- Эти треугольники замечательны тем, - продолжал капитан, - что как меньшие, так и большие катеты у обоих одинаковой длины. Вот и надо доказать, что при этом треугольники равны между собой.
Я чуть было не брякнул, что это очень просто, но капитан остановил меня.
- Первым делом, - сказал он, - надо определить, что такое равные треугольники. Ведь прежде чем что-либо доказывать, надо знать, что собираешься доказать. Так вот. Если ты возьмёшь два треугольника, наложишь их аккуратно один на другой и они в точности совпадут, то такие треугольники и называются равными.
Я тут же решил вырезать один из нарисованных треугольников, а потом наложить его на другой, но капитан сказал, что это будет не доказательство теоремы, а кит знает что.
Во-первых, нам может только показаться, что треугольники совпали, потому что зрение наше несовершенно. Но если даже треугольники совпадут в точности, мы докажем лишь то, что равны только эти треугольники. А теорема должна быть справедливой не для двух, а для всех прямоугольных треугольников, у которых катеты соответственно равны.
- А для этого, друзья, - закончил капитан, - нужно уметь рассуждать. Думать надо, думать!
Ничего не поделаешь, придётся немножко и подумать.
- Начнём доказательство со слов: "Допустим, что...", - сказал капитан. - Допустим, что я мысленно (обратите внимание - мысленно!) накладываю вершину прямого угла одного треугольника на вершину прямого угла второго - точку А на точку а. А потом осторожно накладываю друг на друга два равных катета. Как вы думаете, совпадут концы этих катетов или нет? Совпадут точки В и в?
- Совпадут, - ответил Пи, - ведь катеты эти одинаковой длины.
- Верно. Теперь допустим, что эти катеты крепко-накрепко склеились. Наложатся друг на друга два других катета? Думайте, думайте!
- Ясно, наложатся, - ответил я. - Углы между катетами у обоих треугольников прямые - значит, одинаковые, по 90 градусов, длины катетов тоже одинаковые.
- Ты делаешь успехи, Нулик! - похвалил капитан. - Итак, логика помогла нам выяснить, что катеты обоих треугольников накрепко склеились. Остаётся установить, совпали гипотенузы или нет.
Мы с Пи понимали, что гипотенузы должны совпасть, но капитан потребовал, чтобы мы это до-ка-за-ли! Да, нелёгкая это работа - из болота тащить бегемота! Хорошо, капитан дал наводящий вопрос: все ли вершины треугольника совпали?
- Все! - сказал Пи.
- Значит, - сообразил я, - совпали и гипотенузы ВС и вс!
Капитан прищурился:
- Ой ли? А из чего это следует?
Из чего? Ах я чудак этакий! Да из аксиомы! Аксиомы о том, что через две точки можно провести только одну прямую!
- Логично, - согласился капитан. - Теперь теорема доказана: треугольники в точности наложились один на другой. Стало быть, они равны между собой.
Ура! Да здравствуют аксиомы!!
ПОСТОЯННЫЕ ОТНОШЕНИЯ
4 нуляля
Какие чудные имена бывают у островов! Как вам, например, нравится такое - "Остров Отношений"? Мы с коком чуть со смеху не лопнули, когда услышали, что так называется нынешняя наша стоянка. Добро бы ещё это был Остров Добрых Отношений или, на худой конец, Остров Плохих Отношений... А то просто отношений - и всё тут!
Но капитан сказал, что остров этот ни к добрым, ни к плохим отношениям отношения не имеет. Это остров отношений математических.
Мы, конечно, потребовали объяснений и, как всегда, своё получили.
- Смотрите, - сказал капитан. И написал на листе блокнота вот что:
6 : 2 = 3
Ну, мы сразу поняли, что это пример на деление.
- Верно, - сказал капитан, - но тот же самый пример на деление можно рассматривать как пример на отношение чисел. Разделив шесть на два, мы выясним, как эти числа относятся друг к Другу.
- Ага! - обрадовался я. - Значит, у чисел всё-таки есть какие-то отношения!
- Разумеется, - подтвердил капитан, - но не добрые и плохие, а числовые. И если у нас с тобой отношения могут меняться в зависимости от твоего поведения (сегодня - хорошие, завтра - плохие), то у чисел они никогда не меняются. Отношение шести к двум всегда равно трём, десяти к двум - пяти, тридцати шести к четырём - девяти...
- Значит, разные числа относятся друг к другу по-разному? - сообразил Пи.
- Не всегда, - сказал капитан. - В том-то и дело, что есть много пар разных чисел, которые относятся друг к другу совершенно одинаково. Отношение шести к двум равно трём. Но ведь трём равно и отношение двенадцати к четырём, восемнадцати к шести, ста двадцати к сорока. Таких пар можно подобрать сколько угодно. Соединим два таких отношения знаком равенства и получим пропорцию:
6 : 2 = 12 : 4
Ведь пропорция как раз и есть равенство двух отношений, а числа, образующие пропорцию, называются соответственно пропорциональными.
Капитан хотел сказать ещё что-то, но я спросил: что значит "соответственно"?
- А то, - объяснил капитан, - что делимые двух отношений пропорциональны их делителям. 6 и 12 пропорциональны 2 и 4.
Ничего не скажешь, всё понятно, но, по совести, скучновато. Во всяком случае, после рассказа капитана ничего интересного от острова Отношений мы не ждали. И напрасно.
Не успели мы сойти на берег, как тут же попали в кино и с удовольствием посмотрели весёлый приключенческий фильм "Великолепная Восьмёрка". Правда, какое отношение к числовым отношениям имеет кино, мы поначалу не уловили, но оказалось, что самое непосредственное.
Кинолента состоит из крохотных кадров, а на экране те же кадры мы видим увеличенными во много-много раз. Но самое главное здесь в том, что числовое отношение всех размеров изображения остаётся при этом точно таким же, как и на плёнке.
На плёнке изображён дом. Высота его, допустим, 8 миллиметров, ширина 4. На экране же высота этого дома стала 80 сантиметров, а ширина - 40. Дом вырос в 100 раз. Но отношение его высоты к ширине ничуть от этого не изменилось. Все размеры его соответственно пропорциональны размерам на плёнке. Стало быть, на экране мы видим точное подобие того, что есть на киноленте. Вот почему изображения, все размеры которых соответственно пропорциональны, называются подобными.
Мы, разумеется, тут же предположили, что раз существуют изображения подобные, значит, должны быть какие-то бесподобные.
- Выдумщики! - засмеялся капитан.
Он сказал, что бесподобных изображений в математике нет, зато есть не подобные, и повёл нас... в комнату смеха.
Да, да. На Острове Отношений тоже есть комната смеха. Как в нашем парке культуры и отдыха. Здесь, как водится, понаставлены всякие зеркала. В одном ты - кубышка, поперёк себя толще, в другом - длиннющая жердь.
Я очень люблю смотреться в такие зеркала и каждый раз хохочу до упаду. Только прежде я смеялся просто так, а сегодня понял, что меня смешит. Я смеюсь оттого, что вместо подобной себе фигуры вижу не подобную, не пропорциональную, то есть такую фигуру, где привычное соотношение всех частей тела изменено, нарушено.
Но для чего всё-таки нужны все эти подобия и неподобия, пропорциональности и непропорциональности? Зачем их изучают? Да затем, что без правильных пропорций не создашь ничего путного.
Когда архитектор строит дом, он заботится не только о его прочности и удобстве, но и о том, чтобы на него приятно было смотреть. А приятно смотреть на такое здание, где всё соразмерно, где найдены правильные, красивые пропорции. Конечно, найти их нелегко. Для этого надо быть не только хорошим строителем, но и художником, то есть обладать чувством прекрасного.
Капитан сказал, что чувство это было в высшей степени свойственно древним грекам. Недаром же созданные ими статуи до сих пор остаются недосягаемым образцом в искусстве, точно так же как древнегреческие здания - в архитектуре. И происходит это потому, что греки нашли совершенные, идеальные соотношения между частями человеческого тела. Точно так же умели они находить правильные соотношения между частями зданий. Потому-то найденные ими пропорции называют классическими...
- А почему сейчас архитекторы не строят таких классических зданий? спросил я.
- Да потому, - сказал капитан, - что всё хорошо в своё время. Мы можем любоваться древнегреческими строениями, но повторять их сейчас было бы глупо. То, что прекрасно, должно быть ещё и удобно Ведь древние греки жили совсем не так, как мы. У них были иные потребности. Им не нужны были, например, высотные здания, да они и не сумели бы их построить. Кроме того, напрасно ты думаешь, что в наше время классические пропорции забыты. Они используются и в современных зданиях, хотя и не всегда. Потому что рядом со старыми возникают новые соотношения, новые пропорции... Всё на свете меняется. В том числе и понятие прекрасного.
- Нет, - заявил я, - кое-что всё-таки остаётся неизменным. Это отношения чисел. Ведь шесть, делённое на два, всегда равно трём!
ИГРА ИЛИ НАУКА?
5 нуляля
Мы с коком гуляли по палубе и смотрели, как Фрегат пробирается среди бесчисленных островов, стараясь их не задеть. Посреди каждого острова на высоком шесте развевался флаг. А на флагах были написаны разные цифры. Только написаны они были как-то странно: одна цифра под другой, а между ними - чёрточка:
, , , , ...
Капитан сказал, что так математики записывают дробные числа. Оказывается, числа бывают не только целые. Стоит целое число раздробить на части - и получаются дроби.
Кок сказал, что он-то хорошо знает, как дробить на части. На судне не осталось ни одной целой чашки.
Капитан объяснил нам, что дроби, которые меньше единицы, называются правильными. На флагах этих островов написаны только правильные дроби. Число над чёрточкой называется числителем дроби, число под чёрточкой знаменателем дроби. Знаменатель показывает, на сколько частей разделён числитель. Например, дробь показывает, что от единицы взята третья часть. И читается эта дробь так: одна треть.
У правильной дроби числитель всегда меньше знаменателя, а у неправильной - больше.
Значит, есть дроби, которые больше единицы? Да, есть. Если разделить пять на два, получится неправильная дробь - пять вторых. А это всё равно что два с половиной, и записывается так: Вот и выходит, что неправильная дробь больше единицы.
- А теперь, - сказал капитан, - посмотрите направо. Перед вами Залив Десятичных Дробей.
Да, оказывается, есть и такие дроби. Это те, у которых знаменатель всегда либо десять, либо сто, либо тысяча... Словом, число, которое делится на десять без остатка.
Коку это очень понравилось, и он заявил, что теперь будет бить чашки только на десятичные осколки.
- А записывать это буду так, - добавил он,
, ,
Верно?
- И верно, и неверно, - ответил капитан. - Десятичные дроби принято записывать иначе, в строчку. Если число больше единицы, целую часть его отделяют от дробной запятой. А если число меньше единицы, то перед запятой ставят нуль.
- А где же пишут знаменатель? - спросил я.
- Знаменателя совсем не пишут, - ответил капитан, - его подразумевают. Дело в том, что у десятичных дробей, как и у целых чисел, есть разряды. Первый знак после запятой справа указывает, сколько десятых долей в числе, второй - сколько сотых, третий - сколько тысячных, и так далее. Вот, например, 0,2 читается так: две десятых. А 0,02 - две сотых...
Под конец капитан попросил нас прочитать такое число: 0,023.
Я ответил, что это очень легко: нуль целых, нуль десятых, две сотых и три тысячных. Капитан страшно удивился:
- Зачем же читать по складам, когда можно сразу: двадцать три тысячных. Если после запятой число состоит из трёх цифр, значит, подразумевается, что это число надо разделить на тысячу. Вот и всё. А теперь идите-ка чистить картошку.
Мы с коком уселись на корме и принялись за дело. Трудиться здесь приходится вовсю.
Неожиданно похолодало, пошёл снег. Он лез в глаза, мешал работать, и я решил подождать, пока он кончится.
Вдруг - тррррррах! Гром. Один удар, другой, третий... Сверкают молнии. А снег всё идёт. Снег и гроза? Невероятно!!
- А что значит невероятно? - спросил кок.
- Невероятно, - пояснил я, - это когда совсем невозможно.
- Как же невозможно, когда гремит? - засмеялся Пи.
- Это просто случайно. А вообще не бывает.
Тут появился капитан и сказал, что я неправ. Всё, что может произойти даже случайно, - всё вероятно. Только иной раз приходится этого очень долго ждать. Тогда говорят, что для такого случая вероятность мала.
- Значит, вероятность можно измерить? - удивился я.
- Конечно. На то и появилась математическая наука - теория вероятностей. Кстати, острова, мимо которых мы идём, принадлежат архипелагу Вероятностей.
- Что ещё за архипелаг? - спросил я.
- Ах да, я и забыл, что вы ещё этого не знаете, - улыбнулся капитан. Архипелагом называется скопление островов.
Снег кончился, и Фрегат пришвартовался к острову, на флаге которого красовалась дробь 1/2 - одна вторая, иначе говоря - половина. Какой-то половинчатый остров!
Жители встретили нас приветливо, но мне почудилось, что им не до гостей. Оказалось, что все они играют в шахматы, и даже не играют, а только бросают жребий, кому играть белыми! Один зажмёт в каждом кулаке по фигуре и предлагает приятелю угадать: где белая? И оба радуются, когда угадывают.
Капитан попросил игроков дать и ему две пешки: зажал каждую в кулаке и спросил кока: в какой чёрная? Тот ответил: в правой, но ошибся. Тогда я сразу отгадал, что чёрная в левой руке, и решил, что игра пустяковая. Но капитан сказал, что вовсе не пустяковая.
- Дело в том, - продолжал он, - что на этом острове отгадывают цвет шахматных пешек. Но так как их всего два - чёрный и белый, - а угадать надо только один из двух, то и говорят, что вероятность угадывания равна отношению одного к двум, то есть 1/2. Вот почему на флаге этого острова написана эта дробь. А если бы перед нами было не две, а несколько разноцветных пешек - красная, зелёная, синяя, жёлтая и так далее, то угадать, какая из них зажата в руке, было бы уже гораздо труднее. В этом случае вероятность угадывания уменьшается.
И капитан повёз нас на остров, обозначенный дробью одна шестая: 1/6. Жители его играли в кости. У игроков были костяные чёрные кубики. На каждой из его шести сторон нарисованы белые точки: на одной стороне - одна, на другой - две, и так до шести. Точки эти называются очками. Один игрок подбросит кубик, а другой загадывает, сколько выпадет очков.
Понятно, что угадывали на этом острове гораздо реже, чем на первом. И я догадался, что вероятность угадывания здесь равна отношению одного к шести, то есть 1/6.
- Верно, - сказал капитан и спросил, какова будет вероятность угадывания, если задумать, чтобы выпало либо два очка, либо четыре.
И я опять догадался, что тогда и вероятность станет вдвое большей. Она будет равна уже не 1/6, a 2/6. А это всё равно что одна треть - 1/3.
- А вот что будет, если задумать, чтобы выпало ЛЮБОЕ число очков?
- Тогда нужно ехать на другой остров, - ответил капитан, - на остров Достоверностей. Вон тот, с синим флагом.
Только теперь я заметил синий флаг, на котором красовалась не дробь, а единица. Это почему же?
- Да потому, - пояснил капитан, - что тебе нужно, чтобы из шести возможных случаев выпал любой. Значит, вероятность угадывания равна отношению шести к шести: 6/6 - стало быть, единице. А это уже достоверность, то есть то, что произойдёт непременно.
В это время кок заметил остров, над которым развевался чёрный флаг с большим белым нулём посередине. Капитан сказал, что это остров Невероятностей, то есть остров, где вероятность угадывания равна нулю.
- Как же это может быть? - спросили мы с коком одновременно.
- А вот как, - ответил капитан. - Предположим, кто-нибудь из вас загадает, чтобы у этого кубика выпало СЕМЬ очков.
- Но это невозможно! - воскликнул я. - Ведь у кубика cамое большое число очков - шесть.
- В том-то и дело, - обрадовался капитан. - Стало быть, семь выпасть не может. Значит, в этом случае нет никакой вероятности, что вы отгадаете. Вероятность равна нулю!
Интересная игра - теория вероятностей! Но капитан возмутился и сказал, что это не игра, а наука. Хотя и родилась она из игры. Так частенько бывает. И ещё он сказал, что теория вероятностей помогает учёным, инженерам и особенно экономистам, что она необходима народному хозяйству страны и что мы в этом очень скоро убедимся.
Когда мы вернулись на Фрегат, Пи спросил меня: какова вероятность, что обед будет готов вовремя? Ведь картошки-то мы так и не начистили! Ясно: вероятность равна нулю!
КАКОЙ У BAC НОМЕР БОТИНОК?
6 нуляля
Сегодня мы попали на Землю Статистики. Странная это земля: куда ни поглядишь - всюду числа, числа, числа... В какое здание ни войдёшь - везде что-то подсчитывают. На счётах. На арифмометрах. На электронно-счётных машинах. Без конца звонят телефоны, поступают телеграммы, радиограммы, приносят какие-то пакеты...
Капитан привёл нас в новый просторный дом. Здесь в одной из комнат за столом сидел Старший статистик. Мы познакомились. Но только я собрался атаковать его вопросами, как зазвонил телефон.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10