Кратчайшее расстояние от прямой до окружности

[MestnyBomzh]

Есть прямая `3x-4y+34=0` и окружность `x^2+y^2-8x+2y-8=0`. Надо найти кратчайшее расстояние между ними. Я поступил так:
1) Нашел касательную к окуржности в произвольной точке
2) Записал условие параллельности этой касательной с прямой `3x-4y+34=0`
3) Получил точку `x_0, y_0`, в которой это выполнено: `x_0=-9/sqrt(5)+4, y_0=12/sqrt(5)-1`
4) Осталось найти расстояние между двумя параллельными прямыми. Чтобы найти его пришлось проделать много вычислений

Вопрос такой: можно ли было как-то проще это сделать, задача довольно трудоемкой получилась.. Или это всё из-за плохих чисел?

@темы: Аналитическая геометрия

---

Игра

[wpoms.]

Августин и Лукас по очереди помечают квадраты на доске размером `101xx101` квадратов. Августин начинает игру. Нельзя помечать квадрат, если в том же ряду или столбце уже помечены два квадрата. Тот, кто не может пометить квадрат, проигрывает. Кто имеет выигрышную стратегию?

@темы: Дискретная математика

---

[wpoms.]

С Новым годом!

@темы: Праздники

---

Суммы

[wpoms.]

Пусть $m\geq3$ --- целое число и $S(m) = 1 + 1/3 + \ldots + 1/m$ (дробь 1/2 не входит в сумму, а дроби $1/k$ --- входят для всех $k$ от 3 до $m$). Пусть $n\geq 3$ и $k\geq3.$ Сравните $S(nk)$ и $S(n) + S(k).$

@темы: Теория чисел

---

[Amicus Plato]

Меня два раза спрашивали [члены Парламента]: «Скажите на милость, мистер Бэббидж, что случится, если вы введете в машину неверные цифры? Cможем ли мы получить правильный ответ?» Я не могу себе даже представить какая путаница в голове может привести к подобному вопросу.

Чарльз Бэббидж

Сегодня день рождения поистине великого человека — математика, изобретателя — Чарльза Бэббиджа. Ему исполняется 226 лет.
Не устаю восхищаться Чарльзом Бэббиджем. И судя по обилию информации в интернете, далеко не я одна.
Поэтому задача написать про него небольшой топик практически неразрешима. Попробую обойтись общими сведениями и дать побольше ссылок.
Википедия
Чарлз Бэббидж (англ. Charles Babbage; 26 декабря 1791, Лондон, Англия — 18 октября 1871, там же) — английский математик, изобретатель первой аналитической вычислительной машины. Иностранный член-корреспондент Императорской академии наук в Санкт-Петербурге (1832). Труды по теории функций, механизации счёта в экономике. Сконструировал и построил (1820-22) машину для табулирования. С 1822 года работал над постройкой разностной машины. В 1833 году разработал проект универсальной цифровой вычислительной машины — прообраза современной ЭВМ.

Биография
Чарлз Бэббидж родился 26 декабря 1791 года в Лондоне в семье банкира Бенджамина Бэббиджа и Элизабет Тип (англ. Teape). В детстве у Чарльза было очень слабое здоровье. В 8 лет его отправили в частную школу в Альфингтоне на воспитание священнику. На тот момент его отец уже был достаточно обеспечен, чтобы позволить обучение Чарльза в частной школе. Бенджамин Бэббидж попросил священника не давать Чарльзу сильных учебных нагрузок из-за слабого здоровья.

После школы в Альфингтоне Чарлз был отправлен в академию в Энфилде, где по существу и началось его настоящее обучение. Именно там Бэббидж начал проявлять интерес к математике, чему поспособствовала большая библиотека в академии.

После обучения в академии Бэббидж обучался у двух репетиторов. Первый был священником, жившим возле Кембриджа. По словам Чарльза, священник не дал бы ему тех знаний, который он мог получить, обучаясь у более опытного репетитора. После священника у Бэббиджа был репетитор из Оксфорда. Он смог дать Бэббиджу основные классические знания, достаточные для поступления в колледж.

В 1810 году Бэббидж поступил в Тринити-колледж в Кембридже. Однако основам математики он обучался самостоятельно по книжкам. Он тщательно изучал труды Ньютона, Лейбница, Лагранжа, Лакруа, Эйлера и других математиков академий Санкт-Петербурга, Берлина и Парижа. Бэббидж очень быстро обогнал своих преподавателей по знаниям и был сильно разочарован уровнем преподавания математики в Кембридже. Более того, он заметил, что Британия в целом заметно отстала от континентальных стран по уровню математической подготовки.

В связи с этим он решил создать общество, целью которого являлось внесение современной европейской математики в Кембриджский университет. В 1812 году Чарлз Бэббидж, его друзья, Джон Гершель (John Herschel) и Джордж Пикок (George Peacock) и ещё несколько молодых математиков основали «Аналитическое общество». Они стали проводить собрания. Обсуждать различные вопросы, связанные с математикой. Начали публиковать свои труды. Например, в 1816 году они опубликовали переведённый ими на английский язык «Трактат по дифференциальному и интегральному исчислению» французского математика Лакруа, а в 1820 году опубликовали два тома примеров, дополняющих этот трактат. Аналитическое общество своей активностью инициировало реформу математического образования вначале в Кембридже, а затем и в других университетах Британии.

В 1812 году Бэббидж перешёл в колледж Св. Петра (Peterhouse), а в 1814 году он получил степень бакалавра.

В 1816 году он стал членом Королевского Общества Лондона. К тому времени им было написано несколько больших научных статей в разных математических дисциплинах. В 1820 году он стал членом Королевского общества Эдинбурга и Королевского астрономического общества. В 1827 году он похоронил отца, жену и двоих детей. В 1827 году он стал профессором математических наук в Кембридже и занимал этот пост в течение 12 лет. После того, как он покинул этот пост, он большую часть своего времени посвятил делу его жизни — разработке вычислительных машин.

Последние годы жизни Бэббидж посвятил философии и политической экономии.

Чарлз Бэббидж умер в возрасте 79 лет 18 октября 1871 года. Похоронен на кладбище Кенсал Грин (англ. Kensal Green Cemetery) в Лондоне.

Мозг Чарлза Бэббиджа был извлечен после его смерти и в течение 36 лет хранился в музее Хантера в Глазго. Впоследствии он был препарирован профессором Чарльзом Стюартом. Британское Королевское общество искусств опубликовало результаты и фотографии препарации в книге «Описание мозга мистера Чарлза Бэббиджа» (Description of the Brain of Mr. Charles Babbage).

Изобретения Бэббиджа
Бэббидж, без сомнения, является первым автором идеи создания вычислительной машины, которая в наши дни называется компьютером.

Малая разностная машина
Впервые Бэббидж задумался о создании механизма, который позволил бы производить автоматически сложные вычисления с большой точностью, в 1812 году. На эти мысли его натолкнуло изучение логарифмических таблиц, при пересчёте которых были выявлены многочисленные ошибки в вычислениях, обусловленные человеческим фактором. Ещё тогда он начал осмысливать возможность проведения сложных математических расчётов при помощи механических аппаратов.

Также очень большое влияние на Бэббиджа оказали работы французского учёного барона де Прони, который предложил идею разделения труда при вычислении больших таблиц (логарифмических, тригонометрических и др.). Он предлагал разделить процесс вычисления на три уровня. Первый уровень — несколько выдающихся математиков, подготавливающих математическое обеспечение. Второй уровень — образованные технологи, которые организовывали рутинный процесс вычислительных работ. А третий уровень занимали сами вычислители, от которых требовалось лишь умение складывать и вычитать. Идеи Прони навели Бэббиджа на мысль о замене третьего уровня (вычислителей) механическим устройством.

Однако Бэббидж не сразу начал заниматься развитием идеи построения вычислительного механизма. Лишь в 1819 году, когда он заинтересовался астрономией, он более точно определил свои идеи и сформулировал принципы вычисления таблиц разностным методом при помощи машины, которую он впоследствии назвал разностной. Эта машина должна была производить комплекс вычислений, используя только операцию сложения. В 1819 году Чарльз Бэббидж приступил к созданию малой разностной машины, а в 1822 году он закончил её строительство и выступил перед Королевским Астрономическим обществом с докладом о применении машинного механизма для вычисления астрономических и математических таблиц. Он продемонстрировал работу машины на примере вычисления членов последовательности. Работа разностной машины была основана на методе конечных разностей. Малая машина была полностью механической и состояла из множества шестерёнок и рычагов. В ней использовалась десятичная система счисления. Она оперировала 18-разрядными числами с точностью до восьмого знака после запятой и обеспечивала скорость вычислений 12 членов последовательности в 1 минуту. Малая разностная машина могла считать значения многочленов 7-й степени.

За создание разностной машины Бэббидж был награждён первой золотой медалью Астрономического общества. Однако малая разностная машина была экспериментальной, так как имела небольшую память и не могла быть использована для больших вычислений.

Большая разностная машина
В 1822 году Бэббидж задумался о создании большой разностной машины, которая позволила бы заменить огромное количество людей, занимающихся вычислением различных астрономических, навигационных и математических таблиц. Это позволило бы сэкономить затраты на оплату труда, а также избавиться от ошибок, связанных с человеческим фактором.

Со своим предложением профинансировать создание большой разностной машины Чарльз Бэббидж обратился в Королевское и Астрономическое общества. И те, и другие отозвались на это предложение положительно. В 1823 году Бэббидж получил 1500 фунтов стерлингов и приступил к разработке новой машины. Он планировал сконструировать машину за 3 года. Однако Бэббидж не учёл сложности конструкции, а также технические возможности того времени. И уже к 1827 году было затрачено 3500 фунтов стерлингов (из них более £1000 составляли его личные деньги). Ход работы по созданию разностной машины сильно замедлился.

Кроме того, на процесс конструирования машины большое влияние оказали трагические события в жизни Бэббиджа в 1827 году. В этот год он похоронил отца, жену и двоих детей. После этих событий у него ухудшилось самочувствие, и он не мог заниматься конструированием машины. Чтобы восстановить здоровье, он поехал в путешествие по континенту.

После путешествия в 1828 году Бэббидж продолжил разработку, но денег уже не было. Он обращался ко многим обществам и правительству с просьбой о помощи. Только в 1830 году он получил от правительства ещё 9000 фунтов стерлингов, после чего продолжил конструирование разностной машины.

В 1834 году работы по созданию машины были приостановлены. На тот момент уже было затрачено 17000 фунтов государственных денег и от 6000 до 7000 личных. С 1834 по 1842 год правительство обдумывало, оказывать поддержку проекту или нет, а в 1842 году отказалось финансировать проект. Разностная машина так и не была достроена.

Большая разностная машина должна была состоять из 25 000 деталей, весить почти 14 тонн и быть 2,5 метра высотой. Кроме того, разностная машина должна была быть оснащена печатным устройством для вывода результатов. Память была рассчитана на 1000 50-разрядных чисел.

Возможно, причиной неудачи создания разностной машины, наряду с трагическими событиями 1827 года и недостаточным уровнем технологий того времени, стала излишняя разносторонность Бэббиджа. Он поднимался с экспедицией на Везувий, погружался на дно озера в водолазном колоколе, участвовал в археологических раскопках, изучал залегание руд, спускаясь в шахты. Почти год он занимался безопасностью железнодорожного движения и сделал очень много специального оборудования — в том числе создал спидометр. Кроме того, при конструировании разностной машины он разработал немало оборудования для обработки металла. В 1851 году Чарлз Бэббидж предпринял попытку сконструировать улучшенную версию разностной машины — «Разностную машину 2». Но и этот проект не был удачным.
Однако труды Бэббиджа по созданию разностной машины не пропали даром. В 1854 году шведский изобретатель Шойц по работам Бэббиджа построил несколько разностных машин. А ещё через некоторое время Мартин Виберг усовершенствовал машину Шойца и использовал её для расчётов и публикации логарифмических таблиц.

В 1991 году в Лондонском научном музее была построена работающая копия «Разностной машины 2».

Одна из 6 демонстрационных моделей вычислительной части разностной машины Чарлза Бэббиджа, собранная после его смерти сыном Генри из деталей, найденных в лаборатории

Аналитическая машина
Несмотря на неудачу с разностной машиной, Бэббидж в 1834 году задумался о создании программируемой вычислительной машины, которую он назвал аналитической (прообраз современного компьютера). В отличие от разностной машины, аналитическая машина позволяла решать более широкий ряд задач. Именно эта машина стала делом его жизни и принесла посмертную славу. Он предполагал, что построение новой машины потребует меньше времени и средств, чем доработка разностной машины, так как она должна была состоять из более простых механических элементов. С 1834 года Бэббидж начал проектировать аналитическую машину.

Архитектура современного компьютера во многом схожа с архитектурой аналитической машины. В аналитической машине Бэббидж предусмотрел следующие части: склад (store), фабрика или мельница (mill), управляющий элемент (control) и устройства ввода-вывода информации.

Склад предназначался для хранения как значений переменных, с которыми производятся операции, так и результатов операций. В современной терминологии это называется памятью.

Мельница (арифметико-логическое устройство, часть современного процессора) должна была производить операции над переменными, а также хранить в регистрах значение переменных, с которыми в данный момент осуществляет операцию.

Третье устройство, которому Бэббидж не дал названия, осуществляло управление последовательностью операций, помещением переменных в склад и извлечением их из склада, а также выводом результатов. Оно считывало последовательность операций и переменные с перфокарт. Перфокарты были двух видов: операционные карты и карты переменных. Из операционных карт можно было составить библиотеку функций. Кроме того, по замыслу Бэббиджа, Аналитическая машина должна была содержать устройство печати и устройство вывода результатов на перфокарты для последующего использования.

Для создания компьютера в современном понимании оставалось лишь придумать схему с хранимой программой, что было сделано 100 лет спустя Эккертом, Мочли и Фон Нейманом.

Бэббидж разрабатывал конструкцию аналитической машины в одиночку. Он часто посещал промышленные выставки, где были представлены различные новинки науки и техники. Именно там состоялось его знакомство с Адой Августой Лавлейс (дочерью Джорджа Байрона), которая стала его очень близким другом, помощником и единственным единомышленником. В 1840 году Бэббидж ездил по приглашению итальянских математиков в Турин, где читал лекции о своей машине. Луиджи Менабреа, преподаватель туринской артиллерийской академии, создал и опубликовал конспект лекций на французском языке. Позже Ада Лавлейс перевела эти лекции на английский язык, дополнив их комментариями по объёму превосходящими исходный текст. В комментариях Ада сделала описание ЦВМ и инструкции по программированию к ней. Это были первые в мире программы. Именно поэтому Аду Лавлейс справедливо называют первым программистом. Однако, аналитическая машина так и не была закончена. Вот, что писал Бэббидж в 1851 году: «Все разработки, связанные с Аналитической машиной, выполнены за мой счёт. Я провёл целый ряд экспериментов и дошёл до черты, за которой моих возможностей не хватает. В связи с этим я вынужден отказаться от дальнейшей работы». Несмотря на то, что Бэббидж подробно описал конструкцию аналитической машины и принципы её работы, она так и не была построена при его жизни. Причин этому было много, но основными стали полное отсутствие финансирования проекта по созданию аналитической машины и низкий уровень технологий того времени. Бэббидж не стал в этот раз просить помощи у правительства, так как понимал, что после неудачи с разностной машиной ему всё равно откажут.

Только после смерти Чарлза Бэббиджа его сын, Генри Бэббидж, продолжил начатое отцом дело. В 1888 году Генри сумел построить по чертежам отца центральный узел аналитической машины. А в 1906 году Генри совместно с фирмой Монро построил действующую модель аналитической машины, включающую арифметическое устройство и устройство для печатания результатов. Машина Бэббиджа оказалась работоспособной.

В 1864 году Чарлз Бэббидж написал: «Пройдёт, вероятно, полстолетия, прежде чем люди убедятся, что без тех средств, которые я оставляю после себя, нельзя будет обойтись». В своём предположении он ошибся на 30 лет. Только через 80 лет после этого высказывания была построена машина МАРК-I, которую назвали «осуществлённой мечтой Бэббиджа». Архитектура МАРК-I была очень схожа с архитектурой аналитической машины. Говард Эйкен на самом деле серьёзно изучал публикации Бэббиджа и Ады Лавлейс перед созданием своей машины, причём его машина идеологически незначительно ушла вперёд по сравнению с недостроенной аналитической машиной. Производительность МАРК-I оказалась всего в десять раз выше, чем расчётная скорость работы аналитической машины.

Прочие заслуги Чарлза Бэббиджа
Несмотря на то, что Чарлз Бэббидж считается изобретателем вычислительных машин, на самом деле он был очень разносторонним человеком. Бэббидж занимался безопасностью железнодорожного движения, для чего оборудовал вагон-лабораторию всевозможными датчиками, показания которых фиксировались самописцами. Изобрёл спидометр. Участвовал в изобретении тахометра. Создал приспособление, сбрасывающее случайные предметы с путей перед локомотивом.

В ходе работ над созданием вычислительных машин сделал большой прогресс в металлообработке. Сконструировал поперечно-строгальный и токарно-револьверный станки, придумал методы изготовления зубчатых колес. Предложил новый метод заточки инструментов и литья под давлением.

Он содействовал реформированию почтовой системы в Англии. Составил первые надёжные страховые таблицы. Занимался теорией функционального анализа, экспериментальными исследованиями электромагнетизма, вопросами шифрования, оптикой, геологией, религиозно-философскими вопросами. Более того, известен как человек, первым взломавший шифр Виженера.

В 1834 году Бэббидж написал одну из самых важных работ «Экономика технологий и производств» (англ. Economy of Machines and Manufactures, 1832), в которой он предлагал то, что сейчас называется «исследованием операций».

В 1864 году Бэббидж написал автобиографию — «Отрывки из жизни философа» (англ. Passages from the Life of Philosopher, 1864) — своеобразную летопись своих неудач и достижений. В главе «Уличные беспорядки» (Street Nuisances) он описал борьбу, которую в одиночку вёл против уличных музыкантов. При жизни эта борьба снискала ему бо́льшую известность, чем научные достижения.

Он был одним из основателей Лондонского статистического общества. В числе его изобретений были спидометр, офтальмоскоп, сейсмограф, устройство для наведения артиллерийского орудия.

Кроме того, Бэббидж был очень общительным человеком. Часто по субботам он собирал в доме гостей. Иногда приходило до 200 или 300 человек, среди которых были такие знаменитые люди того времени, как Фуко, Пьер Лаплас, Чарльз Дарвин, Чарльз Диккенс, Александр Гумбольдт. Помимо этого он поддерживал близкие отношения с Юнгом, Фурье, Пуассоном, Бесселем, Мальтусом.

Бэббидж оставил огромный след в истории XIX века и сделал переворот не только в математике и вычислительной технике, но и в науке в целом.

Картинки и видео

Билл Гейтс на фона машины Бэббиджа ))

Работа машины:


Ссылки
1. Аналитическая машина Бэббиджа. Часть первая — кто такой Бэббидж и зачем нужны счётные машины habrahabr
2. Аналитическая машина Бэббиджа. Часть вторая — трагическая судьба вычислительной техники XIX века habrahabr
3. Аналитическая машина Бэббиджа. Часть третья — заключительная habrahabr
4. Чарльз Бэббидж, математик и изобретатель первого в мире компьютера geektimes
5. Августа Ада Кинг Лавлейс eek.diary.ru

6. Книга «От абака до компьютера», Р. С. Гутер, Ю. Л. Полунов, Москва 1981. PDF

@темы: История математики, Люди

---

[wpoms.]

Всероссийская олимпиада школьников. Республика Бурятия Задания 2015-16 у.г.

@темы: Олимпиадные задачи

---

[Amicus Plato]

Анализ забирает одной рукой то, что дает другой.
Я отшатываюсь в страхе и отвращении от этого прискорбного зла:
непрерывные функции без производных.
Шарль Эрмит. Из письма Стилтьесу.

Сегодня день рождения выдающегося французского математика Шарля Эрмита. Ему исполняется 195 лет.
Эрмиту посвящено не так уж много источников, поэтому и топик получится не очень длинный.

Википедия
Шарль Эрмит (фр. Charles Hermite; 24 декабря 1822, Дьёз, Франция — 14 января 1901, Париж) — французский математик, признанный лидер математиков Франции во второй половине XIX века. Член Парижской академии наук с 1856 года, член-корреспондент (1857) и почётный член (1895) Петербургской академии наук, иностранный член Лондонского королевского общества (1873). Награждён орденом Почётного легиона (1892).

Биография
Шарль Эрмит родился в Дьёзе (Лотарингия), с детства хромал на правую ногу. Воспитывался сначала в нансийском колледже, а потом в лицее Генриха IV в городе Париже. С 1842 по 1845 год учился в парижской Политехнической школе. В 1847 году стал бакалавром математики, спустя год был утверждён преподавателем Политехнической школы.

С 1862 года — профессор Нормальной школы. В 1856 году Шарль Эрмит был избран в члены Парижской академии наук. С 1869 года — профессор Политехнической школы (до 1876 года) и Сорбонны. Избирался вице-президентом (1889) и президентом (1890) Парижской академии наук.

Научная деятельность
Характерной особенностью научных работ Эрмита было открытие связей между различными разделами математики, что нередко приводило к созданию новых разделов. Основные работы относятся к теории чисел, теории квадратичных форм, теории инвариантов, ортогональных многочленов, эллиптических функций и алгебре. Исследовал класс ортогональных многочленов (многочлены Эрмита).

Внёс вклад в теорию алгебраических форм и их инвариантов, в том числе в теорию представления целых чисел алгебраическими формами и другие приложения к теории чисел. В ходе этих работ открыл особые билинейные формы (формы Эрмита). Эрмит показал, что число e (основание натурального логарифма) является трансцендентным. Открыл «метод непрерывного параметра».

Наиболее известными учениками Шарля Эрмита были Анри Пуанкаре и Томас Иоаннес Стилтьес.

Имя Эрмита носят:

• Эрмитовы операторы
• Эрмитовы матрицы
• Эрмитовы кубические сплайны (Сплайн Эрмита)
• Интерполяционный полином Эрмита
• Полиномы Эрмита
• Функции Эрмита
• Эрмитово сопряжение

Еще одна цитата.
Если я не ошибаюсь, существует мир, представляющий собой собрание математических истин и доступный нам только через наш разум,– точно так же существует мир физической реальности.
Шарль Эрмит

Некоторые ссылки
1. Шарль Эрмит math4school.ru. Как всегда, на этом сайте очень хорошая биографическая статья.
2. Большая биография на английском на сайте МакТьютор: Charles Hermite

Ожигова Е.П. «Шарль Эрмит». М.: Наука, — 1982. Книга посвящена жизни и деятельности крупнейшего французского математика второй половины 19в. Шарля Эрмита (1822-1901), с именем которого связаны многие понятия и методы в современной математике. Наибольшую известность доставили ученому его доказательство трансцендентности числа е, основания натуральных логарифмов, решение общего уравнения пятой степени с помощью эллиптических функций и исследования модулярных функций. Предалгаемая работа - первая монография об Эрмите. Книга содержит список литературы (700 наименований) и именной указатель. Скачать здесь.

@темы: История математики, Люди

---

Связь между аффинной и линейной независимостью

[kekman]

Здравствуйте. Есть идеи как доказать, что система точек {x_0,...,x_m} аффинно независима тогда и только тогда, когда система векторов {x_1-x_0,...,x_m-x_0} линейно независима.

---

Выпуклый анализ

[zubr987]

Добрый вечер, можете подсказать (хотя бы идею), просто забылось это все немного. Используя выражение для полного прообраза для функционала f: f^{-1} = x_0 + f^{-1}<0>, показать что f^{-1} - является гиперплоскостью в линейном пространстве.

---

[wpoms.]

Всероссийская олимпиада школьников. Ставропольский край Задания 2017-18 у.г.

@темы: Олимпиадные задачи

---

Помогите пожалуйста!срочно завтра сдавать,а я не готов

[Froyzi]

Доказать что прямые (x+3)/1=(y+1)/2=(z+1)/1 и система уравнений x=3z-4;y=z+2 пересекается,найти точку их пересечения. Заранее спасибо за помощь!

@темы: Высшая алгебра

---

[Trotil]

"Последний звонок" 1 серия. Фильм Константина Семина и Евгения Спицына об образовании
«Последний звонок». 2-я серия. Кухаркины дети.
Последний звонок. 3-я серия.

В фильме представлена точка зрения на современное российское образование.

Я смотрел отрывками. Кто досмотрел до конца, ответьте на вопрос. Автор во второй серии говорит о том, что школа США с середины XX века перешла на неэффективную модель обучения, а в третьей оказывается, что США на данный момент контролирует около 50% электронной высокотехнологичной промышленности. Нет ли здесь противоречия?

---

Ну, вот и третий уровень

[wpoms.]

Найдите арифметическую прогрессию из 2016 членов, каждый член которой не является превосходной степенью натурального числа, но произведение всех членов которой является. Пояснение: Превосходной степенью натурального числа называется число, которое можно представить в виде $n^k,$ где $n$ и $k$ натуральные числа большие или равные 2.

@темы: Прогрессии

---

Вероятность разорения в статической схеме страхования

[mathdon]

Добрый вечер! Помогите, пожалуйста, с следующими задачами (хотя бы с чего начать, или литературу, где решаются подобные задачи) Заранее спасибо!

@темы: Теория вероятностей

---

Hе развертывая определителей, доказать тождества.

[40_kart]

Hе развертывая определителей, доказать тождества.

`|(1,a,a^3),(1,b,b^3),(1,c,c^3)| = (a+b+c)|(1,a,a^2),(1,b,b^2),(1,c,c^2)|.`
Затрудняюсь с чего начать, в каком направление думать? Подскажите пожалуйста.

@темы: Определители, Матрицы

---

Задача по комбинаторике

[Laurene]

Здравствуйте! Проверьте, пожалуйста, правильно ли решение.

Задача: Пароль для входа в базу данных состоит из 5 цифр. Сколько различных комбинаций набора существует, если на четных местах стоят одинаковые цифры?

Решение: В пароле 2 четных места, 2 одинаковые цифры можно выбрать 10-ю способами, а три оставшиеся можно выбрать из 9-ти цифр по формуле размещений без повторений n!/(n-k)!=9!/(9-3)!=504, и число всех возможных комбинаций будет равно 10+504=514.

@темы: Комбинаторика

---

Дуги

[wpoms.]

На окружности отмечены 999 точек, которые делят ее на 999 дуг единичной длины. Необходимо разместить на этой окружности `d` дуг длиной 1, 2, ..., `d` так, чтобы каждая дуга начиналась и оканчивалась в отмеченных точках и никакая из этих `d` дуг не содержалась в любой другой из этих `d` дуг. Найдите все значения `d`, для которых возможно получить описанную конструкцию. Пояснение: Две дуги могут иметь одну или более общих точек.

@темы: Планиметрия

---

Задача по теории множеств.

[Mat_Lab]

Здравствуйте, уважаемые члены математического сообщества. Я сейчас изучаю дискретную математику по учебному пособию для вузов. Авторы: И. Л. Ерош, М. Б. Сергеев, Н. В. Соловьев. Там есть задача по теории множеств, условие которой я не могу сказать, что понимаю. Условие следующее:
"Сколько разных слов длины, не превышающей 5, может быть подано на вход цифрового устройства, если входной алфавит состоит из двух букв {0, 1}? Слово длины 0 – одно, длины 1 – два (0 и 1), длины 2 – четыре, длины 3 – восемь, длины 4 – шестнадцать, длины 5 – тридцать два. Если к этой сумме прибавить 1, получим 64. Всего на вход устройства может быть подано (2 в степени 6 )–1 разных слов. Найдите количество разных слов длины, не превышающей 7, 8, 9, 10, n."

Как понял я, то под словом подразумевается множество букв. И поскольку по одной из теорем количество подмножеств равно 2 в степени мощности множества, ответы на задачу будут 2 в степени 7,8, 9, 10, n. Прав ли я?

@темы: Дискретная математика

---

олимпиада

[родина1]

Условия и решения задач
(районная математическая олимпиада 2017 г.) Брянская область


11 класс

1. Докажите, что n (n + 1)(n + 2)(n + 3) + 1 есть точный квадрат при любом натуральном n.
Доказательство. Преобразуем выражение: n (n + 1)(n + 2)(n + 3) + 1 = (n2 + 3n)(n2 + 3n + 2) + 1 = (n2 + 3n)2 + 2(n2 + 3n) + 1 = (n2 + 3n + 1)2. Что и требовалось доказать.

2. На встрече Незнайки и его друзей каждый (кроме Незнайки) обменялся рукопожатием со всеми остальными. Незнайка, у которого было плохое настроение, некоторым друзьям не пожал руку, а некоторым всё же пожал. Во время встречи сделано 2017 рукопожатий. Сколько рукопожатий сделал Незнайка?
Решение. Обозначим общее количество друзей (не считая Незнайку) через n. Посчитаем, сколько всего было сделано рукопожатий. Если не учитывать те, которые сделал Незнайка, то каждый из n друзей пожал руку каждому из n − 1 своих товарищей. Получается n(n − 1) рукопожатие. Однако этот результат нужно еще разделить на 2, поскольку каждое рукопожатие оказалось посчитанным дважды. Получится n(n − 1)/2, а с учетом k рукопожатий, сделанных Незнайкой, всего окажется n(n − 1)/2 + k рукопожатие, где 0 < k < n. Итак, n(n − 1)/2 + k = 2017, где 0 < k < n. В силу этого ограничения на k имеем: n(n − 1)/2 < 2017 < n(n − 1)/2 + n, или n(n − 1)/2 < 2017 < n(n + 1)/2.
При n ≤ 63 получим: n(n + 1)/2 ≤ 63*64/2 = 2016 < 2017,
при n ≥ 65 получается n(n − 1)/2 ≥ 65*64/2 = 2080 > 2017.
Подставив n = 64, убедимся, что этот вариант удовлетворяет двойному неравенству.
Значение k определяется из уравнения n(n − 1)/2 + k = 2017: получаем k = 1.
Ответ: 1.

3. В двух коробках находятся 25 голубых и розовых кубиков. Наугад из каждой коробки достают по одному кубику. Вероятность того, что оба вынутых кубика окажутся розовыми, равна 0,54. Найдите вероятность того, что оба вынутых кубика окажутся голубыми.
Решение. Пусть общее количество кубиков в первой и второй коробках равно m1 и m2 соответственно (для определенности считаем, что m1 не больше m2), а количество розовых кубиков в этих коробках равно k1 и k2 соответственно. Тогда вероятность того, что оба вынутых кубика розовые, равна ( k1/m1)•( k2/m2).
Получаем соотношения:
( k1/m1)•( k2/m2) = 0,54 = 27/50,
m1 + m2 = 25.
Так как 27m1m2 = 50k1k2, то хотя бы одно из чисел m1, m2 делится на 5. Но сумма m1 + m2 тоже делится на 5, поэтому каждое из чисел m1, m2 делится на 5. Таким образом, имеем всего две возможности: либо m1 = 5, m2 = 20, либо m1 = 10, m2 = 15.
В случае m1 = 5, m2 = 20 получаем k1k2 = 54, где k1 не превосходит 5, а k2 не превосходит 20. Перебрав все возможные значения ki, найдем k1=3, k2=18. Тогда в первой коробке 2 голубых кубика, во второй тоже 2 голубых кубика, и вероятность вытащить два голубых кубика равна (2/5)•(2/20)=0,04.
Аналогично, в случае m1 = 10, m2 = 15 находим k1= 9, k2=9. Тогда в первой коробке 1 голубой кубик, во второй – 6 голубых кубиков, и вероятность вытащить два голубых кубика равна (1/10)•(6/15) = 0,04 (в обоих случаях ответы одинаковы).
Ответ: 0,04.

4. Решите уравнение 20[x] – 6{x} = 2017, где ([x] – целая часть числа x, т.е. наибольшее целое число, не превосходящее x, {x} – дробная часть числа x: {x} = x - [x] ).
Первое решение. Из неравенства 0 {x} < 1 следует 0 6{x}  6 , 0  20[x] - 2017  6. Прибавим 2017, поделим на 20 и получим  x < или 100,85  x < 101,15 . Таким образом, x 101, {x}   = 0,5 и x  101  0,5 = 101,5.
Второе решение. Из условия следует, что число 6x должно быть целым, значит, это одно из чисел 0, 1, 2, …, 6. При этом его сумма с 2017 должна делиться на 20. Значит, 6x  3 , x = = 101.
Ответ: 101,5.

5. Точки сторон правильного треугольника раскрашены в два цвета. Докажите, что найдется прямоугольный треугольник с вершинами одного цвета.
Решение. Предположим, что нет прямоугольного треугольника с вершинами одного цвета. Разделим каждую сторону правильного треугольника двумя точками на три равные части. Эти точки образуют правильный шестиугольник. Если две его противоположные вершины одного цвета, то все остальные вершины будут второго цвета, а значит, есть прямоугольный треугольник с вершинами второго цвета. Следовательно, противоположные вершины шестиугольника разноцветные. Поэтому найдутся две соседние разноцветные вершины; противоположные им вершины тоже разноцветные. Одна из этих пар разноцветных вершин лежит на стороне треугольника. Точки этой стороны, отличные от вершин шестиугольника, не могут быть ни первого, ни второго цвета. Получено противоречие. Что и требовалось доказать.

---

[Amicus Plato]

Наш бог — Лебег,
Кумир — интеграл.
Рамки жизни сузим,
Так приказал нам
Наш командор Лузин.
Гимн Лузитании

Сегодня день рождения выдающегося советского математика, создателя московской математической школы, Николая Николаевича Лузина, человека очень нелёгкой судьбы.
Боюсь, топик может оказаться для меня неподъемным — слишком много информации и слишком она эмоционально окрашена. Но что получится) Придется остановиться, в основном, на материалах Википедии, а остальное дать ссылками.

Николай Николаевич Лузин (9 декабря 1883, Иркутск — 28 февраля 1950, Москва) — советский математик, академик АН СССР (1929); член-корреспондент (1927).

Профессор Московского университета (1917). Иностранный член Польской АН (1928), почётный член математических обществ Польши, Индии, Бельгии, Франции, Италии.

Образование
Отец Николая Николаевича (как говорил сам Лузин) был наполовину русский, наполовину бурят, мать русская.

Считается, что Н. Н. Лузин родился в Иркутске и по достижении им гимназического возраста, семья специально переехала в Томск, чтобы он мог учиться в гимназии, но в одном из своих писем в 1948 году Лузин пишет, что родился в Томске.

Отец, Николай Митрофанович, происходивший из крепостных крестьян графа Строганова, работал в торговой организации в районе городского рынка (у моста через Ушайку). Мама, Ольга Николаевна, — из забайкальских бурят. В Томске семья жила около речной пристани.

Получив начальное образование в частной школе, Николай обучался в Томской гимназии (в 1893, 1895—1901 годах), 1894 год учился в Иркутске, куда переехала семья. Поначалу обнаружил полную неспособность к математике в той форме, в которой она преподавалась (заучивание правил и действия по шаблонам). Положение спас репетитор, студент Томского политехнического института, который обнаружил и развил у Н. Н. Лузина способность к самостоятельному решению сложных задач и страсть к этому занятию.

Продолжение про образование — почитайте, очень интересно.

После окончания Н. Н. Лузиным гимназии в 1901 году отец продал своё дело и семья переехала в Москву, чтобы он продолжил образование. Он поступил на физико-математический факультет Московского университета для подготовки к карьере инженера. Изучал теорию функций под руководством Николая Васильевича Бугаева, был избран секретарём студенческого математического кружка, председателем которого был знаменитый механик Николай Егорович Жуковский. Но главным его учителем становится Дмитрий Фёдорович Егоров. По окончании курса в 1905 году, Д. Ф. Егоров оставил Н. Н. Лузина при университете для подготовки к профессорскому званию.

В это время (1905—1907 годы) Н. Н. Лузин испытывал тяжёлый душевный кризис, сомневался в сделанном выборе профессии и, по его собственным словам, помышлял о самоубийстве. В начале 1906 года Д. Ф. Егоров командирует Н. Н. Лузина (вместе с В. В. Голубевым) в Париж, чтобы помочь ему преодолеть кризис, однако контрасты парижской жизни угнетали молодого математика. Большую духовную помощь оказал ему близкий друг — религиозный философ Павел Александрович Флоренский, с которым они вместе учились на физико-математическом факультете Московского университета (отделение математических наук), и который тоже прошёл через кризис разочарования в науке. Сохранились также письма Д. Ф. Егорова, в которых он убеждает Н. Н. Лузина не оставлять математику. Постепенно Н. Н. Лузин возвращается к избранной науке, с присущей ему страстностью увлекшись задачами теории чисел (1908 год). Но всё же, вернувшись в Россию, наряду с математикой он изучает медицину и теологию. В 1908 году он сдал магистерские экзамены по математике и получил право преподавания в университете.

Был принят на должность приват-доцента Московского университета и год занимался совместными исследованиями с Д. Ф. Егоровым. В результате появилась совместная статья, положившая начало Московской школе теории функций.

В 1910 году Н. Н. Лузин отправился в Гёттинген, где работал под руководством Эдмунда Ландау. Посетил Париж, в 1912 году участвовал в работе семинара Жака Адамара, близко познакомился с Эмилем Борелем, Анри Лебегом и другими выдающимися учёными. Вернулся в Москву в 1914 году.

В 1915 году Н. Н. Лузин закончил магистерскую диссертацию «Интеграл и тригонометрический ряд», которая разительно отличалась от обычных диссертаций и по уровню результатов, и по стилю. В каждом её разделе содержались новые проблемы и новые подходы к классическим задачам, ставились задачи с наброском доказательств, использовались обороты «мне кажется», «я уверен». Академик В. А. Стеклов сделал на полях много иронических пометок: «ему кажется, а мне не кажется», «геттингенская болтовня» и т. п. Однако, по словам М. А. Лаврентьева: «она стала нашей настольной книгой. При формировании школы Н. Н. Лузина книга сыграла огромную роль». Д. Ф. Егоров представил магистерскую диссертацию Н. Н. Лузина на учёный совет Московского университета как докторскую диссертацию по чистой математике. Защита прошла удачно.

С 1917 года Н. Н. Лузин становится профессором Московского университета.

Научные достижения я пропускаю — о них можно почитать много где.

Педагогическая деятельность. Лузитания

Почтовая марка. Московская математическая школа. Н. Н. Лузин. Россия, 2000.

Педагогический результат Н. Н. Лузина огромный по своему масштабу — это редчайший случай в истории науки, когда выдающийся учёный воспитал более десяти выдающихся же учёных (А. Н. Колмогоров, П. С. Александров, М. А. Айзерман, А. С. Кронрод и др.), некоторые из которых создали свои собственные научные школы:

• школа А. Н. Колмогорова дала В. И. Арнольда и И. М. Гельфанда, Е. Б. Дынкина и А. И. Мальцева, Я. Г. Синая и А. Н. Ширяева, В. А. Успенского и др.;
• школа П. С. Александрова — Л. С. Понтрягина, А. Н. Тихонова, А. Г. Куроша и др.;
• школа М. А. Лаврентьева — М. В. Келдыша, А. И. Маркушевича, Б. В. Шабата и др.;
• школа А. А. Ляпунова — А. П. Ершова, Ю. И. Журавлева, О. Б. Лупанова и др.;
• школа П. С. Новикова — С. И. Адяна, А. Д. Тайманова, С. В. Яблонского и др.

В базе данных «Математическая генеалогия» Н. Н. Лузин имеет более 5 000 научных потомков.

Школа Н. Н. Лузина развивала самостоятельное мышление, способности по-новому ставить проблемы, разбивать их на новые задачи, искать обходные пути. Например, существовало негласное правило: если у аспиранта по теме экзамена есть самостоятельный результат, то спрашивают только по этому результату. «Мы все стремились вместо изучения толстой монографии 200—300 стр. (как правило, на иностранном языке) придумать новую постановку (обобщение) задачи», — вспоминает М. А. Лаврентьев. Атмосфера творчества, мышления «здесь и сейчас», когда промежуточные ходы мысли не скрываются, а сам процесс мышления становится публичным и явленным для всех — такова была атмосфера «Лузитании» (так стала называться школа Лузина) в её лучшие годы. Атмосфера, смешанная с шуткой, элементами интеллектуального карнавала, научного театра, в котором все были актёрами, а первым из них был учитель. В своих воспоминаниях Л. А. Люстерник называет это «интеллектуальным озорством».[30] Глубокое и неформальное уважение охраняло отношения к учителю от панибратства.

Сохранялась и важная роль Д. Ф. Егорова. Н. Н. Лузин новичкам-лузитанцам говорил: «главный в нашем коллективе Егоров, окончательная оценка работы, открытия принадлежит Егорову».

В 1915 году в Москве оказался польский математик Вацлав Серпинский, интернированный из-за своего германского подданства. Д. Ф. Егоров и Н. Н. Лузин помогли ему выхлопотать разрешение на свободное проживание в Москве. В. Серпинский активно участвовал в создании Московской математической школы. Тесные контакты школ Лузина и Серпинского продолжались до середины 1930-х годов. Первыми участниками Лузитании стали П. С. Александров, М. Я. Суслин, Д. Е. Меньшов, А. Я. Хинчин; несколько позже появились В. Н. Вениаминов, П. С. Урысон, А. Н. Колмогоров, В. В. Немыцкий, Н. К. Бари, С. С. Ковнер, В. И. Гливенко, Л. А. Люстерник, Л. Г. Шнирельман. Через несколько лет (1923—1924 годы) прибавилось третье поколение — П. С. Новиков, Л. В. Келдыш, Е. А. Селивановский. Одним из последних к школе Лузина присоединился А. А. Ляпунов (1932 год). В это время Лузитании уже практически не было.

Деятельность Лузитании была омрачена двумя неожиданными смертями: 21 октября 1919 года от сыпного тифа в родном селе Красавка умер М. Я. Суслин, 17 августа 1924 года утонул П. С. Урысон — «хранитель тайн Лузитании».

В 1931 году в ссылке в Казани умер Д. Ф. Егоров.

Подробнее:
1. Лузитания. Википедия
2. Лузитания. Воспоминания М.А. Лаврентьева (эту ссылку в свое время дал  sexstant — большое спасибо!)

Дело Лузина
Скопирую достаточно скупой и ничего не объясняющий текст из Википедии.
«Дело Лузина» — это политическая травля Н. Н. Лузина и разбор его персонального дела Комиссией Президиума АН СССР, продолжавшиеся со 2 июля по 5 августа 1936 года.

Публичная официальная политическая травля Лузина была начата статьями в газете «Правда»: 2 июля 1936 года «Ответ академику Н. Лузину» и 3 июля 1936 года «О врагах в советской маске»[32]. Несмотря на анонимность статей, различные эксперты сходятся в том, что их автор — Э. Я. Кольман[31]. Очевидно также обилие деталей, исходящих из ближайшего окружения Лузина. Судя по всему, кто-то из лузитанцев консультировал Кольмана. Современники в России и за рубежом связывали инспирирование атак на Лузина с именем П. С. Александрова.

По научным и партийным организациям страны прокатилась волна собраний с решениями в поддержку критики Лузина. Была создана Комиссия Президиума АН СССР по делу академика Н. Н. Лузина в составе: вице-президента Академии Г. М. Кржижановского (председатель), академиков А. Е. Ферсмана, С. Н. Бернштейна, О. Ю. Шмидта, И. М. Виноградова, А. Н. Баха, Н. П. Горбунова, членов-корреспондентов Л. Г. Шнирельмана, С. Л. Соболева, П. С. Александрова и проф. А. Я. Хинчина. На заседаниях Комиссии присутствовал Э. Я. Кольман, бывший в то время заведующий Отделом науки МК ВКП(б).

Одна из первых версий решения, прозвучавшая 11 июля, характеризовала Лузина, как врага, «своей деятельностью за последние годы принёсшего вред советской науке и Советскому Союзу». С высокой вероятностью это означало длительное заключение или даже смертный приговор. Неожиданно после заседания в его итоговой формулировке решение-приговор «приносил вред советской науке и Советскому Союзу» было сокращено руководителем Комиссии (без публичного обсуждения) до «принёс вред советской науке».

На следующем заседании Комиссии 13 июля Г. М. Кржижановский предложил ещё более мягкую формулировку: «… поступок Лузина является недостойным советского учёного…» с неясным обоснованием (чтобы избежать плагиата из «Правды») и с намёками на высочайшее одобрение. Решение комиссии оказалось неожиданно мягким (по некоторым сведениям, Сталин разрешил это Кржижановскому при личной встрече): Н. Н. Лузин не был признан вредителем, несмотря на массу критических замечаний остался членом Академии (ему «давали возможность исправиться»), дело не переросло в судебное, он остался на свободе.

На следующий день, 14 июля, «Правда» публикует статью «Враг, с которого сорвана маска», где Лузин назван «классовым врагом», который «рассчитывает на мягкотелость научной среды». Л. З. Мехлис жаловался наверх на мягкость Г. М. Кржижановского и Комиссии, но своего не добился. Итоговое («мягкое») заключение Комиссии было опубликовано 6 августа 1936 года в «Правде». Там же было опубликовано и «Постановление Президиума Академии наук об академике Н. Н. Лузине», где говорилось: «Президиум считает возможным ограничиться предупреждением Н. Н. Лузина…». Публикацию этих документов предваряла передовая статья «Достоинство Советской науки», громящая Лузина и лузинщину, полная грозных намёков: «…предостережение получил не только академик Лузин. Ему принадлежит, быть может, первое место среди врагов советской науки и советской страны, — первое, но не единственное. Лузинщина ещё гнездится кое-где в советской научной общественности».

Официальное заключение комиссии АН СССР было опубликовано в «Правде» 6 августа 1936. Кончалось это заключение словами: «Всё изложенное выше, резюмирующее многочисленный фактический материал, имеющийся в Академии Наук, тщательно разобранный, полностью подтверждает характеристику, данную Н. Н. Лузину в газете „Правда“». Это постановление было отменено лишь в 2012 году, много лет спустя после смерти Лузина.

Ссылки
1. Дело Лузина. Википедия. Более подробно.
2. Семён Кутателадзе. Дело Лузина и команда «Лузитании» Элементы
3. Трагедия отечественной математики
4. Николай Николаевич Лузин math4school
5. Николай Николаевич Лузин на сайте моего института

В нашем сообществе Н.Н. Лузин прямо или косвенно упоминается в нескольких топиках.
1. Пост  Alidoro с книгой Кутателадзе С. С. Наука и люди
2. Топик про М.А. Лаврентьева
3. Топик про Вацлава Серпинского

@темы: История математики, Люди