Марат Авдыев - Восхождение к вершине гиперкуба. Великая теорема Ферма для миллиардов обычных людей

Татьяна широко улыбнулась.

– Так называется эту пищу на её родине, – пояснил профессор. – Есть такая старая добрая американская комедия Выйти замуж за миллионера, вырастешь – посмотришь :-)

Артур взял пачку стандартный офисной бумаги формата А4, 500 листов я аккуратно распаковал с малой стороны, затем с помощью Татьяны вынул бумагу из пачки чтобы на столе получилось стопка бумаги, уложенная аккуратно в параллелепипед.

– Давай наклоном слегка эту стопку бумаги в бок, сказала Татьяна, чуть влево или вправо. Артур взял цифровой фотоаппарат и отснял полученную фигуру с разных сторон, как принято на уроках черчения: вид сбоку, вид спереди. Скоро фотографии были выведены на большом экране отцовского компьютера.

– Я думаю, ты стреляешь из пушки по воробьям, – заметила Татьяна, – тебе достаточно было обычной металлической линейки, вот эта с миллиметровой шкалой подходящая.

– Но так я смогу провести настоящий эксперимент! – горячо возразил Артур, – и останутся фото результатов, как учил нас Александр Николаевич.

Попробуйте рассчитать толщину листа, исходя из толщины пачки бумаги и количества листов. Затем рассчитайте площадь двумерной фигуры параллелепипеда и его половины – треугольника.

Можно ли утверждать, что площадь двумерной фигуры, которую видит наблюдатель, остаётся постоянной при смещении стопки листов аккуратно в бок, или нельзя?

Что произойдет с итоговой площадью фигуры, если бумага станет толще?

Напомним, что стандартная офисная бумага весит 80 грамм в расчёте на один квадратный метр, есть и более тонкие и соответственно, толстые листы: 180 грамм/ м2, 360 г/ м2.

Представьте себе катушечный (кассетный) магнитофон. Верно ли утверждение, что сумма квадратов радиусов на бобинах кассет остаётся постоянной?

Рис. 2.6. Сумма квадратов радиусов бобин магнитофонной плёнки остается приблизительно постоянной. Почему?

Аналогичный вопрос для клубков шерсти, перематываемых бабушкой при вязании: верно ли утверждение, что сумма кубов радиусов обоих клубков остаётся примерно постоянной? Для простоты можно условно считать, что шерстяная нить несжимаема.

Вечером Артур с отцом поехали закупать бруски и рейки для строительства навеса от дождя над крыльцом дачи. Отец ходил по рядам вертикально расположенных брусков и реек, внимательно рассматривая пиломатериалы разных сечений и качества обработки.

– Вот и решай, Артур, где выгоднее купить: здесь или на базе? – задумчиво поговаривал отец, – у нас есть карточка на пятипроцентную скидку, но там цена определяется кубометрами заказа, за каждый кубометр древесины просят 8000 руб, а здесь…. а здесь счет идет поштучно за трёхметровые и четырехметровые рейки. Шестиметровые бруски, как на базе, лежат вон там в штабелях, – отец показал рукой.

Артур начал прикидывать в уме: погонажный пиломатериал на базе реализуется стандартными брусками и рейками по шесть метров длины, стоимость за один кубометр составляет 8000 руб. Попробуем посчитать все в кубических дециметрах или привычнее в литрах (ведь бывают жидкие гвозди! Наверное есть и жидкая древесина), допустим вот этот брус десять на десять сантиметров – это шестьдесят литров, а каждый литр древесины – это 8 руб., итого 480 руб. стоил бы этот шестиметровый брус на базе или 80 руб. за один погонный метр, что значит 320 руб. за четыре метра, а здесь 620 руб. за те же четыре метра.

– Папа, это грабёж! – радостно воскликнул Артур, наценка сто процентов от цены на базе!

Отец удивленно посмотрел на сына.

Вместе они легко рассчитали стоимость бруса сечением один квадратный сантиметр длиной шесть метров и даже один квадратный миллиметр – вот такая шестиметровая спичка по цене 5 коп. за штуку со скидкой 4%. В результате можно легко производить в уме расчет объёмов любых погонажных изделий: в одних случаях в сантиметрах, в других – в миллиметрах.

В итоге Артур с отцом купили в магазине только материалы тонкой обработки тонкие строганные рейки 10 х 20 мм, наличники для окон 10 х 70 мм в магазине, а остальное -на базе.

Практическое правило:

Для того чтобы быстро и удачно вести переговоры о цене, где требуется сопоставлять трудно сопоставимые объёмы, величины и быстро производить в уме расчёты, рекомендуется выбрать и рассчитать стоимостные и др. характеристики стандартных образцов (шаблонов), на основании которых можно легко производить несложные вычисления. Этот приём универсален, он используется в технике, военном деле, социологических исследованиях, и мы будем обращаться к нему неоднократно.

Смена масштаба не меняет сути явления, но помогает в расчётах.

Выходные родители Татьяны и Артура старались посвятить спорту. Погода была самая что ни на есть лыжная: солнце, мягкий лёгкий снег и полное безветрие. И семья из четырех человек решила поехать на базу Локомотив. С разрешения родителей Татьяна пригласила профессора Борщова и Матвея – благо в большом автомобиле семьи было ровно шесть мест. Между Артуром и Татьяной возник спор: кто где будет садиться в авто? Конечно место водителя – не в счёт, остаётся пять свободных мест. Для простоты можно условно считать, что в кресле первого ряда может сидеть как взрослый, так ребёнок. Сколько различных комбинаций возможно?

Перестановки, формулы комбинаторики

Допустим, что все пять пассажиров рассчитались по номерам: 1, 2, 3, 4, 5. Первый пассажир может выбрать любое из пяти мест, второй – любое из оставшихся свободных четырёх, третий – любое из свободных трёх и т. д. В результате имеем:

5 * 4 * 3 * 2 * 1 = 5!

Обобщение. Будем переставлять их всеми возможными способами n объектов, при этом их общее количество остается неизменными, меняется только их порядок. Получившиеся комбинации называются перестановками, а их число равно:

P n=n! =1⋅2⋅3⋅…⋅ (n—1) ⋅n

Символ n! называется факториалом и обозначает произведение всех целых чисел от 1 до n. По определению, считают, что 0!=1 и 1!=1.

Перестановкой из n элементов (например чисел 1, 2, … n) называется всякий упорядоченный набор из этих элементов.

Теперь рассчитаем число сочетаний книг из библиотеки, буккроссинга . На первом этаже подъезда дома Татьяны и Артура инициативная группа создала полку для обмена книгами буккроссинг. Сегодня на полке осталось 7 книг, Все книги были интересными, но Артур решился позволить себе прочитать лишь три книги из-за высокой учебной нагрузки. Каково число вариантов выбора трёх книг из семи?