Математика, которая мне нравится

Каков средний вес человека?

Основная идея статистики заключается в том, что о населении в целом можно сказать что-то, выяснив это для меньшей группы людей. Без этой идеи не было бы опросов общественного мнения или предвыборных прогнозов, не было бы возможности испытать новые медицинские препараты или исследовать безопасность мостов и т. д. В значительной степени за факт, что мы можем делать все это и уменьшать неопределенности прогнозов, отвечает центральная предельная теорема.

Чтобы понять, как работает теорема, представим, что нужно узнать средний вес жителя Великобритании. Вы выходите и измеряете вес, скажем, ста случайно выбранных людей, и находите средний вес человека для этой группы — назовем это выборочным средним. Теперь выборочное среднее должно дать достаточно точное представление о среднем по стране. Но что, если вам в выборке попались только полные люди или, наоборот, только очень худые?

Чтобы получить представление о том, насколько типичным будет полученное среднее значение, нужно знать, как средний вес выборки из 100 человек варьируется в зависимости от населения: если вы взяли очень много групп из 100 человек и нашли средний вес для каждой группы, то насколько будут различаться найденные числа? И насколько его среднее (среднее средних) будет совпадать с истинным средним весом человека в популяции? Читать полностью ‘Центральная предельная теорема’ »

Габриэль Крамер

Габриэль Крамер (1704–1752) — швейцарский математик, ученик Иоганна Бернулли, один из основателей линейной алгебры.

Габриэль Крамер родился в Женеве в семье врача. В 18 лет он получил степень доктора, написав работу по теории звука. Через два года после этого он участвовал в конкурсе на место преподавателя на кафедре философии университета Женевы. На данное место претендовали три человека, все претенденты были достойные. Тогда поделили данное место на два: место на кафедре философии и место на кафедре математики. Место на кафедре математики разделили Крамер и Каландрини. Им было предложено по очереди путешествовать 2-3 года. В то время как один из них путешествует, второй должен исполнять все обязанности полностью и получать полное жалованье. Крамер и Каландрини поделили между собой математические курсы, которые они должны были преподавать. Крамер учил геометрии и механике, Каландрини – алгебре и астрономии. Крамер предложил учить студентов на французском языке вместо принятой тогда латыни, чтобы дать возможность обучаться имевшим способности к математике, но не знавшим латыни студентам. Это было принято университетом. В 1727 году Крамер отправляется в путешествие по Европе. В Базеле он в течение двух месяцев работает вместе с Иоганном Бернулли и Эйлером, в Лондоне встречается с Галлеем, де Муавром, Стирлингом и другими математиками, в Париже – с Мопертюи, Буффоном, Клеро, Фонтенелем и др. Дискуссии с ними и переписка в течение всей жизни оказали большое внимание на Крамера. В 1729 г. Крамер возвращается в Женеву и в 1730 г. борется за приз Парижской Академии наук, отвечая на вопрос “Какова причина эллиптической орбиты планет и движения их афелия?” Выиграл приз Иоганн Бернулли, Крамер был вторым. В 1734 г. “близнецы” разделяются. Каландрини переходит на кафедру философии, а Крамер один остается на кафедре математики. Крамер живет насыщенной жизнью. Он не только преподает и ведет переписку со многими математиками, но и пишет научные статьи, представляющие значительный интерес, хотя они и уступают статьям ведущих математиков, с которыми он переписывается. Он публикует статьи в различных журналах, например, в Записках Парижской Академии в 1734 г., Берлинской Академии в 1748, Читать полностью ‘Крамер и его знаменитое правило’ »

Эта интересная топологическая задача о раскраске привлекает внимание логиков всего мира с начала семидесятых годов прошлого века. Известная как “теорема о раскраске карты в восемьсот цветов”, она звучит так: “Можно ли разбить карту Европы на государства и раскрасить их в восемьсот цветов так, чтобы каждое государство было покрашено в свой цвет и никакие два соседние государства не были покрашены в один цвет?”

Математики, которых интересует эта проблема, считают, что ответ на данный вопрос утвердительный, но они не уверены в этом. Вследствие чрезвычайной сложности формализации данной задачи, они начали проводить эксперименты. Несмотря на это, трудная задача нахождения красок или фломастеров, имеющих восемьсот различных цветовых оттенков, добавила проблеме остроты.

В 1974 г. Мартин Рендраг, коллега профессора Николя Бурбаки, предложил блестящий метод нумерации цветов, который позволил переформлировать проблему, так что получилось нечто вроде этого: “Можно ли разбить карту Европы на государства и перенумеровать их числами от единицы до восьмисот так, чтобы каждое государство имело свой номер и никакие два соседние государства не имели одинаковых номеров?” Эта новая формулировка не дает ничего нового, она только позволяет оттянуть время начала раскрашивания карты, следовательно, она не устраняет трудности подбора цветов. Однако она может служить прекрасной отправной точкой для поиска рационального ответа на вопрос.

Тем не менее, ни одному математику не удавалось решить проблему с помощью карандаша и бумаги до тех пор, пока в 1979 г. команда, возглавляемая доктором Гёте из МТИ, не получила частичное решение, основанное на переформулировке Рендрага: программируя машину отеля Touring Club Конечных Штатов, доктор Гёте разделил карту Европы на восемьсот государств так, чтобы выполнялись логические ограничения задачи. Для получения данного результата необходимо было посчитать независимыми государствами все французские регионы, швейцарские кантоны, итальянские провинции, включая Изернии и Ористано, а также некоторые испанские области, такие как Ла-Манча и Пенедес, а также Фарерские острова, Кабреру и Лампедузу. Читать полностью ‘Задача о восьмистах красках’ »

“Я вижу.”

(С. Рамануджан)

Это фильм о замечательном индийском математике Рамануджане, прожившем короткую жизнь, полную удивительных математических открытий. Сриниваса Рамануджан родился и жил в Индии, математике учился самостоятельно. В Мадрасе молодой человек пытается найти работу, предлагая посмотреть тетрадь с записями по математике, которые он сделал. Однако на работу его никто не берет, предлагают лишь рекомендации. И они с женой живут очень бедно. В конце концов он устраивается в бухгалтерскую контору, однако с одним условием: он должен научить математике шефа, объяснить то, что написано в его тетрадях. И Рамануджан объясняет. Возникает идея опубликовать то, что получил Рамануджан. И вот уже написано письмо в Кембридж, английскому математику Годфри Харди, который заинтересовался результатами никому не известного индуса. После переписки Сриниваса Рамануджан приезжает в Англию, где вместе с Харди они получают новые красивые формулы…

Рамануджану трудно в Англии. Он индус, он отличается от окружающих не только цветом кожи. Он ест другую пищу, он живет иначе. Его не принимают профессора в Кембридже. Его не избирают профессором, как-то его даже избивают, а потом еще и болезнь… Характер у него тоже довольно сложный. Кажется, что он очень самоуверен. “Возможно, Вы видите обычное стекло, но я обещаю, что скоро Вы увидите бриллиант,” — говорит он хозяину конторы в Мадрасе. Он хочет, чтобы его результаты опубликовали, все время говорит об этом Харди. И хотя Харди очень ценит Рамануджана, но ему лишь с огромным трудом и не сразу удается объяснить молодому индусу, что все формулы нужно доказывать, без доказательств ничего публиковать нельзя. Читать полностью ‘Человек, который познал бесконечность’ »

Эти задачи были предложены ученикам 11 класса на городской олимпиаде по математике.

Задача 1. Найдите целые положительные числа и , для которых НОК; НОД; НОК; НОД. (Здесь НОК — наименьшее общее кратное чисел и , т.е. наименьшее натуральное число, делящееся на и на , НОД — наибольший общий делитель чисел и , т.е. наибольшее натуральное число, на которое делятся числа и .)

Показать решение

Задача 2. Для углов и справедливо неравенство

Докажите, что тогда

Читать полностью ‘Задачи городской олимпиады’ »

“Когда я разговариваю с людьми, которые не являются математиками, они всегда спорят с тем, что математика может быть красивой. Но если красота — это правда, а правда — это красота, то математика — определенно самая прекрасная вещь в мире.”

(Ричард, цитата из фильма)

Достаточно интересный фильм. Кто не смотрел, посмотрите, очень рекомендую. Однако не нашла на русском языке, только на английском (есть еще субтитры, тоже английские, что для меня было плюсом). Фильм о многом и разном, поднимает различные вопросы. Естественно, сюжет имеет отношение к математике, а как же иначе

Итак, сначала немного о сюжете. Английский мальчик Нейтан — аутист, он ведет себя не так, как остальные дети, он погружен в себя, его занимают числа и геометрические фигуры, он любит математику, а окружающий мир воспринимает как-то по-своему, его пугают люди, он не может переносить их прикосновений, он не любит, когда трогают его вещи, он ест только правильное, точнее, простое количество креветочных шариков. Нейтан начинает заниматься математикой с Мартином Хамфрисом, который тоже не является обычным учителем. В свое время он побывал на Международной олимпиаде по математике и… проиграл. Виноват в этом был его характер. Сейчас у Мартина в жизни тоже много проблем. Мартин готовит Нейтана к участию в Международной математической олимпиаде, и Нейтана приглашают участвовать в отборе в команду, которая на эту олимпиаду поедет. Мальчик вместе с другими ребятами едет в Таиланд, где ребята из Англии начинают тренироваться вместе с китайскими школьниками. Он знакомится с девушкой Мэй, с которой проводит довольно много времени…

Нейтан: “Когда я рядом с ней, мой мозг работает иначе”. Читать полностью ‘А есть ли формула любви? (X+Y, 2014)’ »