài cạnh ACAC là 6.

  2. Tìm tất cả các giá trị của aa, với mỗi giá trị đó hệ thống
    {∣y+3∣=1−5∣x∣,16a−9−6y=25x2+y2\begin{cases} \sqrt{|y+3|} = 1 - \sqrt{5|x|}, \\ 16a - 9 - 6y = 25x^2 + y^2 \end{cases} có bốn lời giải khác nhau.

Tùy chọn 5
(khoa sinh học)

  1. Tìm phương trình tọa độ âm tối ưu nhất
    sin⁡(x+π4)+cos⁡(x+π4)=2.\sin \left( x + \frac{\pi}{4} \right) + \cos \left( x + \frac{\pi}{4} \right) = \sqrt{2}.
  2. Giải bất đẳng thức
    2x−1<6⋅2−x.2^x - 1 < 6 \cdot 2^{-x}.
  3. Hai lần nhảy trượt tuyết từ linnistra cùng lúc với tốc độ không đổi dọc theo cùng một tuyến đường, với tốc độ của lần nhảy trượt tuyết đầu tiên bằng 7/6 tốc độ của lần thứ hai. Theo sau anh ta 20 phút sau, người trượt tuyết thứ ba khởi hành, di chuyển với tốc độ 18 km/h, đuổi kịp người trượt tuyết thứ hai nhanh hơn người thứ nhất 30 phút. Tốc độ của người trượt tuyết đầu tiên là bao nhiêu?
  4. Trong tam giác ABCABC, độ dài cạnh ACAC là 3 3\sqrt{3}, độ dài cạnh BCBC là 13\sqrt{13}. Điểm MM nằm trên cạnh ACAC, điểm NN nằm trên cạnh BCBC và các đường thẳng MNMN và ABAB song song. Đoạn MCMC dài gấp 2 lần đoạn AMAM. Quang giác của góc BACBAC cắt đường MNMN tại điểm RR, nằm giữa các điểm MM và NN, bán kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác AMRAMR là 6+33\sqrt{6} + 3 \sqrt{3}. Tìm độ dài cạnh ABAB.
  5. Tìm tất cả các giá trị của bb, với mỗi giá trị đó hệ phương trình
    {2x2−2xy+10y2=b4−6b3+9b2−19+85,x2+2xy−3y2=4\begin{cases} 2x^2 - 2xy + 10y^2 = b^4 - 6b^3 + 9b^2 - 19 + \sqrt{85}, \\ x^2 + 2xy - 3y^2 = 4 \end{cases} có ít nhất một lời giải.

Tùy chọn 6
(Khoa Bưu chính)

  1. Giải phương trình
    sin⁡x=2sin⁡(x−π3)\sin x = 2 \sin \left( x - \frac{\pi}{3} \right)
  2. Giải bất đẳng thức
    log⁡5(1−x)<log⁡5(x+3).\log_5 (1-x) < \log_5 (x+3).
  3. Khi hai máy bơm có công suất khác nhau cùng hoạt động thì sau 8 giờ bể sẽ đầy nước. Sau khi sửa chữa máy bơm, năng suất của máy bơm thứ nhất tăng 1,2 lần và máy thứ hai tăng 1,6 lần, và với cả hai máy bơm hoạt động đồng thời, bể bắt đầu đầy nước sau 6 giờ. Sẽ mất bao lâu để lấp đầy hồ bơi bằng máy bơm đầu tiên sau khi cải tạo?
  4. Tìm tam giác phẳng tạo bởi trục x và hai tiếp tuyến kẻ từ điểm A(0;3)A(0; 3) đến đồ thị của hàm số y=12x2−x+5y = \frac{1}{2} x^2 - x + 5.
  5. Trong tam giác ABCABC, điểm MM chia đôi cạnh BCBC và điểm KK nằm trên cạnh ACAC và độ dài đoạn AKAK nhỏ hơn 4 lần độ dài cạnh ACAC. Các đoạn AMAM và BKBK cắt nhau tại điểm OO. Độ dài của đoạn AMAM là 5, độ dài của đoạn BKBK là 10. Tìm độ dài của đoạn MKMK nếu góc AOBAOB là 135°.

Tùy chọn 7
(Khoa Zeodraphic)

  1. Giải bất đẳng thức
    x−1x2+6x−4>16.\frac{x-1}{x^2+6x-4} > \frac{1}{6}.
  2. Giải phương trình
    log⁡x25+log⁡x1125=118.\log_x^2 \sqrt{5} + \log_x \frac{1}{125} = \frac{11}{8}.
  3. Ba bể có cùng thể tích bắt đầu được đổ đầy nước cùng một lúc, bể thứ nhất nhận được 120 lít nước mỗi phút, bể thứ hai - 40. Biết rằng tại thời điểm ban đầu, bể thứ nhất rỗng, thể tích nước ở bể thứ ba bằng một nửa thể tích nước trong bể thứ hai và cả ba bể sẽ được đổ đầy cùng một lúc. Hỏi trong một phút thùng thứ ba chảy được bao nhiêu lít nước?
  4. Trong một tứ giác lồi ABKCABKC, độ dài cạnh ABAB là 3\sqrt{3}, độ dài đường chéo BCBC là 1 và các góc ABCABC, BKABKA và BKCBKC lần lượt là 120°, 30° và 60°. Tìm độ dài cạnh BKBK.
  5. Với mỗi giá trị của aa thỏa mãn bất đẳng thức 0<a<10 < a < 1, hãy tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức 12(x2+y2)−a(x−y)\frac{1}{2} (x^2 + y^2) - a (x-y) cho sin⁡(πxy)=0\sin (\pi xy) = 0.

Tùy chọn 8
(Khoa Zeodraphic)

  1. Giải phương trình
    sin⁡(x+π6)=sin⁡x.\sin \left( x + \frac{\pi}{6} \right) = \sin x.
  2. Độ dài các cạnh ABAB, BCBC và ACAC của tam giác ABCABC tạo thành một cấp số cộng theo thứ tự đó. Tìm tỉ số giữa chiều cao của tam giác ABCABC rơi từ đỉnh AA đến bán kính của đường tròn nội tiếp.
  3. Giải phương trình
    2⋅6x−4x−156x−9x−5=3.\frac{2 \cdot 6^x - 4^x - 15}{6^x - 9^x - 5} = 3.
  4. Thiết bị của đội xây dựng học sinh là một sân thể thao trực tiếp có diện tích 0,1 g, được lắp đặt ở hai bên đối diện dài hơn - khán đài và hai bên còn lại - lưới thép. Chi phí lắp đặt một mét tuyến tính của giá đỡ và lưới bằng 7 rúp tương ứng. và 3 chà. 820 rúp đã được chi cho việc lắp đặt khán đài và lưới. Tìm chiều dài của người xây dựng sân thể thao.
  5. Đặt a>0a > 0, b>0b > 0. Tìm lời giải bất đẳng thức
    1x2−1a2>1x−1b.\sqrt{\frac{1}{x^2} - \frac{1}{a^2}} > \frac{1}{x} - \frac{1}{b}.
  6. Với tất cả các giá trị của tham số p≤9p \leq 9, hãy tìm lời giải của phương trình
    33tg(π15sin⁡x−3π5)⋅sin⁡(2π7sin⁡2x+3π14)+cos⁡2(5π14−π7cos⁡(2x))=6tg2(π15sin⁡x+2π5)−p3 \sqrt{3} \mathrm{tg} \left( \frac{\pi}{15} \sin x - \frac{3\pi}{5} \right) \cdot \sin \left( \frac{2\pi}{7} \sin^2 x + \frac{3\pi}{14} \right) + \cos^2 \left( \frac{5\pi}{14} - \frac{\pi}{7} \cos (2x) \right) = 6 \mathrm{tg}^2 \left( \frac{\pi}{15} \sin x + \frac{2\pi}{5} \right) - p trên đoạn [0;2π][0; 2\pi].

Tờ 57

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

55

  1. Tìm giá trị nhỏ nhất trong các giá trị mà biểu thức x+5yx+5y nhận nếu x,yx, y dương và thỏa mãn bất đẳng thức
    x2−6xy+y2+21≤0.x^2-6xy+y^2+21 \leq 0.
    Tùy chọn 13
    (Bộ môn cấu trúc và tuyến tính ứng dụng khoa Ngữ văn)
  2. Giải bất đẳng thức
    x+3+4x−1<0.x+3+\frac{4}{x-1}<0.
  3. Giải phương trình
    cos⁡2x−cos⁡2x=sin⁡x.\cos^2 x-\cos 2x=\sin x.
  4. Từ một phôi có hình dạng như một quả bóng có đường kính 12, một hình trụ thẳng có chiều cao hh được trừ đi. Tại giá trị nào của hh thể tích của hình trụ bị trừ là lớn nhất?
  5. Trong tam giác ABCABC, độ dài cạnh ABAB là 8 và góc ACBACB là 60°. Vào tháng 5, song song với cạnh ABAB, cắt cạnh ACAC tại điểm DD và cắt cạnh BCBC tại điểm EE. Độ dài của đoạn BCBC và DCDC bằng nhau và độ dài của đoạn DEDE là 3. Tìm độ dài cạnh BCBC.
  6. Trong hộp có 13 quả bóng màu và 17 quả bóng trắng. Hoạt động sau đây được phép theo bất kỳ thứ tự và số lượng nào:
    a) tăng số lượng bi màu lên 2 và đồng thời giảm số bi trắng đi 1;
    b) tăng số lượng bi màu lên 1 và đồng thời giảm số bi trắng đi 2;
    c) tăng số bi màu lên 2, đồng thời giảm số bi trắng đi 1;
    d) tăng số bi màu lên 1 và đồng thời giảm số bi trắng đi 2.
    Liệu bằng cách thực hiện các thao tác như vậy có thể đảm bảo rằng thao tác đó đảm bảo có 37 quả bóng màu và 43 quả bóng trắng không? Đáp số biện minh.
    Vật lý
    Bài toán thi vấn đáp
    Khoa Vật lý
  7. Một vật có khối lượng MM rơi tự do không có vận tốc ban đầu từ độ cao HH (hình 1). Ở độ cao hh, một vật có khối lượng khác mm chạm vào nó, tại thời điểm va chạm chỉ có thành phần vận tốc nằm ngang. Cả hai cơ thể đều bị cắt giảm. Sau bao lâu sau va chạm hai vật sẽ rơi xuống đất? Bỏ qua sức cản của không khí. Gia tốc áp suất tự do là gg.
  8. Ba nhánh giống hệt nhau không tương thích có một đầu được nối với nhau và các đầu đối diện được cố định trên luồng tại các điểm là đỉnh của một tam giác đều có cạnh a=0,2a=0,2 m (hình 2). Ở trạng thái ban đầu, các kẹp được đặt theo chiều ngang và khi tải nặng M=0,6M=0,6 kg được treo vào điểm đầu nối, điểm này giảm xuống H=0,2H=0,2 m. Tìm độ cứng của một cái kẹp. Gia tốc áp suất tự do g=10g=10 m/s².
  9. Thiết bị đo mật độ axit sulfuric (tỷ trọng kế) là một hộp thủy tinh có thể tích V0V_0 có chiều dài ống hình trụ có tiết diện S=10S=10 mm² được hàn vào đó, trong đó đặt một tủ (hình 3). Có một quả nặng chì ở dưới đáy lon. Tổng khối lượng của tỷ trọng kế là m=3m=3 g. Các vạch chia của tỷ trọng kế được đánh dấu bằng Δq=0,01\Delta q=0,01 g/cm³. Khoảng cách giữa các vạch Δh\Delta h (tính bằng mm) của giá trị chia tương ứng với mật độ ρ=1,23\rho=1,23 g/cm³ là bao nhiêu?
  10. Hai xi lanh giống hệt nhau chứa đầy khí ở nhiệt độ T=300T=300 K. Một xi lanh chứa oxy dưới áp suất p1=7⋅104p_1=7 \cdot 10^4 Pa, xi lanh còn lại chứa helium dưới áp suất p2=2,5⋅105p_2=2,5 \cdot 10^5 Pa. Tại một thời điểm nào đó, trọng lượng của helium từ xi lanh thứ hai được chuyển sang xi lanh chính. Hỗn hợp khí sẽ có mật độ bao nhiêu ở cùng nhiệt độ? Đối với oxy M1=32M_1=32 kg/kmol, đối với heli M2=4M_2=4 kg/kmol; R=8,31⋅103R=8,31 \cdot 10^3 J/(kmol·K).
  11. Một hình trụ có pít-tông chứa khối lượng lý tưởng mm với khối lượng mol MM. Khí này ở trạng thái ban đầu 1 có nhiệt độ T1T_1 (hình 4). Nó được làm nóng đến nhiệt độ T2T_2 để áp suất khí tăng tuyến tính khi thể tích tăng. Khí sau đó được làm lạnh ở thể tích không đổi đến nhiệt độ T3T_3. Trong trường hợp này, áp suất khí giảm đến áp suất ban đầu (tức là áp suất ở trạng thái 1). Ở giai đoạn cuối của chu trình, khí được nén ở áp suất không đổi về trạng thái ban đầu. Vòng quay được thực hiện bởi khí trong mỗi chu kỳ là gì?
  12. m2=0,05m_2=0,05 kg số mol (CNG với nước) được ném vào bình dẫn nhiệt (calorieter) chứa m1=0,4m_1=0,4 kg nước ở nhiệt độ T1=290T_1=290 K. Kết quả là nhiệt độ nước thấp hơn ΔT=5\Delta T=5 K so với nhiệt độ ban đầu. Có bao nhiêu nước trong microml? Nhiệt dung của bình là C=0,16C=0,16 kJ/K, nhiệt độ riêng của nước là c1=4,2c_1=4,2 kJ/(kg K), nhiệt độ nóng chảy riêng của CNG là λ=334λ=334 kJ/kg.
  13. Hai tụ điện C1=1C_1=1 µF và C2=2C_2=2 µF được nối với một nguồn điện áp không đổi như trong hình 5. Điện trở của các điện trở là R1=300R_1=300 Ohm, R2=100R_2=100 Ohm. Khi chìa khóa mở

Tờ 58

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

56

trong đó điện dung của tụ điện C2C_2 có điện tích Q2=4⋅10−6Q_2=4 \cdot 10^{-6} C. Điện tích nào được lắp vào tụ điện C1C_1 nếu công tắc KK đóng? Điện trở trong của nguồn được tính đến.

  1. Trên hai đường ray dẫn điện nhẵn tạo một góc a=60∘a=60^\circ với đường chân trời, người ta đặt một dây nhảy dẫn điện có chiều dài L=10L=10 cm, gắn vào hai lò xo không tương thích giống hệt nhau có độ cứng k=0,5k=0,5 N/m, mỗi lò xo được gắn trên đường ray (hình 6). Đầu trên của lò xo được cố định trên ray ở cùng độ cao. Một nguồn điện được nối với đầu dưới của đường ray thông qua istor để có dòng điện I=5I=5 A chạy qua mạch. Tại một thời điểm nhất định, một từ trường đều được bật lên, hướng thẳng đứng lên trên, tăng dần độ lớn từ một giá trị cực đại nhất định BB và sau đó không đổi. Trong trường hợp này, vị trí cân bằng của cầu nhảy sẽ lệch dọc theo các đường ray ở khoảng cách l=1l=1 cm. Xác định các giá trị của BB. Sức cản của đường ray là một mối quan tâm.

  2. Một lăng kính tam diện đều bằng thủy tinh có góc vuông ABCABC mặt ACAC được hạ cạn vào chất lỏng (hình 7). Tại giá trị nào của chỉ số đúc trước ngăn xếp thì tia sáng nằm ngang tới mặt bên ABAB và rơi xuống mặt ngang ACAC bị phản xạ hoàn toàn khỏi bề mặt tiếp xúc thủy tinh-lỏng? Chất lỏng được làm sạch, chỉ số tạo khuôn của nó là nж=1,515n_{ж}=1,515.

  3. Hệ thống quang học bao gồm một đường mỏng có tiêu cự FF và một gương phẳng nằm phía sau thấu kính song song với trục quang của nó OO′OO' (hình 8). Trên đường thẳng ABAB, vuông góc với mặt phẳng gương và đi qua trục đường thẳng có nguồn sáng chính xác SS. Khoảng cách từ nguồn đến đường thẳng là d(d>F)d(d>F) và đến trục đường thẳng là H(H≪d)H(H\ll d). Gương phải đặt cách trục đường thẳng một khoảng bằng bao nhiêu để ảnh thu được khi sử dụng đường thẳng và gương nằm trên trục quang của đường thẳng đó?

Khoa Địa chất

  1. Tên lửa được phóng thẳng đứng lên trên cùng với bề mặt Trái đất và trong giai đoạn tăng tốc có gia tốc không đổi a=19,6a=19,6 m/s². Mất bao lâu để gói hàng rơi với gia tốc g=9,8g=9,8 m/s² sau khi đạt độ cao cao nhất trong chuyến bay, nếu trong phần tăng tốc chuyển động tiếp tục trong thời gian τ=1\tau=1 phút?

  2. Một quả bóng trong nhà có khối lượng m=7m=7 kg được buộc bằng một sợi dây vào một chiếc đinh đóng vào tường. Phải tác dụng một lực theo phương ngang nào vào giữa sợi dây để lực căng ở phần dưới

Tờ 60

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

58

sự phát triển của bánh xe ô tô và xe máy trên đường nhóm. Khi đó, thời gian mà bộ truyền động sẽ di chuyển toàn bộ quãng đường ở tốc độ ban đầu bằng t=x+yut = \frac{x+y}{u}. Nếu cuộc gặp diễn ra trên đường cao tốc hoặc tại điểm OO thì từ điều kiện bài toán ta có

t=x+zu+y−zu≥x+zu+32y−z1,5u≥3+32⋅73>523.t = \frac{x+z}{u} + \frac{y-z}{u} \geq \frac{x+z}{u} + \frac{3}{2} \frac{y-z}{1,5u} \geq 3 + \frac{3}{2} \cdot \frac{7}{3} > 5\frac{2}{3}.

Điều này có nghĩa là trong trường hợp này đáp số cho câu hỏi bài toán là phủ định. Nếu cuộc gặp diễn ra trên đường nhóm thì

{x−zu=3,x−zv=4,xu+y32u=163,xv+y53v=7,\begin{cases} \frac{x-z}{u} = 3, \\ \frac{x-z}{v} = 4, \\ \frac{x}{u} + \frac{y}{\frac{3}{2}}u = \frac{16}{3}, \\ \frac{x}{v} + \frac{y}{\frac{5}{3}}v = 7, \end{cases}

cụ thể từ đó nó dẫn đến v=34uv = \frac{3}{4}u.

Nếu α=xu\alpha = \frac{x}{u}, β=yu\beta = \frac{y}{u}, thì α+23β=163\alpha + \frac{2}{3}\beta = \frac{16}{3}, α+35β=214\alpha + \frac{3}{5}\beta = \frac{21}{4}, nên α=92\alpha = \frac{9}{2}, β=54\beta = \frac{5}{4} và t=α+β=234>523t = \alpha + \beta = \frac{23}{4} > 5\frac{2}{3}, tức là đáp số và trong trường hợp này là âm.

  1. −12≤a≤23-\frac{1}{2} \leq a \leq \frac{2}{3}. Lời giải. Biểu thị xx từ phương trình đầu tiên của hệ ban đầu và thay nó vào phương trình thứ hai, chúng ta thu được một hệ tương đương

x=by−az2,x = by - az^2,

(b+2)(2b−3)y=2abz2+8z+8(b+2)(2b-3)y = 2abz^2 + 8z + 8.

Nếu ở b∉{−2;32}b \notin \{-2; \frac{3}{2}\} thì hệ thống nhất quán với mọi giá trị aa (chỉ cần lấy z=0z=0 là đủ). Nếu b=−2b = -2, thì hệ có lời giải khi và chỉ nếu nó có nghiệm phương trình −4az2+8z+8=0-4az^2 + 8z + 8=0, tức là đối với a≥−12a \geq -\frac{1}{2}. Tương tự, đối với b=32b = \frac{3}{2}, chúng ta thu được a≤23a \leq \frac{2}{3} đó.

  1. 28328\sqrt{3}. Lời giải. Để hai mặt phẳng được chỉ ra ở bài toán cắt đường thẳng dọc theo các hình tứ giác bằng nhau QRS′T′QRS'T' và Q′R′STQ'R'ST.

QS2=RS2+RQ2−2RS⋅RQ⋅cos⁡60∘=28,QS^2 = RS^2 + RQ^2 - 2RS \cdot RQ \cdot \cos 60^\circ = 28,

PO2=PQ2−(QS2)2=49.PO^2 = PQ^2 - \left(\frac{QS}{2}\right)^2 = 49.

Vì vậy, thể tích yêu cầu của lớp sơn lót bằng

13PO⋅QT⋅QR⋅sin⁡120∘=283.\frac{1}{3} PO \cdot QT \cdot QR \cdot \sin 120^\circ = 28\sqrt{3}.

Tùy chọn 2

  1. [−2−6;−3[∪]−1;6−2][-2-\sqrt{6}; -3[\cup]-1; \sqrt{6}-2].
  2. (−4;−3)(-4; -3). Gợi ý. Bài toán được rút gọn thành việc tìm điểm tối thiểu của hàm số

ρ2=x2+y2=259(x2+8x+25).\rho^2 = x^2 + y^2 = \frac{25}{9}(x^2 + 8x + 25).

    1. Gợi ý. Nếu n1,n2,n3n_1, n_2, n_3 là số căn hộ một, hai, ba phòng thì n2=4n1,n3=kn1=22,n1+n2+n3≥100n_2 = 4n_1, n_3 = kn_1 = 22, n_1 + n_2 + n_3 \geq 100, trong đó kk là một số tự nhiên nào đó. Do đó n1(5k−4)=2⋅11,n1(5+k)≥100n_1(5k-4) = 2 \cdot 11, n_1(5+k) \geq 100.
  1. 52(2±3)\sqrt{\frac{5}{2}} (2 \pm \sqrt{3}). Gợi ý. Đặt OO là tâm của đường tròn. Có 2 trường hợp có thể xảy ra (xem hình 6 a), 6)). Hầu hết trong số họ là NQ=2NQ = \sqrt{2}. Trong trường hợp đầu tiên QND^=105∘Q\widehat{ND} = 105^\circ và ND=6cos⁡15∘ND = \sqrt{6} \cos 15^\circ, trong trường hợp thứ hai QND^=15∘Q\widehat{ND} = 15^\circ, ND=6sin⁡15∘ND = \sqrt{6} \sin 15^\circ. Tất cả những gì còn lại là áp dụng định lý cosine.

  2. x=π/3+2πn(n∈Z)x = \pi/3 + 2\pi n (n \in Z). Gợi ý. Viết lại phương trình dưới dạng

Tờ 61

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

59

Hình 7.

3+cos⁡224x(3sin⁡x3+cos⁡224x+cos⁡24xcos⁡x3+cos⁡224x)−(32sin⁡5x−12cos⁡5x)=6,\sqrt{3 + \cos^2 24x} \left( \frac{\sqrt{3} \sin x}{\sqrt{3 + \cos^2 24x}} + \frac{\cos 24x \cos x}{\sqrt{3 + \cos^2 24x}} \right) - \left( \frac{\sqrt{3}}{2} \sin 5x - \frac{1}{2} \cos 5x \right) = 6,

hoặc

3+cos⁡224xsin⁡(x+φ)−4sin⁡(5x−π6)=6,\sqrt{3 + \cos^2 24x} \sin(x + \varphi) - 4 \sin \left( 5x - \frac{\pi}{6} \right) = 6,

trong đó φ=φ(x)∈[−π2;π2]\varphi = \varphi(x) \in \left[ -\frac{\pi}{2}; \frac{\pi}{2} \right] và được tìm thấy từ điều kiện cos⁡φ=33+cos⁡224x\cos \varphi = \frac{\sqrt{3}}{\sqrt{3 + \cos^2 24x}}, sin⁡φ=cos⁡24x3+cos⁡224x\sin \varphi = \frac{\cos 24x}{\sqrt{3 + \cos^2 24x}}.

Vế trái () không lớn hơn 6 nên () tương đương với hệ

{cos⁡224x=1,sin⁡(x+φ)=1,sin⁡(5x−π6)=−1,cos⁡φ=32,sin⁡φ=12,\begin{cases} \cos^2 24x = 1, \\ \sin(x + \varphi) = 1, \\ \sin \left( 5x - \frac{\pi}{6} \right) = -1, \\ \cos \varphi = \frac{\sqrt{3}}{2}, \\ \sin \varphi = \frac{1}{2}, \end{cases}

  1. a=−16a = -\frac{1}{6}, b=−16b = -\frac{1}{6}. Gợi ý. Đặt t=32(5x−15x+1)t = \frac{3}{2} \left( \frac{5x - 1}{5x + 1} \right) (với x∈[−1;1]x \in [-1; 1] có các giá trị tt - cũng là khoảng [−1;1][-1; 1]), p=a−bp = a - b, q=2a+bq = 2a + b. Vấn đề được rút gọn thành việc tìm pp và qq sao cho giá trị lớn nhất của hàm g(t)=∣t2+pt+q∣g(t) = |t^2 + pt + q| trên đoạn [−1;1][-1; 1] là nhỏ nhất.

Xét hàm f(t)=t2+pt+qf(t) = t^2 + pt + q và các giá trị của nó f(0)=qf(0) = q, f(−1)=1−p+qf(-1) = 1 - p + q, f(1)=p+q+1f(1) = p + q + 1. Đặt a=f(−1)−f(0)=1−pa = f(-1) - f(0) = 1 - p, β=f(1)−f(0)=1+p\beta = f(1) - f(0) = 1 + p. Tùy thuộc vào dấu pp, a≥1a \ge 1 hoặc β≥1\beta \ge 1. Theo đó (xác định) giá trị lớn nhất của hàm ∣f(t)∣|f(t)| không nhỏ hơn 1/2 và chỉ có thể bằng 1/2 đối với p=0p = 0. Vì vậy, f(t)=t2+qf(t) = t^2 + q. Đối với hàm t2−1/2t^2 - 1/2 mô đun tối đa chính xác bằng 1/2, nhưng nếu q>−1/2q > -1/2 hoặc q<−1/2q < -1/2 thì mô đun tối đa sẽ lớn hơn 1/2. Vì vậy, p=0p = 0, q=−1/2q = -1/2.

Tùy chọn 3

  1. [−1;4][-1; 4]. 2. ]3;+∞[]3; +\infty[.

  2. {x=π6+2πn,x=5π6+2πn,n∈Z, n≥0,y=log⁡3x.\begin{cases} x = \frac{\pi}{6} + 2\pi n, \\ x = \frac{5\pi}{6} + 2\pi n, \\ n \in Z, \ n \ge 0, \\ y = \log_3 x. \end{cases}

  3. {1/2,2}\{1/2, 2\}.

  4. 9/95. Gợi ý. Mặt phẳng cắt cắt đường thẳng dọc theo tam giác ANMANM (xem hình 7, a)) sao cho MK∥BDMK \parallel BD.

Trong mặt phẳng ASC, qua điểm SS chúng ta vẽ một đường thẳng song song với ACAC (xem hình 7, 6)).

Vì △AKD∼△KSP\triangle AKD \sim \triangle KSP, SPAD=SKKD=SMMB=35\frac{SP}{AD} = \frac{SK}{KD} = \frac{SM}{MB} = \frac{3}{5}. Do đó (△ANC∼△NSP\triangle ANC \sim \triangle NSP) SNNC=SPAC=SB2AD=310\frac{SN}{NC} = \frac{SP}{AC} = \frac{SB}{2AD} = \frac{3}{10} và do đó SNSC=313\frac{SN}{SC} = \frac{3}{13}.

Tỷ lệ thể tích của các đường thẳng ASNMASNM và ASBCASBC bằng tỷ lệ diện tích các đáy của chúng, nghĩa là bằng SNSC⋅SMSB=313⋅38=9104\frac{SN}{SC} \cdot \frac{SM}{SB} = \frac{3}{13} \cdot \frac{3}{8} = \frac{9}{104}, từ đó cuối cùng là VASMNVACBMN=995\frac{V_{ASMN}}{V_{ACBMN}} = \frac{9}{95}.

  1. l2−h22h\frac{l^2 - h^2}{2h}. Lời giải. Cho SS là giao điểm các đường cao của tam giác ABCABC, OO là tâm của đường tròn ngoại tiếp (xem hình 8), chúng ta hãy giới thiệu ngay các ký hiệu AS=xAS = x, MN=NH=yMN = NH = y, BC=aBC = a, AN=dAN = d, OA=ROA = R. Vì AA′AA' chia đôi các cung BCBC, đường thẳng OA′⊥BCOA' \perp BC và điểm MM nằm trên OA′OA'. Suy ra tứ giác MAHA′MAHA' là hình bình hành (MH=NHMH = NH, A′M∥AHA'M \parallel AH). Vì vậy MA′=HA=hMA' = HA = h, NA′=NA=dNA' = NA = d. Chúng ta hãy vẽ các đoạn ONON và OAOA: ON⊥A′AON \perp A'A, vì A′N=NAA'N = NA và A′O=OA=RA'O = OA = R.

Từ các tam giác vuông MAHMAH và NAHNAH lần lượt chúng ta thu được: l2=h2+4y2l^2 = h^2 + 4y^2 và d2=h2+y2d^2 = h^2 + y^2, từ đó d2=3h24+l24d^2 = \frac{3h^2}{4} + \frac{l^2}{4}.

Từ sự giống nhau của các tam giác △NMA′\triangle NMA' và △ONA′\triangle ONA' suy ra: hd=dR\frac{h}{d} = \frac{d}{R} hoặc Rh=d2Rh = d^2.

Pozotomu

Rh=3h2+l24.Rh = \frac{3h^2 + l^2}{4}.

Tiếp theo, từ tam giác vuông COMCOM ta thu được

a24=R2−(R−h)2=2Rh−h2\frac{a^2}{4} = R^2 - (R - h)^2 = 2Rh - h^2

hoặc, tôi sử dụng (*),

a24=h2+l22.\frac{a^2}{4} = \frac{h^2 + l^2}{2}.

Nhưng △SCH∼△AHB\triangle SCH \sim \triangle AHB, do đó SHCH=HBAH\frac{SH}{CH} = \frac{HB}{AH} hoặc h−xa/2=−2yh\frac{h - x}{a/2} = \frac{-2y}{h}, từ đó tính đến (*) và

Tờ 63

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

61

Hình 9.

−2a−n+n=−n−2a−n=(−n−a)2−a2≥(1−a)2−a2=1−2a-2a\sqrt{-n}+n=-n-2a\sqrt{-n}=(\sqrt{-n}-a)^2-a^2\geq(1-a)^2-a^2=1-2a và sự bình đẳng A=1−2aA=1-2a đạt được ở x=−yx=-y, xy=1xy=1 (tức là ở n=1n=1). Do đó, giá trị nhỏ nhất của AA bằng giá trị nhỏ hơn của hai số 1−2a1-2a hoặc −a22-\frac{a^2}{2}. Vì bất đẳng thức 1−2a<−a221-2a<-\frac{a^2}{2} chỉ đúng với 2−2<a<2+22-\sqrt{2}<a<2+\sqrt{2} nên trong trường hợp 0<a<2−20<a<2-\sqrt{2} số −a22-\frac{a^2}{2} sẽ nhỏ hơn và trong trường hợp 2−2<a<12-\sqrt{2}<a<1 số 1−2a1-2a.

Tùy chọn 8

  1. x=5π12+πnx=\frac{5\pi}{12}+\pi n (n∈Zn\in\mathbb{Z}). 2. 3. Gợi ý. Hãy để BC=aBC=a. Khi đó chu vi PP của tam giác ABCABC là 3a3a và diện tích của nó
    S=12Pr=32ar=12ah.S=\frac{1}{2}Pr=\frac{3}{2}ar=\frac{1}{2}ah.
  2. {log⁡3/21+136}\left\{\log_{3/2}\frac{1+\sqrt{13}}{6}\right\}.
  3. 50m. 20m.
  4. [−a;0[∪]0;2a2ba2+b2[[-a; 0[\cup]0; \frac{2a^2b}{a^2+b^2}[ tại a≤ba\leq b. [−a;0[∪]0;a][-a; 0[\cup]0; a] tại a>ba>b. Gợi ý. Bất đẳng thức bằng sự kết hợp của hai hệ thống
    1x−1b<0,1x−1b≥0,1x2−1a2≥0,1x2−1a2>(1x−1b)2.\frac{1}{x}-\frac{1}{b}<0, \quad \frac{1}{x}-\frac{1}{b}\geq0, \quad \frac{1}{x^2}-\frac{1}{a^2}\geq0, \quad \frac{1}{x^2}-\frac{1}{a^2}>\left(\frac{1}{x}-\frac{1}{b}\right)^2.
  5. 3π2\frac{3\pi}{2} tại p=9p=9; tại p<9p<9 không có rễ. Gợi ý. Đặt α=2π5+π15sin⁡x\alpha=\frac{2\pi}{5}+\frac{\pi}{15}\sin x, β=5π14−π7cos⁡2x\beta=\frac{5\pi}{14}-\frac{\pi}{7}\cos 2x, rút ​​gọn phương trình về dạng sin⁡2β−33tgαsin⁡β+6tg2α=p+1\sin^2\beta-3\sqrt{3}\tg\alpha\sin\beta+6tg^2\alpha=p+1

hoặc (sin⁡β−23tgα)(sin⁡β−3tgα)=p+1(\sin\beta-2\sqrt{3}\tg\alpha)(\sin\beta-\sqrt{3}\tg\alpha)=p+1.

  1. {1/2}\{1/2\}. 2. {(−3;(−1)n+1π6+πn)}(n∈Z)\left\{(-3; (-1)^{n+1}\frac{\pi}{6}+\pi n)\right\} (n\in\mathbb{Z}).
  2. {−4/3;−2/3}\{-4/3; -2/3\}.
  3. 34(42−5)\frac{3}{4}(4\sqrt{2}-5). Gợi ý. Vì (xem hình 9) KP=SG−SK−PG=322KP=SG-SK-PG=\frac{3}{2}\sqrt{2}, nên cos ∠KP=2/2\angle KP=\sqrt{2}/2, tức là ∠KP=π/4=KAT\angle KP=\pi/4=KAT. Do đó, điểm A,KA, K và LL nằm trên cùng một đường thẳng. Hãy thả đường vuông góc CRCR và AEAE. Sau đó SCLM=12ML⋅CRS_{CLM}=\frac{1}{2}ML\cdot CR. Tất cả những gì còn lại là tìm MLML và CRCR.
  4. 2 máy bay mỗi loại. Gợi ý. Số x,y,zx, y, z của tàu bay loại 1, 2 và 3 tương ứng với hệ thống
    {230x+110y+40z=760,27x+12y+5z=88,x+y+z≤8,\begin{cases} 230x+110y+40z=760, \\ 27x+12y+5z=88, \\ x+y+z\leq8, \end{cases}
    từ đó dẫn đến x+y=4x+y=4, z≤4z\leq4. Các trường hợp z=4z=4, z=3z=3 và z=1z=1 đều không thể thực hiện được.
  5. 3\sqrt{3}. Gợi ý. Sử dụng công thức sin⁡B=AC2R=154\sin B=\frac{AC}{2R}=\frac{\sqrt{15}}{4}, sin⁡A=BC/2R=31516\sin A=BC/2R=\frac{3\sqrt{15}}{16}, chúng ta tìm thấy AB=ACsin⁡B⋅sin⁡C=ACsin⁡B⋅sin⁡(A+B)=2AB=\frac{AC}{\sin B}\cdot\sin C=\frac{AC}{\sin B}\cdot\sin(A+B)=2 (xem hình 10). Tiếp theo, r=Sp=15/6r=\frac{S}{p}=\sqrt{15}/6. Chiều cao của hh giảm từ đỉnh AA xuống BCBC là 2SBC=152=3r\frac{2S}{BC}=\frac{\sqrt{15}}{2}=3r. Do đó, điểm MM giao điểm của các đường trung tuyến được xóa khỏi BCBC ở cùng khoảng cách với tâm OO của đường tròn nội tiếp, tức là tại 15/6\sqrt{15}/6. Điều này có nghĩa là mặt phẳng cắt cắt mặt phẳng cơ sở dọc theo một đường thẳng song song với BCBC (xem hình 11). Để tính diện tích tam giác SPQSPQ, hãy tìm chiều cao của nó SHSH tính từ tam giác SCHSCH.

Tùy chọn 10

  1. {1/4}\{1/4\}. 2. {(−1)n+1π/6+πn;1/3)},(n∈Z)\{(-1)^{n+1}\pi/6+\pi n; 1/3)\}, (n\in\mathbb{Z}).
  2. {1/5;1/4}∪{2/5}\{1/5; 1/4\}\cup\{2/5\}.
  3. 333\sqrt{3}. Gợi ý. Đặt OO là tâm của đường tròn được mô tả bởi cạnh của hình thang ABCDABCD (xem hình 12). Tam giác ABOABO là tam giác đều nên AP=14AD=12AOAP=\frac{1}{4}AD=\frac{1}{2}AO. Điều này có nghĩa là tam giác ABPABP-thẳng và BP=32RBP=\frac{\sqrt{3}}{2}R. Tam giác PBCPBC cũng thẳng và BC=12AD=RBC=\frac{1}{2}AD=R, PC=72⋅RPC=\frac{\sqrt{7}}{2}\cdot R.

Tờ 65

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

63

  1. 247\frac{24}{7}. Gợi ý. Áp dụng định lý cosin cho tam giác CDE đồng dạng với tam giác ABC.

  2. Không. Gợi ý. Số phép tính k,l,m,nk, l, m, n a), 6), b), d) lần lượt thỏa mãn hệ
    {13+2k+l−2m−n=37,17−k+2l+m−2n=43,\begin{cases} 13 + 2k + l - 2m - n = 37, \\ 17 - k + 2l + m - 2n = 43, \end{cases}
    từ đó, nhân phương trình thứ hai với 2 và cộng nó với phương trình thứ nhất, chúng ta thu được 5(l−n)=765(l - n) = 76, điều này là không thể.

Khoa Vật lý

  1. t=2g((MM+m)2(H−h)+h−MM+mH−h)t = \sqrt{\frac{2}{g}} \left( \sqrt{\left( \frac{M}{M + m} \right)^2 (H - h)} + h - \frac{M}{M + m} \sqrt{H - h} \right).
  2. k=Mg3H(1−1/1+3(H/a)2)=20 H/mk = \frac{Mg}{3H(1 - 1/\sqrt{1 + 3(H/a)^2})} = 20 \text{ H/m}.
  3. Δh=mΔρρ(ρ−Δρ)S≈mΔρρ2S=2 mm\Delta h = \frac{m \Delta \rho}{\rho(\rho - \Delta \rho) S} \approx \frac{m \Delta \rho}{\rho^2 S} = 2 \text{ mm}.
  4. φ=(p1M1+p2M2)/(RT)=1,3 kr/g/m3\varphi = (p_1 M_1 + p_2 M_2)/(RT) = 1,3 \text{ kr/g/m}^3.
  5. A=12mRM(T2−T1T2T3−T3+T1)A = \frac{1}{2} \frac{m R}{M} \left( T_2 - \frac{T_1 T_2}{T_3} - T_3 + T_1 \right).
  6. mb=m2−(c1m1ΔT+c1m2(T0−T1+ΔT))+CΔT)/λ=0,03 krm_b = m_2 - (c_1 m_1 \Delta T + c_1 m_2 (T_0 - T_1 + \Delta T)) + C \Delta T)/\lambda = 0,03 \text{ kr}.
  7. Q1=Q2C1R1(R1+R2+R3)C2R2(R1+R3)=2,5⋅10−6 KJQ_1 = Q_2 \frac{C_1 R_1 (R_1 + R_2 + R_3)}{C_2 R_2 (R_1 + R_3)} = 2,5 \cdot 10^{-6} \text{ KJ}.
  8. B=2kl/(ILcos⁡α)=0,04 TJB = 2kl/(IL \cos \alpha) = 0,04 \text{ TJ}.
  9. nc>2(nj−0,5)2+0,5=1,6n_c > \sqrt{2 (n_j - 0,5)^2 + 0,5} = 1,6.
  10. h=HF/(2(d−F))h = HF/(2 (d - F)).

Khoa Địa chất

  1. t=τa2+ag/g=2,45 mint = \tau \sqrt{a^2 + ag/g} = 2,45 \text{ min}.
  2. F=mg3=118,8 HF = mg \sqrt{3} = 118,8 \text{ H}.
  3. F=(m2+ml/2−(m+m1)l1l−l1)g=3,85 HF = \left( m_2 + \frac{ml/2 - (m + m_1) l_1}{l - l_1} \right) g = 3,85 \text{ H}.
  4. p′p=T3(T1+T2)2T1T2=1615=1,07\frac{p'}{p} = \frac{T_3 (T_1 + T_2)}{2T_1 T_2} = \frac{16}{15} = 1,07.
  5. A=(n−1)vRT=8310 ДжA = (n - 1) vRT = 8310 \text{ Дж}.
  6. q3=−(33/4)q=−5,2 мкКлq_3 = -(3 \sqrt{3}/4) q = -5,2 \text{ мкКл}.
  7. R′=(E−U)R/U−r=2,8 ОмR' = (\mathcal{E} - U) R/U - r = 2,8 \text{ Ом}.
  8. l=2h/n=0,9 мl = 2h/n = 0,9 \text{ м}.
  9. α=(f−F)/F=4\alpha = (f - F)/F = 4.
  10. f=F/2f = F/2.

«Kvant» cho học sinh nhỏ (xem «Kvant» số 1)

  1. Lưu ý rằng tổng diện tích của phần bên trái và hình bán nguyệt bằng diện tích của tấm chắn nên phần không che hoặc nửa hình tròn bằng diện tích được che hai lần.
  2. RÕ RÀNG = 628750 hoặc 682750.
  3. Bạn có thể đốt lửa cạnh ống khói và xem phía nào của đường ống sẽ nóng nhất. Nước chảy về hướng đó.
  4. So sánh kệ thứ nhất và kệ thứ ba cho thấy thể tích của bình trung bình là 3 lít. So sánh kệ thứ hai và thứ ba, thay thế trên kệ thứ ba có một nửa số trên kệ thứ hai và thêm ba lon cỡ trung bình nữa. Như vậy, một nửa thể tích mứt trên kệ có thể đựng trong ba lọ vừa, tức là 9 lít. Vì vậy, trên một kệ

Hình 15.
có giá 18 lít, và trên cả ba kệ đều có 54 lít mứt.

  1. Giả sử mỗi quý ông đi một cạnh hình vuông trong một phút. Lưu ý rằng nếu người đàn ông thứ nhất vào công viên dọc theo đường AD (xem hình 15), thì anh ta sẽ ra khỏi công viên dọc theo đường CA và ngược lại; tương tự, nếu người thứ hai vào công viên theo đường BE thì anh ta sẽ ra theo đường CB và ngược lại. Nếu người thứ nhất đi dọc AC và người thứ hai đi dọc BC thì sau 2 phút họ sẽ gặp nhau tại điểm D, vì nếu không thì anh ta sẽ không thể đến đó nếu không đi theo cùng một con đường hai lần, và khi đó hai người sẽ gặp nhau tại điểm D sau 5 phút vào công viên. Các tuyến đường xuất phát từ AD và BE tương tự như tuyến đường của trường hợp thứ nhất, các ông sẽ gặp nhau tại điểm C 2 phút trước khi rời công viên, và các tuyến đường xuất phát từ AC và BE tương tự như tuyến đường của trường hợp thứ hai, và sẽ gặp nhau tại điểm C 2 phút trước khi rời công viên.

Hãy quay lại vòng kết nối của bạn
(xem «Kvant» số 1)

  1. Tính hữu hạn của số lượng giá trị được chấp nhận trong một chuỗi, mỗi thành viên tiếp theo bằng tổng lập phương của các chữ số của số trước đó, xuất phát từ hai câu lệnh sau:
  2. Nếu một số nhỏ hơn 3000 thì tổng lập phương các chữ số của nó nhỏ hơn 3000.
  3. Nếu một số lớn hơn hoặc bằng 2000 thì tổng lập phương của các chữ số của số đó nhỏ hơn tổng lập phương của các chữ số của số trước đó.
  4. Cách chứng minh các mệnh đề này cũng tương tự như cách chứng minh các mệnh đề tương ứng với bài toán với tổng các bình phương của các chữ số. Có thể có các chuỗi tuần hoàn sau: năm chuỗi có chu kỳ là 1—các điểm không chuyển động 1, 153, 370, 371 và 407; hai giai đoạn 2—919-1459 và 136-244; hai với khoảng thời gian là 3—133-55-250 và 217-352-100.
  5. Sẽ có một khoảng thời gian gồm 150 số, bao gồm các số tự nhiên từ 1 đến 100 và tất cả các số chẵn từ 102 đến 200, cũng như một khoảng thời gian có độ dài 1 với điểm cố định là 101.

Tính khoảng cách và góc
(xem «Kvant» số 1)

  1. 4 cm.
  2. arccos 5318\frac{5 \sqrt{3}}{18}.

Tờ 66

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

64

  1. a362,a3154\frac{a^3 \sqrt{6}}{2}, \frac{a^3 \sqrt{15}}{4}. Lời giải. Chúng ta hãy chọn vectơ AB⃗=m⃗,AC⃗=n⃗,BC⃗′=p⃗\vec{AB} = \vec{m}, \vec{AC} = \vec{n}, \vec{BC}' = \vec{p} làm cơ sở và biểu thị bằng tt cosin chưa biết của góc giữa các vectơ m⃗\vec{m} và n⃗\vec{n}. Bảng này thể hiện tích vô hướng của các vectơ cơ sở này. Gọi B′HB'H là chiều cao của lăng kính. Sau đó B′H=BH⃗−BB′⃗=xm⃗+yn⃗−(m⃗−n⃗+p⃗)=(x−1)m⃗+(y+1)n⃗−p⃗B'H = \vec{BH} - \vec{BB'} = x\vec{m} + y\vec{n} - (\vec{m} - \vec{n} + \vec{p}) = (x - 1)\vec{m} + (y + 1)\vec{n} - \vec{p}. x,y,tx, y, t độc lập được tìm thấy từ hệ phương trình, thu được từ điều kiện: B′H=3⋅BH,BH⋅m⃗=0,B′H⋅n⃗=0B'H = \sqrt{3} \cdot BH, BH \cdot \vec{m} = 0, B'H \cdot \vec{n} = 0. Hệ thống này có hai lời giải: x=1,y=−1,t=0x = 1, y = -1, t = 0 và x=−12,y=−1,t=−64x = -\frac{1}{2}, y = -1, t = -\frac{\sqrt{6}}{4}, từ đó có hai giá trị có thể có cho thể tích của lăng kính.

  2. 33256a3\frac{3 \sqrt{3}}{256} a^3.

  3. a) a153\frac{a \sqrt{15}}{3}; 6) a104\frac{a \sqrt{10}}{4}. Lời giải. Đặt OO là tâm của cơ sở của các ví dụ. Chúng ta tạo thành một cơ sở từ các vectơ OS⃗=m⃗,OB⃗=n⃗,OC⃗=p⃗\vec{OS} = \vec{m}, \vec{OB} = \vec{n}, \vec{OC} = \vec{p}. Các vectơ này vuông góc với nhau theo từng cặp và độ dài của chúng rất dễ tìm; ∣m⃗∣=a72,∣n⃗∣=∣p⃗∣=a2|\vec{m}| = \frac{a \sqrt{7}}{\sqrt{2}}, |\vec{n}| = |\vec{p}| = \frac{a}{\sqrt{2}}. Chúng ta hãy xác định vị trí của các điểm MM và NN trên các đoạn BDBD và SCSC bằng các đẳng thức OM⃗=xn⃗\vec{OM} = x\vec{n} (−1≤x≤1)(-1 \leq x \leq 1) và SN⃗=y⋅SC⃗=y(p⃗−m⃗)(0≤y≤1)\vec{SN} = y \cdot \vec{SC} = y(\vec{p} - \vec{m}) (0 \leq y \leq 1). Sau đó MN⃗=(1−y)m⃗−xn⃗+yp⃗\vec{MN} = (1 - y)\vec{m} - x\vec{n} + y\vec{p}. Vì đường thẳng MNMN song song với mặt phẳng SAD,MN=z⋅SA⃗+t⋅SD⃗=−(z+t)m⃗−tn⃗−zp⃗SAD, MN = z \cdot \vec{SA} + t \cdot \vec{SD} = -(z + t)\vec{m} - t\vec{n} - z\vec{p}. So sánh hai khai triển của vectơ MN⃗\vec{MN} với cơ số (m⃗,n⃗,p⃗)(\vec{m}, \vec{n}, \vec{p}), ta thu được hệ phương trình 1−y=−z−t,x=t,y=−z1 - y = -z - t, x = t, y = -z. Hãy biểu thị y,zy, z và tt thông qua xx: y=x+12,z=−x+12,t=xy = \frac{x + 1}{2}, z = -\frac{x + 1}{2}, t = x. Do đó, MN⃗=12((1−x)m⃗−2xn⃗+(x+1)p⃗)\vec{MN} = \frac{1}{2}((1 - x)\vec{m} - 2x\vec{n} + (x + 1)\vec{p}), do đó MN=a26x2−6x+4MN = \frac{a}{2} \sqrt{6x^2 - 6x + 4}. Nếu DM:DB=1:3DM:DB = 1:3 thì x=−13,MN=a153x = -\frac{1}{3}, MN = \frac{a \sqrt{15}}{3}. MNMN nhận giá trị nhỏ nhất tại x=12x = \frac{1}{2}. Giá trị này là a104\frac{a \sqrt{10}}{4}.

Tổng biên tập - Viện sĩ Yu. A. Osipyan

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

Phó tổng biên tập:
V. N. Borovishki, A. A. Varlamov,
V. A. Leshkovtsev, Yu. P. Solovyov

Tuyển tập biên soạn:
A. A. Abrikosov, M. I. Bashmkov,
V. E. Belonuchkin, V. G. Boltyansky,
A. A. Borovoy, Yu. M. Brook, V. V. Vavilov,
N. B. Vasiliev, S. M. Voronin, V. V. Gnedenko,
V. L. Gutenhayer, N. P. Dolbilin,
V. N. Dubrovsky, A. N. Zemlykov,
A. R. Zilberman, S. M. Kozel,
S. S. Krotov, L. D. Kudryavtsev, A. A. Leonovich,
S. P. Novikov, M. K. Potapov, V. G. Razumovsky,
N. A. Rodina, N. H. Rozov, A. P. Savin,
Y. A. Smorodinsky, A. V. Sosinsky,
V. M. Uroev, V. A. Fabrikant

Ban biên tập:
A. M. Baldin, S. T. Belyaev,
V. V. Vukhovtsev, E. P. Velkhov, I. Ya. Verchenko, V. V. Vozdizhensky, G. V. Dorofeev,
N. A. Ermolaeva, A. P. Ershov, Yu. V. Ivanov, V. A. Kirillin, G. L. Kotkin, R. N. Kuzmin, A. A. Logunov, V. V. Mozhaev, V. A. Orlov, N. A. Patrikeeva, R. Z. Sagdeev, S. L. Sobolev, A. L. Stasenko, I. K. Surin, E. L. Surkov, L. D. Faddeev, V. V. Firsov, G. N. Ykovlev

Số chuẩn bị:
A. N. Vilenkin, A. A. Egorov,
I. N. Klumova, T. S. Petrova, A. V. Sosinsky, V. A. Tikhomirova

Số đăng ký:
Yu. A. Vashchenko, M. V. Dubakh, S. V. Ivanov,
T. N. Kolchenko, N. S. Kuzmin, E. V. Nazarov,
I. E. Smirnova, E. K. Tenchurina, P. I. Chernusky, V. V. Yudin

Trưởng ban biên tập L. V. Chernova
Biên tập bộ phận nghệ thuật S. V. Ivanov
Biên tập viên nghệ thuật T. M. Makarova
Người hiệu đính N.V. Rumyantseva

Giao hàng vào ngày 17/12/86. Đã ký xuất bản ngày 29/1/87
T-05233. Giấy 70×108/16. in offset
có điều kiện từ. 23,8. Lò nướng có điều kiện l. 5.6. Biên tập học thuật. tôi. 7 giờ 50
Lưu hành 204.933 bản.
Giá 40 kopecks. Đặt hàng 3499

Lệnh thay thế lao động đỏ
Nhà máy in Chekhov
VO “Soyuzpolygraphprom”
Ủy ban Nhà nước Liên Xô
về xuất bản, in ấn và kinh doanh sách
142300 Chekhov, khu vực Moscow

Tờ 68

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

Có vẻ như dấu phẩy là độc lập - lăn khối lập phương trên một mặt phẳng. Nhưng nếu bạn kết hợp nó với Cera “15” nổi tiếng, bạn sẽ có được một chiếc Cera đột phá năm mới thú vị về chất lượng. Để làm được điều này, các fic hình vuông trong cerra “15” phải được thay thế bằng các hình khối bằng nhau, vẫn chừa một khoảng trống; “Động tác” là một khối lập phương được lăn qua một cạnh lên một khối tự do để thu được các loại “doanh thu” khác nhau - đây là cái mà A. Dremov và G. Shevchova gọi là phiên bản của họ về loại cerra này. Chúng “có thể đảo ngược” và được hiển thị ở hình. Mỗi khối ở đây được sơn 6 màu tương tự như khối Rubik; Có những phần nhô ra hình vuông được làm ở các cạnh, cùng với các bệ cửa được dán vào đáy hộp, hỗ trợ việc lăn và cũng cho phép bạn nhìn thấy màu sắc không chỉ ở mặt trên mà còn ở vị trí. Tất nhiên, các hình khối cần được đánh dấu bằng cách này hay cách khác; Giờ đây, bạn có thể giải bài toán, điển hình của tất cả các câu đố thuộc loại này (cùng một câu đố “15”, khối Rubik, “Tháp Vashilon”)… - rất nhiều trong số chúng đã xuất hiện trong những năm gần đây): tìm một chuỗi các động tác biến đổi cách sắp xếp các cốc đã cho thành một cách sắp xếp khác. Bằng cách thay đổi kích thước của các hình khối, kích thước và hình dạng của trường, bạn có thể thay đổi các mặt bên của mỗi hình khối. Chúng ta sẽ coi việc sắp xếp các chiếc cốc là “phù hợp” khi tất cả các hình khối đều có các mặt cùng màu quay về cùng một hướng và góc dưới cùng trống; có 24 địa điểm như vậy (bao nhiêu?). Bạn phải di chuyển bao nhiêu lần để đi từ vị trí đúng này sang vị trí đúng khác? (Chúng tôi biết lời giải sau 100 nước đi.)