Математика — очень интересный предмет. Хотите узнать несколько интересных и удивительных фактов о математике? Тогда этот пост для вас.
Интересные факты о математике
1. За сколько ходов можно собрать кубик Рубика из любой позиции?
Стандартный кубик Рубика можно собрать из любой позиции не более чем за 20 ходов. Математическое обоснование этого получило название алгоритм Бога, а максимальное количество ходов в таком алгоритме — число Бога. Аналогичные числа можно высчитать и для других перестановочных головоломок: например, пятнашки могут быть решены за 80 ходов.
2. Какой математический парадокс можно проиллюстрировать эмиграцией?
Феномен Уилла Роджерса описывает ситуацию, когда перемещение элемента из одного множества в другое увеличивает среднее значение обоих множеств. Это может показаться парадоксальным, но всё встаёт на свои места, если представить два набора чисел, где любой элемент первого больше любого элемента второго. Название парадокса возникло от приписанной комику Уиллу Роджерсу шутки о том, что жители Оклахомы, переезжающие в Калифорнию, повышают средний интеллект обоих штатов. Известно повторение этой фразы про новозеландцев, эмигрирующих в Австралию, из уст премьер-министра Новой Зеландии Роберта Малдона.
3. Зачем футболист «Интера» рисовал плюсик между цифрами своего игрового номера?
Перейдя в 1998 году в «Интер», Роберто Баджо попросил себе любимый 10 номер. Роналдо уступил его, но потребовал майку с 9 номером, под которым выступал чилиец Иван Саморано. Тот взял номер 18, однако нарисовал на майках плюсик между единицей и восьмёркой.
4. Какой математик сделал из своего имени фрактал?
Создатель фрактальной геометрии и самого понятия «фрактал» Бенуа Мандельброт часто подписывался как Benoit B. Mandelbrot, хотя от рождения у него не было среднего имени. Сокращение B. математик расшифровывал как Benoit B. Mandelbrot, то есть превратил своё собственное имя в бесконечный фрактал.
5. Что происходит с параллельными прямыми в геометрии Лобачевского?
По распространённому мнению, в геометрии Лобачевского параллельные прямые пересекаются. На самом деле, они не могут пересекаться ни в какой геометрии в силу самого определения параллельности. Главным же отличием геометрии Лобачевского от евклидовой является то, что через точку, не лежащую на данной прямой, можно провести не одну, а по крайней мере две не пересекающих её прямых, находящихся в той же плоскости.
6. Какое множество чисел равняется единице в Великобритании в юридическом смысле?
В Великобритании в юридическом смысле к единице отнесены все числа, большие 0,5 и меньшие 1,5. Поводом для такого решения стало судебное разбирательство между двумя фармацевтическими компаниями. Одна из них владеет патентом на средство для заживления ран с содержанием ионов серебра от 1 до 25% массы лекарства, а другая выпустила подобное средство, которое включает 0,77% таких ионов. Ранее в подобных случаях за единицу принимались числа, большие 0,95, однако суд при рассмотрении дела обнаружил асимметрию в определении, постановил считать единицей всё в интервале от 0,5 до 1,5 и тем самым удовлетворил иск о нарушении патента.
7. Какое направление мысленной числовой линии является врождённым?
Взрослые люди располагают числа по возрастанию на мысленной числовой линии так, как привыкли писать: мы — слева направо, а, например, арабы — справа налево. Однако эксперименты с ещё не владеющими письмом младенцами показывают, что врождённое представление об ориентации числовой оси — всё-таки слева направо. Более того, эта же ориентация, видимо, свойственна и для других животных. Маленьких цыплят научили находить пищу за экраном с 5 квадратиками, а потом предлагали два других одинаковых экрана. Если на них было по 2 квадрата, большинство цыплят шли к левому экрану, а если по 8 — к правому, и результаты эксперимента подтвердились также для чисел 20, 8 и 32.
8. Картины какого художника соответствуют математическому описанию турбулентных потоков?
Математики, исследовавшие картины Ван Гога, пришли к выводу, что завихрения на некоторых его полотнах довольно точно описывают невидимые для глаза турбулентные потоки воздуха. Это выражается в том, что большая или меньшая яркость точек на картинах пропорциональна скоростям точек потока в соответствующих координатах при математическом моделировании турбулентности. Учёные также отмечают, что подобные картины, в том числе знаменитая «Звёздная ночь», писались Ван Гогом в периоды психической нестабильности.
9. Какая рекламная кампания провалилась из-за математической неграмотности американцев?
В начале 1980-х годов сеть ресторанов быстрого питания A&W запустила масштабную рекламную кампанию своего гамбургера. В отличие от похожего сэндвича в 1/4 фунта из Макдоналдс, гамбургер A&W весил 1/3 фунта и стоил чуть дешевле, а покупатели говорили, что он вкуснее. Несмотря на всё это, кампания провалилась. Позже A&W провела исследование и выявила причину: многие клиенты не понимали истинного значения дробных чисел. Предложение казалось им невыгодным, так как 3 меньше 4.
10. Какие овощи имеют соцветия в виде фракталов?
Соцветия капусты сорта романеско представляют собой фракталы. Бутоны растения описываются логарифмической спиралью и состоят из более мелких бутонов, тоже закрученных подобным образом. Эта самоподобная структура повторяется несколько раз.
11. Почему у Канторовича не получилось оптимизировать производство на советском заводе?
Леонид Канторович, единственный отечественный обладатель Нобелевской премии по экономике, в конце 1940-х годов предложил Ленинградскому вагоностроительному заводу с помощью математических методов оптимизировать раскрой стальных листов. После их внедрения производство продукции значительно увеличилось, однако вскоре руководство завода получило партийный выговор и прекратило сотрудничество с математиками. Оказалось, что, во-первых, из-за резкого уменьшения стальных отходов завод не выполнил план по сдаче металлолома. Во-вторых, план по выпуску на следующий год вышестоящие инстанции ещё увеличили, но завод не смог обеспечить этот прирост вследствие уже состоявшейся полной оптимизации процесса.
12. Какие оценки по математике получал Эйнштейн в школе?
Чистая математика — это в своем роде поэзия логических идей.
Во многих источниках, зачастую с целью ободрения плохо успевающих учеников, встречается утверждение, что Эйнштейн завалил в школе математику или, более того, вообще учился из рук вон плохо по всем предметам. На самом деле всё обстояло не так: Альберт ещё в раннем возрасте начал проявлять талант в математике и знал её далеко за пределами школьной программы. Позднее Эйнштейн не смог поступить в Швейцарскую высшую политехническую школу Цюриха, показав высшие результаты по физике и математике, но не добрав нужное количество баллов в других дисциплинах. Подтянув эти предметы, он через год в возрасте 17 лет стал студентом данного заведения.
13. Какова вероятность получения одинаковых колод карт после перемешивания?
Каждый раз, когда вы перемешиваете колоду, вы создаёте последовательность карт, которая с очень высокой степенью вероятности никогда не существовала во Вселенной. Количество комбинаций в стандартной игральной колоде равно 52!, или 8×1067. Чтобы достичь хотя бы 50% вероятности получить комбинацию второй раз, нужно сделать 9×1033 перемешиваний. А если гипотетически заставить всё население планеты за последние 500 лет непрерывно мешать карты и каждую секунду получать новую колоду, в итоге получится не более 1020 разных последовательностей.
14. Почему возникла десятичная система счисления?
Используемая нами десятичная система счисления возникла по причине того, что у человека на руках 10 пальцев. Способность к абстрактному счёту появилась у людей не сразу, а использовать для счёта именно пальцы оказалось удобнее всего. Цивилизация майя и независимо от них чукчи исторически использовали двадцатичную систему счисления, применяя пальцы не только рук, но и ног. В основе распространённых в древних Шумере и Вавилоне двенадцатеричной и шестидесятиричной систем тоже было использование рук: большим пальцем отсчитывались фаланги других пальцев ладони, число которых равно 12.
15. Какие насекомые способны разговаривать и выполнять простейшие арифметические действия?
Муравьи способны объяснять друг другу путь к пище, умеют считать и выполнять простейшие арифметические действия. Например, когда муравей-разведчик находит еду в специально сконструированном лабиринте, он возвращается и объясняет, как пройти к ней, другим муравьям. Если в это время заменить лабиринт на аналогичный, то есть убрать феромоновый след, сородичи разведчика все равно найдут пищу. В другом эксперименте разведчик ищет в лабиринте из многих одинаковых ответвлений, и после его объяснений другие насекомые сразу бегут к обозначенному ответвлению. А если сначала приучить разведчика к тому, что пища с большей вероятностью будет находиться в 10, 20 и так далее ответвлениях, муравьи принимают их за базовые и начинают ориентироваться, прибавляя или отнимая от них нужное число, то есть используют систему, аналогичную римским цифрам.
16. Чем пожертвовала Софья Ковалевская ради возможности заниматься наукой?
Чтобы получить возможность заниматься наукой, Софье Ковалевской пришлось заключить фиктивный брак и уехать из России. В то время российские университеты просто не принимали женщин, а чтобы эмигрировать, девушка должна была иметь согласие отца или мужа. Так как отец Софьи был категорически против, она вышла замуж за молодого учёного Владимира Ковалевского. Хотя в итоге их брак стал фактическим, и у них родилась дочь.
17. Кто и когда выиграл джек-пот лотереи, просто перебрав все возможные комбинации чисел?
В феврале 1992 года состоялся розыгрыш лотереи Вирджинии «6 из 44», где джек-пот составлял 27 миллионов долларов. Число всех возможных комбинаций в таком виде лотереи было чуть выше 7 миллионов, а каждый билет стоил 1 доллар. Предприимчивые люди из Австралии создали фонд, собрав по 3 тысячи долларов от 2500 человек, купили нужное число бланков и вручную заполнили их различными комбинациями цифр, получив после выплаты налогов тройную прибыль.
18. Кто стал профессором математики, не имея математического образования после средней школы?
Стивен Хокинг — один из крупнейших физиков-теоретиков и популяризатор науки. В рассказе о себе Хокинг упомянул, что стал профессором математики, не получая никакого математического образования со времён средней школы. Когда Хокинг начал преподавать математику в Оксфорде, он читал учебник, опережая собственных студентов на две недели.
19. Какой закон распределения цифр позволяет проверять на достоверность финансовые данные?
Существует математический закон Бенфорда, который гласит, что распределение первых цифр в числах каких-либо наборов данных из реального мира неравномерно. Цифры от 1 до 4 в таких наборах (а именно статистика рождаемости или смертности, номера домов и т.п.) на первой позиции встречаются гораздо чаще, чем цифры от 5 до 9. Практическое применение этого закона заключается в том, что по нему можно проверять на достоверность бухгалтерские и финансовые данные, результаты выборов и многое другое. В некоторых штатах США несоответствие данных закону Бенфорда даже является формальной уликой в суде.
20. Какой математик точно предсказал день своей смерти с помощью арифметической прогрессии?
Английский математик Абрахам де Муавр в престарелом возрасте однажды обнаружил, что продолжительность его сна растёт на 15 минут в день. Составив арифметическую прогрессию, он определил дату, когда она достигла бы 24 часов — 27 ноября 1754 года. В этот день он и умер.
21. Как связаны между собой шахматы, рис и разорение?
Известно много притч о том, как один человек предлагает другому расплатиться с ним за некоторую услугу следующим образом: на первую клетку шахматной доски тот положит одно рисовое зёрнышко, на вторую — два и так далее: на каждую следующую клетку вдвое больше, чем на предыдущую. В результате тот, кто расплачивается таким образом, непременно разоряется. Это неудивительно: подсчитано, что общий вес риса составит более 460 миллиардов тонн.
22. Где пытались законодательно округлить число Пи?
В штате Индиана в 1897 году был выпущен билль, законодательно устанавливающий значение числа Пи равным 3,2. Данный билль не стал законом благодаря своевременному вмешательству профессора университета.
23. Какой математик постигал основы науки по обоям в комнате?
Софья Ковалевская познакомилась с математикой в раннем детстве, когда на её комнату не хватило обоев, вместо которых были наклеены листы с лекциями Остроградского о дифференциальном и интегральном исчислениях.
24. Какая игра связана с числом дьявола?
Сумма всех чисел на рулетке в казино равняется числу зверя — 666. Из-за этого факта рулетку иногда называют «чёртовым колесом».
25. Кто решил сложную математическую проблему, приняв её за домашнее задание?
Американский математик Джордж Данциг, будучи аспирантом университета, однажды опоздал на урок и принял написанные на доске уравнения за домашнее задание. Оно показалось ему сложнее обычного, но через несколько дней он смог его выполнить. Оказалось, что он решил две «нерешаемые» проблемы в статистике, над которыми бились многие учёные.
26. Когда празднуют день числа Пи?
У числа Пи есть два неофициальных праздника. Первый — 14 марта, потому что этот день в Америке записывается как 3.14. Второй — 22 июля, которое в европейском формате записывается 22/7, а значение такой дроби является достаточно популярным приближённым значением числа Пи.
27. Каким сверлом можно просверлить квадратное отверстие?
Треугольник Рёло — это геометрическая фигура, образованная пересечением трёх равных кругов радиуса a с центрами в вершинах равностороннего треугольника со стороной a. Сверло, сделанное на основе треугольника Рёло, позволяет сверлить квадратные отверстия (с неточностью в 2%).
28. Почему Нобелевская премия не вручается за достижения в математике?
Бытует мнение, что Альфред Нобель не включил математику в список дисциплин своей премии из-за того, что его жена изменила ему с математиком. На самом деле Нобель никогда не был женат. Настоящая причина игнорирования математики Нобелем неизвестна, но есть несколько предположений. Например, на тот момент уже существовала премия по математике от шведского короля. Другое — математики не делают важных изобретений для человечества, так как эта наука имеет чисто теоретический характер.
29. Как проверить подлинность купюры евро по серийному номеру?
Подлинность купюры евро можно проверить по её серийному номеру, состоящему из буквы и одиннадцати цифр. Нужно заменить букву на её порядковый номер в латинском алфавите, сложить это число с остальными, затем складывать цифры результата, пока не получим одну цифру. Если эта цифра — 8, то купюра подлинная. Ещё один способ проверки заключается в подобном складывании цифр, но без буквы. Результат из одной буквы и цифры должен соответствовать определённой стране, так как евро печатают в разных странах. Например, для Германии это X2.
30. Вселенная недостаточно велика для Googolplex
«Гуголплекс» равен 10 гугол, или 10 в степени 10 в степени 100. В нашей известной вселенной недостаточно места, чтобы записать это на бумаге. Если вы попытаетесь подсчитать эту сумму на компьютере, вы никогда не получите ответа, потому что у него недостаточно памяти.
31. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 = 100
… но не с этими запятыми. Есть как минимум три различных способа использовать числа от 1 до 9 в указанном порядке без умножения или деления, чтобы получить 100:
Способ 1:
123 + 4-5 + 67-89 = 100.
Способ 2:
123 — 4 — 5 — 6 — 7 + 8 — 9 = 100.
Способ 3:
1 + 23 — 4 + 5 + 6 + 78 — 9 = 100.
Спорим, ты найдешь Способ 4…
