elgavrilis's blog

ΕΝΑ ΙΣΤΟΛΟΓΙΟ ΓΙΑ ΤΙΣ ΦΥΣΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ Blogs.sch.gr

Αρχεία για 'MIND EXERCIZE' Κατηγορία

MIND EXERCISE – PROBLEMS FOR FUN

Συγγραφέας: ΗΛΙΑΣ ΓΑΒΡΙΛΗΣ στις 3 Αυγούστου 2024

PROBLEMS FOR FUN

ΤΙ ΩΡΑ ΕΙΝΑΙ ?

Τι ώρα είναι, αν πριν ένα τέταρτο της ώρας ήταν το 1/2 των 2/3 του 1/4 του ημερονυκτίου; (Απ: 2+1/4).

ΤΡΕΝΩΝ ΣΥΝΑΝΤΗΣΕΙΣ

Δύο αμαξοστοιχίες (τρένα) Τ και Τ’ αναχωρούν ταυτόχρονα από δύο πόλεις Α και Β αντίστοιχα κινούμενες με κατεύθυνση αντίθετη για να συναντηθούν. Η ταχύτητα της Τ είναι κατά 10 Km/h μεγαλύτερη της ταχύτητας της Τ. Οι αμαξοστοιχίες συναντήθηκαν σε σημείο που απέχει 28 Km από το μέσο της ΑΒ. Εξάλλου αν η Τ ξεκινούσε 45′ min (λεπτά) αργότερα της Τ’, τότε η συνάντηση θα γινόταν στο μέσον της ΑΒ. Να υπολογιστούν οι ταχύτητες των δύο αμαξοστοιχιών καθώς και η απόσταση ΑΒ. (Απ: 80 Km/h – 70 Km/h – 840 Km).

ΑΜΑΞΟΣΤΟΙΧΙΕΣ ΣΕ ΣΗΡΑΓΓΑ.. ΠΑΡΑΛΛΗΛΕΣ ΚΑΙ ΑΝΤΙΘΕΤΕΣ..

Δύο αμαξοστοιχίες κινούνται σε παράλληλες γραμμές με αντίθετη κατεύθυνση και με ταχύτητες 36 Km/h και 45 Km/h αντίστοιχα. Συναντώνται (διασταυρώνονται) στην ίδια σήραγγα για 5,4 δευτερόλεπτα (sec). Αν η πρώτη αμαξοστοιχία κάνει να περάσει από τη σήραγγα 40 sec και η δεύτερη κάνει 30 sec, να βρεθεί το μήκος της κάθε αμαξοστοιχίας και το μήκος της σήραγγας. (Απ: 73,25 m – 48,25 m – 326,75 m).

ΠΛΟΙΑ ΣΤΑ ΛΙΜΑΝΙΑ

Από δυο λιμάνια που απέχουν 144 μίλια (mi), αναχωρούν ταυτόχρονα δυο πλοία κατευθυνόμενα αντίθετα, και συναντώνται σε απόσταση 80 μιλίων από το ένα λιμάνι. Αν όμως το ταχύτερο ξεκινούσε 54 λεπτά (min) αργότερα, η συνάντηση θα γινόταν στο μέσο της απόστασης των δύο λιμανιών. Να βρεθούν οι ταχύτητες των δύο πλοίων. (Απ: 20 mi/h και 16 mi/h).

ΜΠΑΛΑ ΚΑΙ ΚΟΛΥΜΒΗΤΗΣ..ΑΝΩ ΚΑΤΩ ΣΕ ΠΟΤΑΜΙ

Ένας κολυμβητής και μία μπάλα, αρχίζουν να κινούνται ταυτόχρονα από το ίδιο σημείο Α ενός ποταμού. Η μπάλα μετακινείται ακολουθώντας το ρεύμα, ενώ ο κολυμβητής αντίθετα προς αυτό. Δέκα λεπτά αργότερα ο κολυμβητής αντιστρέφει την κατεύθυνση της κίνησής του, και προλαβαίνει τη μπάλα σε απόσταση 1000 m από το Α. Ο κολυμβητής κατέβαλε την ίδια προσπάθεια κατά μήκος όλης αυτής της διαδρομής, κινούμενος με σταθερή κατά μέτρο ταχύτητα. Βρείτε την ταχύτητα του ρεύματος του ποταμού. (Απ: 3 Km/h).

ΑΝΘΡΩΠΟΣ ΣΤΗ ΓΕΦΥΡΑ

Ένας άνθρωπος περπατά πάνω σε μια γέφυρα ΑΒ. Όταν έχει πλέον καλύψει τα 3/8 του μήκους της, ακούει τη κόρνα ενός αυτοκινήτου που πλησιάζει στη γέφυρα με ταχύτητα 60 Km/h. Αν τρέξει προς τα πίσω θα συναντηθεί με το αυτοκίνητο ακριβώς στο σημείο Α, ενώ αν τρέξει προς τα εμπρός το αυτοκίνητο θα τον προλάβει ακριβώς στο σημείο Β. Με πόση ταχύτητα τρέχει ο άνθρωπος; (Απ: 15 Km/h).

ΠΕΖΟΣ ΠΟΥ ΞΑΠΟΣΤΑΙΝΕΙ..

Πεζός ξεκίνησε από πόλη Α για να φτάσει σε πόλη Β που απέχει 40 Km, κινούμενος με σταθερή ταχύτητα 4 Km/h. Στο δρόμο κουράστηκε κα κάθισε 4 ώρες. Για να φτάσει στην ώρα του όμως, παίρνει ποδήλατο και τριπλασιάζει την ταχύτητα. Να βρεθεί πόσες ώρες είχε βαδίσει και σε ποια απόσταση είχε σταματήσει; (Απ: 4 ώρες – 16 Km).

..ΒΟΣΚΟΣ ΜΕΤΡΑ ΠΡΟΒΑΤΑ!

Ένας βοσκός μετρώντας τα πρόβατά του ανά 3, αναγκάζεται να πει 56 αριθμούς περισσότερους απ’ ότι αν τα μετρούσε ανά 5. Πόσα πρόβατα έχει; (Απ: 420).

ΛΥΚΟΣ ΚΥΝΗΓΑ ΑΡΝΙ..!

Λύκος κυνηγά αρνί που προηγείται κατά 315 βήματα. Όταν κάνει ο λύκος 7 βήματα, το αρνί κάνει 9 βήματα. Όμως 2 βήματα του λύκου ισοδυναμούν με 5 βήματα του αρνιού! Να βρεθεί μετά από πόσα βήματα, ο λύκος θα φτάσει το αρνί. (Απ: 260 βήματα).

ΑΜΑΞΟΣΤΟΙΧΙΕΣ ΣΕ ΣΗΡΑΓΓΑ

Δυο αμαξοστοιχίες που κινούνται σε σε παράλληλες γραμμές με αντίθετη κατεύθυνση και με ταχύτητες 36 Km/h και 45 Km/h, έχοντας εισέλθει μέσα σε σήραγγα, συναντώνται για 5,4”(sec). Αν η πρώτη αμαξοστοιχία κάνει 40”(sec) να περάσει τη σήραγγα, και η δεύτερη κάνει 30”(sec), να βρεθεί το μήκος της κάθε αμαξοστοιχίας, και το μήκος της σήραγγας. (Απ: 73,25 m – 48,26 m – 326,75 m).

ΠΡΟΣΠΕΡΑΣΜΑΤΑ..

Δύο ηλεκτρικοί συρμοί, μήκους 50 m και 40 κινούνται σε παράλληλες γραμμές με ταχύτητες 72 Km/h και 90 Km/h αντίστοιχα. Να βρεθεί ο χρόνος που χρειάζεται για να προσπεράσει (διασχίσει) ο ένας τον άλλον. (Απ: 18 sec – 2 sec).

ΝΤΑΛΙΚΑ ΣΕ ΓΕΦΥΡΑ

Νταλίκα κάνει 7”(sec) να περάσει πάνω από γέφυρα μήκους 60 m. Η ίδια νταλίκα κινούμενη με την ίδια ταχύτητα κάνει 9”(sec) να περάσει άλλη γέφυρα μήκους 80 m. Να βρεθούν η ταχύτητα και το μήκος της νταλίκας. (Απ: 10 m/sec – 10 m).

ΑΜΑΞΟΣΤΟΙΧΙΕΣ..ΞΑΝΑ!

Δύο αμαξοστοιχίες με ταχύτητες 75,6 Km/h και 97,2 Km/h κινούνται σε παράλληλες γραμμές. Αν κινούνται αντίθετα, προσπερνιούνται σε 2,9” sec. Αν κινούνται προς την ίδια κατεύθυνση, η ταχύτερη θα προσπεράσει τη βραδύτερη σε 23,2” sec. Να βρεθούν τα μήκη των δύο αμαξοστοιχιών. (Απ: 70,5 m – 68,7 m).

ΝΟΘΕΥΜΕΝΟ ΓΑΛΑ

Ένα δοχείο χωρητικότητας 50 λίτρων (L), είναι γεμάτο με γάλα. Η μάζα του δοχείου είναι 3,10 Kg, μαζί δε με το γάλα 54,45 Kg. Αν γνωρίζουμε ότι η πυκνότητα του νωπού γάλακτος είναι 1,03 g/ml και του νερού 1 g/ml, να βρεθεί αν το γάλα είναι νοθευμένο με νερό και πόσο. (Απ: είναι με 5 L νερό).

DOPPLER ..ΣΕ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΦΟΡΩΝ

Ένα πρόγραμμα για μεταφορά άνθρακα λειτουργεί ως εξής: Κάθε 10 λεπτά ένα φορτηγό γεμάτο άνθρακα φεύγει από την πόλη Α, και κινείται με ταχύτητα σταθερού μέτρου 50 Km/h πάνω σ’ έναν ευθύγραμμο δρόμο προς την πόλη Β, που απέχει 50 Km από την πόλη Α. Επίσης ένα μοναδικό φορτηγό γεμάτο άνθρακα ξεκινά από την πόλη Β, και μεταφέρει το φορτίο του στην πόλη Α.  Το φορτηγό αυτό αναχωρεί από την πόλη Β, την ίδια στιγμή που ένα από τα υπόλοιπα φορτηγά ξεκινά από την πόλη Α με αντίθετη κατεύθυνση. Πόσα φορτηγά με αντίθετη πορεία θα συναντήσει στη διαδρομή του το αυτοκίνητο αυτό; (Απ: 13).

ΣΥΜΠΥΚΝΩΜΕΝΟ ΓΑΛΑ

Ένα κουτί γάλα “εβαπορέ” αναφέρει στην ετικέτα 400 g (376 ml) για το περιεχόμενο. Αν γνωρίζουμε ότι η πυκνότητα του νωπού γάλακτος είναι 1,03 g/ml και του νερού 1 g/ml, να βρεθεί πόσο νερό έχει αφαιρεθεί (Απ: 424 g ή 424 ml).

ΣΥΝΑΝΤΗΣΗ ΔΕΙΚΤΩΝ ΩΡΟΛΟΓΙΟΥ

Ρολόι δείχνει κάποια στιγμή 12 ώρες και 12 λεπτά. Μετά πόσο χρόνο απ’ τη θέση που βρίσκονται οι δύο δείκτες θα συναντηθούν; (Απ: 53,45 λεπτά).

ΡΟΛΟΙ ΠΟΥ ΠΑΕΙ ΠΙΣΩ

Ρολόι μένει πίσω 1′(min) κ 20”(sec) το 12ωρο. Αν το βάλουμε στην κανονική ώρα την πρωτοχρονιά, μετά από πόσες μέρες θα δείξει πάλι την κανονική ώρα, χωρίς να το διορθώσουμε; (Απ: μετά 270 μέρες).

ΒΑΘΜΟΛΟΓΙΑ ..ΕΠΙ ΠΛΗΡΩΜΗ

Κάποια μητέρα λέει στην κόρη της: “Για κάθε 20άρι που θα παίρνεις στη βαθμολογία θα σου δίνω 17,5 Euro, αλλά για κάθε 20άρι που δεν θα παίρνεις θα μου δίνεις 60 Euro.” Μετά από την επίδοση της βαθμολογίας 20 μαθημάτων, η κόρη κέρδισε 40 Euro. Σε πόσα μαθήματα πήρε 20άρι; (Απ: 16).

ΜΑΘΗΤΕΣ  ΣΕ ΣΕΙΡΕΣ ΚΑΙ.. ΣΤΗΛΕΣ

Αν οι μαθητές ενός σχολείου παραταχθούν κατά τετράδες, θα έχουμε 50 σειρές περισσότερες, απ’ ότι αν παραταχθούν σε εξάδες. Πόσοι είναι οι μαθητές; (Απ: 600).

ΤΡΕΙΣ ΒΡΥΣΕΣ..ΓΕΜΙΣΑΝ ΔΕΞΑΜΕΝΗ

Τρεις βρύσες α,β,γ γέμισαν σε 10 ώρες μια δεξαμενή που χωράει 3318 Kg νερό. Να υπολογιστεί η παροχή της κάθε βρύσης αν γνωρίζουμε ότι: Όσο νερό παρέχει η α σε 5 ώρες, τόσο παρέχει η β σε 4 ώρες, και ότι όσο παρέχει η β σε 5 ώρες τόσο παρέχει η γ σε 6 ώρες. (Απ: 100,8 Kg/h – 126 Kg/h – 105 Kg/h).

ΣΥΝΤΗΞΗ.. ΠΟΙΟΤΗΤΩΝ ΧΡΥΣΟΥ

Έχουμε χρυσάφι δύο ποιοτήτων. Αν τα συντήξουμε με αναλογία 13:7 παράγεται κράμα 18,60 καρατίων. Αν τα συντήξουμε σε αναλογία 8:17 παράγεται κράμα 17,28 καρατίων. Να βρεθεί ο τίτλος (καράτια) των δύο ποιοτήτων χρυσού. (Απ: 20 καράτια & 16καράτια).

ΝΑ ΡΙΞΕΙ ΧΡΥΣΌ η ΧΑΛΚΟ ?

Θέλει κάποιος κράμα χρυσού τίτλου 0,850 (85 % w/w). Συνέτηξε 354 γραμμάρια κράματος χρυσού τίτλου 0,750, με 246 γραμμάρια κράματος χρυσού τίτλου 0,950. Πόσο χρυσό ή χαλκό πρέπει να προσθέσει ώστε να πετύχει το κράμα που θέλει; (Απ: 72 γραμμάρια χρυσού).

ΑΝΑΜΙΞΗ ..ΖΩΟΤΡΟΦΩΝ

Για ένα είδος ζωοτροφής A, τα 150 Kg περιέχουν 35 Kg πρωτεϊνούχο μίγμα ισοδύναμο με 100 Kg αμύλου. Για ένα άλλο είδος ζωοτροφής Β, τα 120 Kg περιέχουν 15 kg πρωτεϊνούχο μίγμα ισοδύναμο με 100 Kg αμύλου. Πόσα Kg πρέπει να αναμιχθούν από το κάθε είδος ζωοτροφής, για να σχηματιστεί μίγμα 135 Kg που να περιέχει 25 Kg πρωτεϊνούχο μίγμα ισοδύναμο με 100 Kg αμύλου; (Απ: 75 Kg A – 60 Kg B).

ΚΙΝΗΤΟ ΠΑΕΙ..ΚΙ ΕΡΧΕΤΑΙ

Κινητό διανύει τα 0,6 μιας απόστασης με κανονική ταχύτητα v, και το υπόλοιπο της απόστασης με ταχύτητα μειωμένη κατά 60 %, και έτσι όλη η απόσταση διανύεται σε 6 ώρες και 20′(min). Κατά την επιστροφή, με ταχύτητα 1 Km/h μικρότερη της κανονικής v, διήνυσε την απόσταση σε 4 ώρες και 45′(min). Να βρεθεί η απόσταση και η κανονική ταχύτητα v. (Απ: 23,75 Km – 6 Km/h).prvteLοίχου με ταχύτητα 0,5 μέτρo/ώρα (m/h). Πόσες μέρες θα χρειαστεί η κάμπια για να ανέβει τον τοίχο; (Απ: 4,25 μέρες ή 102 ώρες).

ΔΥΣΤΡΟΠΗ ΧΥΤΡΑ

Ένα λίτρο (1 L) νερού δεν βράζει μέσα σε μια χύτρα όταν χρησιμοποιούμε ένα ηλεκτρικό θερμαντικό στοιχείο των 100 Watt. Αν C(H2O) =  4,18 KJ/(Kg.0C), πόσος χρόνος περνά για να ψυχθεί το νερό κατά 1 0C όταν σβήσουμε το θερμαντικό στοιχείο; (Απ:  42 sec περίπου).

ΤΟΥΒΛΟ

Ένα τούβλο ζυγίζει 1 Κιλό και μισό τούβλο. Πόσο ζυγίζει ολόκληρο το τούβλο σε Kg; Πόσο ζυγίζει ολόκληρο το τούβλο σε μισά τούβλα; (Απ: 2 – 2).

ΜΟΙΡΕΣ ΓΩΝΙΩΝ – ΠΡΩΤΑ ΚΑΙ ΔΕΥΤΕΡΑ ΛΕΠΤΑ..

Να υπολογιστεί σε μοίρες (0), πρώτα (‘) και δεύτερα (”) λεπτά, το μέγεθος της γωνίας φ = α –  β + γ  όπου α = 520  36′  12”     β = 12,6325 βαθμοί  γ = π/4 ακτίνια (rad). Δίδεται ότι 3600 = 400 βαθμοί = 2π rad  επίσης   10=60′ και  1’=60” (Απ: 86 14′  2,7”).

 

Κατηγορία MIND EXERCIZE | Δεν υπάρχουν σχόλια »

ΕΝΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΒΛΗΜΑ

Συγγραφέας: ΗΛΙΑΣ ΓΑΒΡΙΛΗΣ στις 22 Οκτωβρίου 2025

Τι είναι ένα μαθηματικό πρόβλημα; Για έναν μαθηματικό, ένα πρόβλημα είναι μια διερευνητική διαδικασία — μια δοκιμή της μαθηματικής πραγματικότητας για να δούμε πώς αυτή συμπεριφέρεται. Είναι ένας τρόπος να το «πειράξουμε» και να δούμε τι συμβαίνει. Έχουμε ένα κομμάτι μαθηματικής πραγματικότητας, το οποίο μπορεί να είναι μια διαμόρφωση σχημάτων, ένα αριθμητικό μοτίβο ή οτιδήποτε άλλο, και θέλουμε να καταλάβουμε τι το κάνει να χτυπά σαν τικ-τακ ρολογιού!  Τι κάνει και γιατί το κάνει; Έτσι αρχίζουμε να το “πειράζουμε” — απλώς όχι με τα χέρια μας, ούτε με ένα ραβδί. Πρέπει να το πειράζουμε με το μυαλό μας.

triangle

Όταν συνδέουμε κάθε κορυφή ενός τριγώνου με το μέσο της απέναντι πλευράς, τα τρία ευθύγραμμα τμήματα (διάμεσοι) φαίνεται να διέρχονται  από το ίδιο κοινό σημείο. Αν το δοκιμάσουμε αυτό σε μια μεγάλη ποικιλία τριγώνων, φαίνεται πάντα να συμβαίνει. Τώρα έχουμε ένα μυστήριο! Αλλά ας είμαστε πολύ σαφείς για το τι ακριβώς είναι το μυστήριο. Δεν έχει να κάνει με τα σχέδιά μας ή με το τι φαίνεται να συμβαίνει στο χαρτί. Το ερώτημα για το τι μπορούν ή δεν μπορούν να κάνουν τα τρίγωνα με μολύβι και χαρτί είναι επιστημονικό, και αναφέρεται στη φυσική πραγματικότητα. Αν το σχέδιό μας είναι πρόχειρο, για παράδειγμα, τότε οι γραμμές δεν θα συναντηθούν. Σίγουρα θα μπορούσαμε να κάνουμε ένα εξαιρετικά προσεκτικό σχέδιο και να το βάλουμε κάτω από ένα οπτικό μικροσκόπιο, αλλά τότε θα μαθαίναμε πολύ περισσότερα για τον γραφίτη του μολυβιού και τις ίνες χαρτιού παρά για τα τρίγωνα.

Το πραγματικό μυστήριο αφορά φανταστικά, υπερβολικά τα φανταστικά (τέλεια) για να υπάρχουν τρίγωνα, και το ερώτημα είναι αν αυτές οι τρεις τέλειες γραμμές συναντώνται σε ένα τέλειο σημείο στη μαθηματική πραγματικότητα. Κανένα μολύβι ή μικροσκόπιο δεν μας βοηθάει τώρα. (Αυτή είναι μια διάκριση που θα πρέπει πάντα νε έχουμε στο νου μας, πιθανόν και λίγο ενοχλητική.) Πώς λοιπόν θα απαντήσουμε σε ένα τέτοιο ερώτημα; Μπορεί ποτέ να γίνει κάτι γνωστό για τέτοια φανταστικά αντικείμενα; Ποια μορφή θα μπορούσε να πάρει μια τέτοια γνώση;

triangles

Πριν εξετάσουμε αυτά τα ζητήματα, ας αφιερώσουμε λίγο χρόνο για να απολαύσουμε απλώς το ίδιο το ερώτημα και να εκτιμήσουμε όσα λέγονται εδώ σχετικά με τη φύση της μαθηματικής πραγματικότητας.

Αυτό που έχουμε ανακαλύψει είναι μια συνωμοσία. Προφανώς, υπάρχει κάποια υποκείμενη (και μέχρι στιγμής άγνωστη) δομική αλληλεπίδραση που συμβαίνει αυτό. Νομίζω ότι αυτό είναι υπέροχο και επίσης λίγο τρομακτικό. Τι ξέρουν τα τρίγωνα που εμείς δεν το ξέρουμε; Μερικές φορές μας προκαλεί ζάλη όταν σκεφτόμαστε όλες τις όμορφες και βαθιές αλήθειες εκεί έξω που περιμένουν να ανακαλυφθούν και να συνδεθούν μεταξύ τους. Ποιο ακριβώς είναι λοιπόν το μυστήριο εδώ; Το μυστήριο είναι το γιατί!! Γιατί ένα τρίγωνο θα ήθελε να κάνει κάτι τέτοιο; Άλλωστε, αν ρίξουμε τρία ξυλάκια στην τύχη, συνήθως δεν συναντώνται σε ένα σημείο. διασταυρώνονται σε τρία διαφορετικά σημεία για να σχηματίσουν ένα μικρό τρίγωνο στη μέση. Δεν είναι αυτό που θα περιμέναμε να συμβεί;

hole triangles

Αυτό που ψάχνουμε είναι μια εξήγηση. Φυσικά, ένας λόγος για τον οποίο μια εξήγηση μπορεί να μην είναι διαθέσιμη είναι ότι απλώς δεν είναι αληθινή. Ίσως ξεγελάσαμε τους εαυτούς μας με ευσεβείς πόθους ή αδέξια σχέδια. Υπάρχει πολλή «ανοησία» στη φυσική πραγματικότητα, οπότε ίσως απλώς δεν μπορούσαμε να δούμε το μικρό τρίγωνο όπου τέμνονται οι γραμμές. Ίσως ήταν τόσο μικρό που χάθηκε ανάμεσα σε όλες τις μουτζούρες και τα ψίχουλα από μολύβια. Από την άλλη πλευρά, είναι σίγουρα το είδος του πράγματος που θα μπορούσε να είναι αληθινό. Έχει πολλά στοιχεία που αναζητούν οι μαθηματικοί: φυσικότητα, κομψότητα, απλότητα και μια ορισμένη αναπόφευκτη ποιότητα. Άρα πιθανότατα είναι αλήθεια. Αλλά και πάλι, το ερώτημα είναι γιατί;

Και εδώ έρχεται η τέχνη. Για να εξηγήσουμε, πρέπει να δημιουργήσουμε κάτι. Συγκεκριμένα, πρέπει με κάποιο τρόπο να κατασκευάσουμε ένα επιχείρημα – ένα σκεπτικό που θα ικανοποιήσει την περιέργειά μας ως προς το γιατί συμβαίνει αυτή η συμπεριφορά. Αυτή είναι μια πολύ δύσκολη υπόθεση. Καταρχάς, δεν αρκεί να σχεδιάσουμε ή να κατασκευάσουμε μια δέσμη φυσικών τριγώνων και να δούμε ότι το κοινό σημείο λίγο-πολύ λειτουργεί για αυτά. Αυτή δεν είναι εξήγηση. Είναι περισσότερο μια «κατά προσέγγιση – επαλήθευση». Το δικό μας είναι ένα πολύ πιο σοβαρό φιλοσοφικό ζήτημα.

Χωρίς να γνωρίζουμε γιατί οι γραμμές συναντώνται σε ένα κοινό σημείο, πώς μπορούμε να γνωρίζουμε ότι όντως συναντώνται; Σε αντίθεση με τη φυσική πραγματικότητα, δεν υπάρχει τίποτα να παρατηρήσουμε. Πώς θα μάθουμε ποτέ οτιδήποτε για μια καθαρά φανταστική πραγματικότητα; Δεν έχει τόσο μεγάλη σημασία τι είναι αληθινό. Έχει σημασία γιατί είναι αληθινό!. Το γιατί είναι το τι.

Όχι ότι προσπαθώ να υποβαθμίσω την αξία των συνηθισμένων αισθήσεών μας – κάθε άλλο. Χρειαζόμαστε απεγνωσμένα κάθε είδους βοήθεια για τη διαίσθηση και τη φαντασία μας: σχέδια, μοντέλα, ταινίες, οτιδήποτε μπορούμε να βρούμε. Απλώς πρέπει να καταλάβουμε ότι τελικά αυτά τα πράγματα δεν είναι πραγματικά το θέμα της συζήτησης και δεν μπορούν πραγματικά να μας πουν την αλήθεια για τη μαθηματική πραγματικότητα.

Έτσι, τώρα βρισκόμαστε πραγματικά σε μια δύσκολη θέση. Ανακαλύψαμε αυτό που νομίζουμε ότι μπορεί να είναι μια όμορφη αλήθεια και τώρα πρέπει να το αποδείξουμε. Αυτό κάνουν οι μαθηματικοί και αυτό ελπίζω να απολαμβάνετε να κάνετε και εσείς οι ίδιοι.

Είναι κάτι εξαιρετικά δύσκολο; Ναι, είναι. Υπάρχει κάποια συνταγή ή μέθοδος που πρέπει να ακολουθήσουμε; Όχι, δεν υπάρχει. Αυτή είναι η αφηρημένη τέχνη, απλή και καθαρή. Και η τέχνη είναι πάντα ένας αγώνας. Δεν υπάρχει συστηματικός τρόπος για να δημιουργηθούν όμορφοι και ουσιαστικοί πίνακες ή γλυπτά, και δεν υπάρχει επίσης μέθοδος για την παραγωγή όμορφων και ουσιαστικών μαθηματικών επιχειρημάτων. Συγγνώμη. Τα μαθηματικά είναι το πιο δύσκολο πράγμα που υπάρχει και αυτός είναι ένας από τους λόγους που αρκετοί τα αγαπούν.
Δεν μπορούν νν δοθούν συνταγές πώς να το κάνετε, και δεν πρόκειται να σας κρατήσουν το χέρι ούτε να σας δώσουν ένα σωρό συμβουλές ή λύσεις. Αν θέλετε να ζωγραφίσετε μια εικόνα από την καρδιά σας, δεν υπάρχει «ζωγραφιά απαντήσεων» στο πίσω μέρος του καμβά. Αν εργάζεστε σε ένα πρόβλημα και είστε κολλημένοι και πονάτε, τότε καλώς ήρθατε στην ομάδα. Ούτε οι έμπειροι μαθηματικοί ξέρουν πώς να λύσουν τα προβλήματα με τα οποία καταπιάνονται. Αν το ήξεραν, δεν θα ήταν πια προβλήματα! Πάντα εργαζόμαστε στην άκρη του αγνώστου, και πάντα είμαστε κολλημένοι. Μέχρι να έχουμε μια σημαντική ανακάλυψη. Και θα να έχετε πολλές τέτοιες!! – είναι ένα απίστευτο συναίσθημα. Αλλά δεν υπάρχει ειδική διαδικασία για να κάνεις μαθηματικά. Απλώς πρέπει να σκεφτόμαστε πολύ και να ελπίζουμε ότι η έμπνευση θα έρθει να μας συναντήσει.

Δεν είμαστε όμως αφημένοι στη μέση της ζούγκλας. Την ευφυΐα του και την περιέργειά του θα πρέπει κάποιος να τα εξασφαλίσει μόνος του — αυτά θα είναι η ματσέτα και η καντίνα του. Αλλά ίσως μπορούμε να πάρουμε και μια πυξίδα με τη μορφή μερικών γενικών συμβουλών.

 

 

Κατηγορία MIND EXERCIZE, ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ | Δεν υπάρχουν σχόλια »

MIND EXERCISE – ΣΦΑΙΡΑ ΕΓΓΕΓΡΑΜΜΕΝΗ ΣΕ ΚΥΒΟ

Συγγραφέας: ΗΛΙΑΣ ΓΑΒΡΙΛΗΣ στις 30 Σεπτεμβρίου 2025

SPHERE INSCRIBED IN A CUBE

Αριστερά έχουμε μια όμορφη εικόνα σφαίρας εγγεγραμμένης σε κύβο. Η εικόνα έχει δημιουργηθεί και υποστεί επεξεργασία στον υπολογιστή μας.  Δεν χρειαζόμαστε όμως υπολογιστή για να λύσουμε το παρακάτω πρόβλημα:

inscribed sphereinsc sph

Υποθέτουμε ότι οι ακμές του κύβου, είναι τέλειες γεωμετρικές γραμμές χωρίς πάχος και ότι η σφαίρα εφάπτεται στις έδρες του κύβου, και επίσης ότι το μήκος κάθε ακμής είναι δύο μονάδες μήκους (d = 2). Μνημονικά τοποθετήστε μια άλλη σφαίρα στη γωνία του κύβου, ώστε να εφάπτεται στην προηγούμενη σφαίρα, και στις 3 έδρες της γωνίας. Συνεχίζουμε να το κάνουμε αυτό διαρκώς και  επ’ άπειρον επαναλαμβανόμενοι. Αν η ακτίνα της αρχικής σφαίρας είναι r1 = 1, τότε πόση είναι η τιμή μήκους r1990 = ? της χιλιοστής εννιακοσιοστής ενενηκοστής ακτίνας;

Αν η διάμετρος της αρχικής σφαίρας είναι d1 = 2, ποιο είναι το άθροισμα των διαμέτρων όλων των σφαιρών, που μπορούν να πακεταριστούν σε μια γωνία;

Απ: r1990 = [(√3-1)/(√3+1)]1990 και  Σ = d1/(1-q) όπου d1 = 2 και q = (√3-1)/(√3+1).

ΑΠΑΝΤΗΣΗ

sphere paste 1

Το σχήμα δείχνει τη διαγώνια τομή του κύβου, με τις εγγεγραμμένες σφαίρες. Τα τρίγωνα Ο1Ο2Μ1 και ΑΟ1D1 είναι όμοια. Επίσης όμοια είναι τα τρίγωνα Ο3Ο2Μ1 και ΑΟ1Dκοκ… Σημειωτέον ότι:

ΑΟ1 = 31/2    Ο1D1 = r1 = 1   και   Ο1Ο2 = r1 + r2   Ο1Ο3 = r1 + r3 κοκ..

1Ο21Μ1) = (ΑΟ11D1) = √3 και

3Ο22Μ2) = (ΑΟ11D1) = √3

Δηλαδή έχουμε: (r1 + r2)/(r1 – r2) = √3  και

(r3 + r2)/(r3 – r2) = √3

Από τις τελευταίες σχέσεις παίρνουμε ότι:

r2 = r1 (√3-1)/(√3+1)

r3 = r2 (√3-1)/(√3+1) = r2 [(√3-1)/(√3+1)]2  κοκ…

Η διαδικασία αυτή μπορεί να συνεχιστεί επ’ άπειρον.. οπότε:

r1990 = [(√3-1)/(√3+1)]1990

Το άθροισμα όλων των διαμέτρων, μπορεί να βρεθεί χρησιμοποιώντας τον τύπο του αθροίσματος απείρων όρων γεωμετρικής προόδου με παράγοντα  /q/ < 1  οπότε:

Σ = d1/(1-q) όπου d1 = 2 και q = (√3-1)/(√3+1).

Βεβαίως το ίδιο αποτέλεσμα μπορεί να βρεθεί χωρίς να κάνουμε υπολογισμούς, απλά διαπιστώνοντας ότι οι άπειρη σειρά των διαμέτρων συγκλίνει στη μισή διαγώνιο του κύβου συν την ακτίνα της πρώτης σφαίρας!

Κατηγορία MIND EXERCIZE | Δεν υπάρχουν σχόλια »