Kvant
Kvant 1980, số 6

Kvant 1980, số 6 · Trang

Tờ 1

không đánh sốChép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

KVANM 6
1980

Tạp chí VẬT LÝ VÀ TOÁN HỌC PHỔ BIẾN
HỌC VIỆN KHOA HỌC LIÊN XÔ và VIỆN KHOA HỌC SƯ VỤ LIÊN XÔ

Tờ 2

không đánh sốChép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

Những hình này, trông giống như một vòng tròn quay quanh tiếp tuyến của nó hoặc xung quanh một đường thẳng (ngọn núi) không giao nhau với nó, đều được lấy từ cùng một ví dụ: từ một họ đường tròn có cùng bán kính với tâm nằm trên cùng một đường tròn.

Tờ 3

tr. 1Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

1

TRONG PHÒNG:

  1. A. Mikhailov. Khi nào ngày bằng đêm?
  2. B. Vertetsim. Phương pháp điểm cố định
  3. V. Mozhaev. Sự giãn nở của chất rắn
  4. I. Bystry. Diện tích một đoạn của parabol Neil

vòng tròn toán học
16. I. Mikhailov. Về phân tích Diophantine

Vấn đề «Kvant»
18. Bài toán M626—M630; F638—F642
20. Lời giải bài toán M568, M570—M572, M574; F579, F586, F587

«Kvant» cho học sinh nhỏ
29. Bài toán
30. S. Bụng. Toán học đầy màu sắc

Xưởng của người nộp đơn
33. G. Perevalov. “Biết” nghĩa là gì?
36. L. Aslamazov. Cảm ứng điện từ
Những lựa chọn cho kỳ thi tuyển sinh đại học năm 1979
42. A. Ponomarenko. Đại học bang Leningrad được đặt theo tên. A. A. Zhdanova
43. N. Perestok, M. Yadrenko. Đại học bang Kiev được đặt theo tên. T. G. Shevchenko
44. Y. Yerusalimsky, T. Korshikova, A. Heifts. Đại học bang Rostov (Khoa Cơ học và Toán học)
44. A. Berezman, K. Duntsev, O. Ovchinnikov. Học viện sư phạm quốc gia Moscow được đặt theo tên. V. I. Lênin
45. M. Kalinina, O. Onoprienko. Học viện sư phạm bang Leningrad được đặt theo tên. A. I. Herzen

Nghệ thuật lập trình
48. A. Saltovsky. Tổ chức đầu vào và đầu ra trong máy tính
57. Trang cờ vua
58. Đáp số, gợi ý, lời giải
Trang bìa của chúng tôi (15)
Trộn (13, 28, 41, 47, 56)

© Nhà xuất bản Nuka. Tòa soạn chính văn học vật lý và toán học, «Kvant», 1980

Tờ 4

tr. 2Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

2

Khi nào ngày bằng đêm?

Có vẻ như đáp số là hiển nhiên: độ dài của ngày và đêm là như nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau, tức là hàng ngày vào ngày 21 tháng 3 và ngày 23 tháng 9. (Thật thú vị khi lưu ý rằng trong tiếng Latinh, và từ đó trong một số ngôn ngữ châu Âu, thay vì từ “điểm phân” thì từ “điểm phân” được sử dụng - Equinoctium, tất nhiên, có nghĩa tương tự.) Chính vào những ngày này, Mặt trời, trong chuyển động hàng năm dọc theo đường hoàng đạo, đi qua đường xích đạo thiên thể, giao với đường chân trời dọc theo đường kính của thiên cầu, do đó một nửa đường xích đạo luôn ở trên và một nửa ở dưới đường chân trời (Hình 1). Do đó, trong thời gian ngang nhau, một nửa đường đi hàng ngày của Mặt trời đi phía trên đường chân trời và một nửa đi phía dưới nó; nói cách khác, độ dài của ngày bằng độ dài của đêm.

Chúng ta hãy kiểm tra điều này bằng cách viết ra trên lịch thời gian mặt trời mọc và mặt trời lặn vào những ngày gần điểm phân. Trong trường hợp này, tốt hơn nên chọn năm xa nhất so với năm bay cao để giảm ảnh hưởng của dòng chảy không đồng đều của các năm dương lịch do có thêm một ngày trong mỗi năm thứ tư - ngày 29 tháng 2. (Việc bổ sung này là cần thiết để không khác biệt theo thời gian với năm tự nhiên - cái gọi là năm nhiệt đới, gồm 365.2422 ngày.)

Bảng hiển thị dữ liệu về mặt trời mọc và mặt trời lặn (cũng như thời lượng ngày và đêm và sự khác biệt giữa chúng), được lấy từ lịch thiên văn năm 1978, của Moscow (chính xác hơn là đối với một điểm có vĩ độ địa lý là +56 độ, tức là 1/4 độ về phía bắc Moscow). Không giống như lịch, thời gian được chỉ định không phải là thời gian địa phương mà là thời gian nghỉ thai sản ở Moscow, tất nhiên, không thay đổi độ dài của ngày và 夜晚.

Bảng này cho thấy sự bằng nhau của ngày và 夜晚 xảy ra sớm hơn gần ba ngày so với ngày xuân phân trong thiên văn và muộn hơn một cột so với ngày thu. Nguyên nhân của hiện tượng kỳ lạ này là gì?

Trước hết, chúng tôi lưu ý rằng thời điểm mặt trời mọc (hoàng hôn) được coi là thời điểm cạnh trên của đĩa mặt trời xuất hiện (biến mất) trên đường chân trời lý tưởng, chẳng hạn như trên biển. Trong trường hợp này, tâm Mặt trời nằm dưới đường chân trời một bán kính góc biểu kiến ​​của đĩa Mặt trời bằng 16’, khiến ngày kéo dài gấp đôi thời gian cần thiết để nâng (hoặc hạ thấp) Mặt trời một góc như vậy.

Vẫn còn những tác động đáng kể khác trong việc tăng độ dài của ngày. Đây là khúc xạ thiên văn. Hãy để chúng tôi giải thích bản chất của nó.

Hình 1.

Tờ 5

tr. 3Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

3

Các tia sáng từ một thiên thể, trước khi đi vào mắt, được quan sát thấy đi qua bầu khí quyển của trái đất, khúc xạ trong đó, giống như trong lăng kính. Khi mật độ của khí quyển tăng lên về phía bề mặt Trái đất, các tia bị khúc xạ ngày càng nhiều khi chúng đến gần Trái đất.

Hãy quan sát chúng tại điểm O (Hình 2). Ánh sáng từ một vật thể ở xa, chẳng hạn như Mặt trời, tới Trái đất theo một đường gần như song song. Nếu không có sự khúc xạ ánh sáng thì Mặt trời sẽ được nhìn thấy theo hướng OS. Tuy nhiên, khi đi vào khí quyển, các tia bị khúc xạ, tiến tới vuông góc với các lớp phẳng song song và quan sát thấy Mặt trời theo hướng tiếp tuyến HOẶC với phần tử cuối cùng của tia. Trong trường hợp này, vị trí thực tế của Mặt trời là điểm S’ (BS’ song song với OS).

Do đó, Mặt trời dường như được nâng lên trên đường chân trời so với vị trí thực tế của nó theo góc khúc xạ ROS. Nếu ngôi sao ở đỉnh cao thì không xảy ra hiện tượng khúc xạ ánh sáng và góc khúc xạ (hay đơn giản là khúc xạ) bằng không. Khúc xạ đạt giá trị lớn nhất—35’—khi Mặt trời xuất hiện phía trên đường chân trời hoặc lặn dưới đường chân trời. Khúc xạ nâng Mặt trời lên trên đường chân trời thêm 35’, trong khi đường kính của đĩa mặt trời có thể nhìn thấy từ Trái đất ở góc chỉ 32'.

Bản thân sự thay đổi nhanh chóng về khúc xạ ở gần đường chân trời dẫn đến một hiện tượng kỳ lạ khác, dường như đã được nhiều độc giả chú ý - ở đường chân trời, Đối với chúng ta, Mặt trời dường như liên tục theo chiều dọc một cách đáng chú ý (Hình 3). Thật vậy, hãy xét thời điểm mà mép dưới của đĩa mặt trời được nhìn thấy chạm vào đường chân trời, nhưng thực tế lại nằm ở phía dưới 35’. Mép trên của đĩa được nâng lên ít hơn do khúc xạ, chỉ 29’. Sự khác biệt này dẫn đến sự biến dạng hình dạng của mặt trời.

Tờ 6

tr. 4Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

4

đĩa nechnogo. Khi Mặt trời mọc cao hơn đường chân trời, sự chênh lệch khúc xạ giữa mép dưới và mép trên nhanh chóng giảm đi và Mặt trời có hình dáng chung.

Chúng ta hãy quay trở lại câu hỏi về độ dài của ngày và đêm. Cả hai hiện tượng này đều kéo dài ngày và rút ngắn đêm: Mặt trời mọc sớm hơn vào buổi sáng và lặn muộn hơn vào buổi tối so với bình minh và hoàng hôn “hình học”, được xác định bởi thời điểm tâm Mặt trời đi qua đường chân trời. Thời điểm mặt trời mọc sớm và thời điểm mặt trời lặn được xác định bởi thời gian cần thiết để thay đổi độ cao của Mặt trời ở đường chân trời thêm 16′+35′=51′. Lần này, lần lượt, phụ thuộc vào vĩ độ địa lý của địa điểm.

Đường xích đạo thiên thể cắt đường chân trời một góc 90°-f. Khi f = 0, tức là tại xích đạo trái đất, xích đạo trời nằm thẳng đứng. Ở đó, Mặt trời, trong chuyển động biểu kiến ​​hàng ngày do Trái đất quay, mọc vào buổi sáng và lặn vào buổi tối vuông góc với đường chân trời, di chuyển 51′ trong 3,4 phút (dựa trên tính toán rằng một vòng quay hoàn toàn của Trái đất 360° xảy ra trong 24 giờ).

Ở Mátxcơva, có vĩ độ gần 56°, đường xích đạo trời nghiêng so với đường chân trời một góc 90°—56°=34°. Ở đây Mặt trời mọc lúc bình minh và lặn xiên lúc hoàng hôn nên độ cao của nó thay đổi chậm. Trong một đường thẳng gần 56°, đường xích đạo thiên cầu nghiêng với đường chân trời một góc 90°—56°=34°.

Hình 4.

Điều này tương ứng với thời gian là 6,08 phút. Từ bảng cho thấy thời gian mặt trời mọc và mặt trời lặn bao gồm những thời điểm xảy ra vào mùa xuân và muộn hơn vào mùa thu. Nói cách khác, sự bình đẳng giữa ngày và đêm thực sự xảy ra vào các ngày 18-19/3 và 25-26/9 (chứ không phải vào ngày 21/3 và 23/9).

Thật đáng mừng khi biết rằng chúng ta đang ở trong mùa ánh sáng, khi ngày dài hơn đêm, dài hơn bóng tối. Nếu lấy một năm phi lịch sử có 365 ngày và giả sử ngày bằng đêm 18 tháng 3 và đêm 25 tháng 9 thì khoảng cách giữa các ngày này là 191 ngày, từ 25 tháng 9 đến 18 tháng 3 có 174 năm, tức là mùa sáng dài hơn mùa tối 17 ngày. Sự khác biệt này bao gồm mười ngày liên quan đến hiện tượng được mô tả ở trên và bảy ngày, gây ra bởi sự chuyển động không đều của Trái đất trong quỹ đạo của nó. Trái đất di chuyển nhanh hơn ở gần điểm cận nhật, nó đi qua hàng năm vào đầu tháng 1 và chậm hơn ở gần điểm cận nhật, xảy ra vào đầu tháng 7. Nếu bạn đếm số ngày giữa các tương đương thiên văn, thì từ ngày 21 tháng 3 đến ngày 23 tháng 9 sẽ có 186 ngày, và từ ngày 23 tháng 9 đến ngày 21 tháng 3 sẽ có một năm - tổng cộng là 179. Nhưng khoảng thời gian đầu tiên xảy ra vào mùa xuân và mùa hè ở Bắc bán cầu và vào mùa thu đông ở Nam bán cầu. Vì vậy, chúng tôi, những cư dân của Sverma, đang ở một vị trí thuận lợi hơn, vì chúng tôi có mùa lạnh và tối kéo dài và kéo dài, trái ngược với cư dân ở Nam bán cầu, nơi mùa thu và mùa đông dài hơn và có mức lạnh trung bình.

Tờ 7

tr. 5Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

5

B. Werheim

Phương pháp
văn phòng phẩm
điểm

Khi chúng ta đang tìm kiếm lời giải của một số phương trình, thật tốt khi biết trước rằng nó có lời giải - bởi vì nếu không thì tại sao lại lãng phí thời gian? Thông báo này trở nên nghiêm trọng khi nói đến lời giải các phương trình và hệ thống phức tạp trên các máy tính mạnh với thời gian sử dụng máy tính đắt đỏ. Do đó, cái gọi là các định lý tồn tại và đảm bảo trước sự tồn tại của lời giải, đóng một vai trò rất quan trọng. Một trong số đó, định lý điểm cố định của Brouwer, một định lý thú vị và hữu ích ngay cả ở cấp phổ thông, sẽ được thảo luận trong bài viết này.

Đi bộ
Nanhem từ một cuộc dạo chơi, ghi nhớ những lợi ích và sự vĩnh cửu của việc di chuyển; trên đường đi sẽ có cả điểm cố định và phương trình.

Putnikovoevoe một người đi từ điểm aa đến điểm bb, người kia đi bộ suốt trên đường abab. Rõ ràng, cuộc gặp gỡ của họ là không thể tránh khỏi: các đường đi muốn bằng nhau một lần (ở cùng một điểm vào cùng một thời điểm). Hãy để chúng tôi mô tả điều này chi tiết hơn (Hình 1).

Đặt xx là tọa độ của đường đi đầu tiên (a⩽x⩽ba \leqslant x \leqslant b) và đặt tốc độ của nó không đổi; yy là tọa độ của giây (a⩽y⩽ba \leqslant y \leqslant b). Mỗi giá trị xx (vị trí của đường dẫn đầu tiên) tương ứng với một giá trị duy nhất yy (vị trí của đường dẫn thứ hai cùng lúc); vậy là ta có hàm y=f(x)y = f(x). phương trình

f(x)=xf(x) = x

quyết định địa điểm gặp mặt.

Ví dụ 1. Đặt a=0a = 0, b=1000b = 1000 m, y=100+0,7xy = 100 + 0,7x. Nếu x=0x = 0 thì y=100y = 100; nếu x=1000x = 1000, thì y=800y = 800 - cái đầu tiên đã đi vòng quanh! Phương trình 100+

Hình 1

Tờ 8

tr. 6Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

6

+0,7x = x cho tọa độ x = 333 1/3 m - ở đây tọa độ thứ nhất sẽ đuổi kịp tọa độ thứ hai.

Nếu chuyển động của giây là chuyển động cuối cùng thì cả hàm f và phương trình hội tụ sẽ cần thiết hơn, nhưng vẫn rất khó có khả năng xảy ra ít nhất một cuộc gặp gỡ.

Tuy nhiên, điều “rõ ràng” này không làm căng thẳng chúng ta với tư cách là những nhà toán học; Trước khi đi xa hơn, chúng ta sẽ tinh chỉnh công thức toán học của bài toán và chứng minh sự tồn tại của cuộc gặp gỡ.

Giả sử (như trong Ví dụ 1) hàm f hiển thị đoạn [a; b] vào chính nó, nghĩa là với mọi x ∈ [a; b] ta có a ∼ f(x) ∙ b. Khi đó bất kỳ lời giải nào của phương trình f(x) = x được gọi là điểm cố định của ánh xạ f. (Trong ví dụ của chúng ta, điểm cố định chính xác là điểm gặp nhau.) Nó tồn tại khi nào?

Định lý. Đối với bất kỳ hàm liên tục f nào biểu diễn đoạn [a; b] vào chính nó thì có một điểm cố định.

Trong định lý, cả tính liên tục của hàm f và việc chúng ta đang nói về một đoạn đều cần thiết.

Bài tập 1. Cho ví dụ về hàm f không liên tục biểu diễn [a; b] vào chính nó, không có điểm cố định.

Bài tập 2. Cho ví dụ về hàm số liên tục ánh xạ vào chính chúng không có điểm cố định: a) Hợp của hai đoạn [a; b] ∪ [c; đ]; b) * tích phân ]a; b[.

Để chứng minh định lý, chúng ta sẽ trang bị cho mình những chiếc bút chì màu đỏ và những bức ảnh. Trước khi sử dụng chúng, chúng ta hãy ký hiệu

φ(x)=f(x)−x.\varphi(x) = f(x) - x.

Rõ ràng là c ∈ [a; b] sẽ là điểm cố định của f khi và chỉ nếu c là nghiệm của phương trình φ(x)=f(x)−x=0\varphi(x) = f(x) - x = 0. Vì vậy, chúng ta sẽ tìm nghiệm nguyên của phương trình này. Lưu ý rằng từ điều kiện a ⟦ x ⟧, a ≤ f(x) ≤ b, φ(a)≥0\varphi(a) ≥ 0 và φ(b)≤0\varphi(b) ≤ 0 liền theo sau. Chúng ta sẽ giả sử rằng cả hai bất đẳng thức đều nghiêm ngặt (nếu không thì bài toán lời giải). Bây giờ chúng ta hãy chia đoạn [a; b] thành 10 phần bằng nhau và tô màu đỏ tất cả các đoạn có giá trị

cos⁡x3−x=0?\cos x^3 - x = 0?

Hàm cos x³ liên tục; nó ánh xạ đoạn [−π/2, π/2] vào chính nó (tiếp tục vào đoạn [−1, 1]); do đó, theo định lý, tồn tại lời giải c ∈ [−π/2, π/2].

Tờ 9

tr. 7Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

7

Lưu ý rằng các số an,δna_n, \delta_n là các số gần đúng với gốc và đoạn đó có thể được chia không phải thành 10 mà thành 2 phần; Kỹ thuật này (phương pháp Bolshano, được đặt theo tên của nhà toán học người Séc) thực sự được sử dụng cùng với các thuật toán khác cho phương trình lời giải gần đúng.

Ngoài ra, định lý của chúng ta không nói gì về số lượng điểm cố định: rõ ràng là có thể có nhiều điểm cố định.

Tách cà phê

Và bây giờ - một tách cà phê! Đặt nó theo chuyển động tròn đều, chúng ta sẽ thấy một điểm cố định ở trung tâm. Đối với một số chuyển động, hình ảnh phức tạp hơn, nhưng nếu bạn xem xét vị trí của bộ phận tại hai thời điểm khác nhau, bạn có thể tìm thấy một hạt bất động theo nghĩa là nó ở cả hai lần - không phải, có lẽ, không phải lúc nào cũng vậy! - ở cùng một chỗ. Điều này rất đúng nếu bạn chấp nhận tình trạng vật lý là bất động của một bộ phận gần các bức tường do ma sát, và điều đó không tốt lắm - nhưng đúng! - và nếu không có điều kiện như vậy, miễn là có sự liên tục của ánh xạ tương ứng (nghĩa là các hạt “gần” sẽ không phân kỳ quá xa).

Để “toán học hóa” tình huống đang được xem xét, chúng ta sẽ cần một số định nghĩa.

Đặt MM là một tập hợp các điểm (ví dụ: một phần của đường thẳng, mặt phẳng hoặc không gian); ff là ánh xạ của tập hợp MM vào chính nó: nó gán cho mỗi điểm x∈Mx \in M ảnh của nó y=f(x)∈My = f(x) \in M. Ánh xạ như vậy được gọi là liên tục nếu với bất kỳ điểm x0∈Mx_0 \in M và bất kỳ E>0E > 0 nào đều có δ>0\delta > 0 sao cho đối với tất cả các điểm x∈Mx \in M được xóa khỏi x0x_0 một khoảng cách nhỏ hơn δ\delta, khoảng cách giữa các hình ảnh của chúng f(x0)f(x_0) và f(x)f(x) nhỏ hơn ε\varepsilon.

Đối với trường hợp MM nằm trên trục số, khoảng cách giữa các điểm là ∣x0−x∣|x_0 - x|, giữa ảnh của chúng - ∣f(x0)−f(x)∣|f(x_0) - f(x)|, do đó định nghĩa của chúng ta về cơ bản trùng với định nghĩa của hàm liên tục (“Đại số và phần đầu của phân tích 9”, đoạn 38).

Ý nghĩa trực quan của định nghĩa là bản đồ liên tục ff không được có điểm gián đoạn - các điểm rất gần không thể di chuyển quá xa nhau.

Như trước đây, chúng ta gọi điểm x∈Mx \in M là điểm cố định của ánh xạ ff từ tập MM vào chính nó nếu f(x)=xf(x) = x.

Khi nào ánh xạ ff nhất thiết phải có điểm cố định? Đáp số đưa ra câu trả lời cho câu hỏi này

Định lý Brouwer
về một điểm cố định

Định lý nổi tiếng này đã được chứng minh một cách chặt chẽ cách đây không lâu - vào năm 1911*). Cùng với nhiều khái quát hóa, nó đóng vai trò chủ đạo trong một số lĩnh vực của toán học hiện đại. Các định lý về điểm cố định rất quan trọng cả về mặt lý thuyết lẫn ứng dụng: chúng được sử dụng để tính toán cánh máy bay, phân tích các chiến lược tối ưu và trạng thái cân bằng trong trò chơi cũng như trong các mô hình kinh tế toán học.

Định lý Brouwer. Mọi ánh xạ liên tục ff của đường tròn MM (cùng với ranh giới của nó) vào chính nó đều có một điểm liên tục.

Định lý này không chỉ đúng với đường tròn MM, mà còn đúng với bất kỳ tập giới hạn lồi nào chứa ranh giới của nó, ví dụ, đối với một góc vuông, một hình tam giác hoặc một đa giác nói chung lồi trên một mặt phẳng, đối với một khối lập phương hoặc một quả bóng trong không gian.

*) L. E. Ya. Brouwer - nhà toán học người Hà Lan; trước ông, định lý này đã được nhà toán học người Latvia P. Bol sử dụng và nó còn được gọi là định lý Bol-Brauer.

Tờ 10

tr. 8Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

8

Hình 4.

Tuy nhiên, điều đó không đúng với mọi MM:

Bài tập 3. Cho ví dụ về tập giới hạn MM trên mặt phẳng và ánh xạ liên tục của nó vào chính nó mà không có điểm cố định.

Bài tập 4*. Xây dựng bản đồ liên tục của một đường tròn không có ranh giới vào chính nó và không có điểm cố định.

Bài tập 5. Xây dựng ánh xạ không liên tục của một đường tròn (có ranh giới MM) vào chính nó mà không có điểm cố định.

Chúng ta sẽ không chứng minh định lý Browser trong trường hợp tổng quát nhất mà sẽ xét trường hợp MM là tam giác đều. Để chứng minh điều đó, chúng ta cần có bút chì màu, nhưng hiện tại có ba loại: đỏ, xanh lam và xanh lục. (Trong không gian sẽ cần bốn!) Họ sẽ cần phải chứng minh một tuyên bố phụ trợ được gọi là

Bổ đề Sperer

Hình 4 cho thấy một “lưới” để bắt các điểm trong tam giác đều ABCABC từ cạnh aa. Các nút được đánh dấu bằng các vòng tròn, 3 đường (cạnh) xuất phát từ mỗi nút, kết nối nó với các nút lân cận. Các ô mạng là các hình lục giác đều ở cạnh bb. Các cạnh của tam giác được chia thành nn phần bằng nhau, các điểm chia là tâm của các ô biên. nb3=anb\sqrt{3} = a và (n+1)(n+2)/2(n+1)(n+2)/2 là tổng số ô.

Mỗi đỉnh bên trong thuộc về những đỉnh đó và đỉnh viền thuộc về hai ô.

Bây giờ chúng ta đánh dấu bằng số 1 tất cả các ô ngoại trừ cạnh cuối cùng, số 2 - các ô của ô thứ hai và số 3 - các ô của ô thứ ba (Hình 4). Chúng ta sẽ đặt các ô (nội bộ) còn lại có số 1, 2, 3 hoàn toàn tùy ý. Màu sắc các ô loại 1, 2 và 3 lần lượt là xanh lá cây, xanh dương và đỏ. Chúng ta gọi một đỉnh là hoàn chỉnh nếu nó được chứa trong các ô có cả ba màu.

Bổ đề. Có một đỉnh đầy đủ*).

Bằng chứng. Chúng tôi xây dựng một đường gãy từng bước, tạo nó từ các cạnh của “loại 1-2” liền kề với các ô có số 1 và 2. Hãy bắt đầu từ cạnh, theo điều kiện, chỉ có một cạnh “hai màu” như vậy p0p1p_0p_1 và trong một số bước hữu hạn, chúng ta sẽ đạt đến một đỉnh hoàn chỉnh: nếu một cạnh thuộc loại 1-2 pk−1pkp_{k-1}p_k, k=1,2,…k=1, 2, \dots, dẫn chúng ta đến một đỉnh không hoàn chỉnh pkp_k, khi đó có một cạnh khác thuộc loại 1-2 phát ra từ nút pkp_k (Hình 5), nó cho ra đỉnh pk+1≠pkp_{k+1} \neq p_k. Rõ ràng, con đường này không quay trở lại rìa hoặc các đỉnh đã đi qua (tại sao?). Vì tập hợp các đỉnh là hữu hạn nên đường đứt nét nhất thiết phải kết thúc ở một đỉnh hoàn chỉnh.

Thiên nga, ung thư và shuka

Bây giờ chúng ta hãy chứng minh định lý Browser cho trường hợp MM đúng

*) Bổ đề này chỉ là một phần trường hợp dấu của bổ đề do nhà toán học người Đức Sperer đưa ra.

Hình 5.

Tờ 11

tr. 9Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

9

tam giác ABCABC (Hình 4). Hãy đánh dấu điểm AA bằng số 1, BB bằng số 2, CC bằng số 3 và viết các số này vào ba ô tương ứng. Tiếp theo, trong các ô có tâm ở cạnh ABAB, chúng ta viết 1, trên BCBC - 2; trên CACA - 3. Mỗi điểm bên trong xx được gán một nhãn - một trong các số 1, 2, 3 - theo quy tắc sau: số 1, nếu khoảng cách từ điểm xx đến cạnh ABAB không lớn hơn khoảng cách từ điểm y=f(x)y=f(x) đến ABAB (điểm xx là không “giảm” khi ff được hiển thị); nếu không phải như vậy thì số là 2 khi điểm xx không tiến tới BCBC (khoảng cách từ xx đến BCBC không lớn hơn khoảng cách từ yy đến BCBC); trong các trường hợp khác, chúng tôi lấy 3 - trong trường hợp này, điểm xx di chuyển ra khỏi cạnh CACA (xem trong Hình 4 các vùng dành cho x⃗y\vec{x}y, tương ứng với các nhãn 1, 2, 3). Chúng ta hãy viết dấu tâm của nó tại mỗi điểm bên trong. Sử dụng bổ đề Spernan, chúng ta tìm thấy đỉnh hoàn chỉnh x0x_0 và nhớ lại ý nghĩa của câu chuyện ngụ ngôn của Krylov:

…Thiên nga lao vào mây,
Ung thư đang di chuyển ngược
và tsiuka bị kéo xuống nước -
Đúng, nhưng mọi thứ vẫn còn đó!
Chúng tôi chỉ đang tìm một điểm cố định: tương tự như chiếc xe đẩy này trong truyện ngụ ngôn, có các ô có số 1, 2, 3 được liên kết với toàn bộ đỉnh x0x_0. (Đỉnh này “gần như bất động” - với bb đủ nhỏ, nó tiến gần đến ABAB, BCBC và CACA một chút, tức là nó di chuyển ít.)

Bây giờ chúng ta hãy lấy một chuỗi các số b1,b2,...,bkb_1, b_2, ..., b_k, … có xu hướng tiến về 0 và với mỗi kk, chúng ta tìm thấy đỉnh hoàn chỉnh của nó xkx_k. Chúng tôi nhận được một chuỗi các điểm

x1,x2,...,xk,...x_1, x_2, ..., x_k, ...

Trường hợp đầu tiên. Nếu chuỗi này hội tụ*) đến điểm xˉ=lim⁡k→∞xk\bar{x} = \lim_{k \to \infty} x_k thì xˉ\bar{x} là điểm cố định của ánh xạ này. (Tính bất động của nó xuất phát từ thực tế là xˉ\bar{x} không tiếp cận bất kỳ cạnh nào trong ba cạnh của tam giác.)

Bài tập 6. Chứng minh điểm xˉ\bar{x} cố định.

Trường hợp thứ hai. Nếu dãy x1,x2,...,xkx_1, x_2, ..., x_k, … không hội tụ thì ta có thể chọn dãy số n1<n2<...<nk<...n_1 < n_2 < ... < n_k < ... sao cho dãy điểm

xn1,xn2,...,xnk,...x_{n_1}, x_{n_2}, ..., x_{n_k}, ...

hội tụ đến một điểm nào đó xˉ′=lim⁡k→∞xnk\bar{x}' = \lim_{k \to \infty} x_{n_k}.

Bài tập 7. Chứng minh sự tồn tại của dãy số n1,n2,...,nk,...n_1, n_2, ..., n_k, ... và tính bất động của điểm xˉ′\bar{x}'.

Phát triển phương pháp điểm cố định

Định lý của Browser, mà chúng tôi đã chứng minh cho một đoạn thẳng và cho một hình tam giác, không chỉ khái quát hóa cho không gian ba chiều (như đã nêu ở trên) mà còn cho “không gian có số chiều bất kỳ”. Hơn nữa, nhà toán học người dùng J. Schauder đã khái quát hóa nó cho trường hợp không gian “vô hạn chiều”. Hướng đi này được phát triển hơn nữa trong công trình của Viện sĩ A. N. Tikhonov. Nhà toán học người Ba Lan S. Banach đã chứng minh một định lý quan trọng về tỷ lệ của không gian, làm phong phú thêm phương pháp điểm cố định. Gần đây, các công trình tương tự như Hình 4 đã được sử dụng để tính toán trên máy tính khi tiếp cận các điểm cố định và cho lời giải nhiều mặt bài toán.

Bài tập

  1. Áp dụng định lý Browser (cho đoạn) cho thấy phương trình sau có lời giải: a) x−cos⁡x=0x - \cos x = 0; b) cos⁡(sin⁡x)−x=0\cos (\sin x) - x = 0.

  2. Ánh xạ f:(x,y)→(x′,y′)f:(x, y) \rightarrow (x', y'), trong đó x′=x2+1,5xy,y′=0,5xy+y2x' = x^2 + 1, 5xy, y' = 0, 5xy + y^2, có một điểm cố định trên đoạn S={(x,y)∣x≥0,y≥0,x+y=1}S = \{(x, y) | x \geq 0, y \geq 0, x + y = 1\}. Chứng minh điều này bằng định lý Browser và giải hệ x=x2+1,5xy;y=0,5xy+y2x = x^2 + 1, 5xy; y = 0, 5xy + y^2.

  3. Chứng tỏ rằng hệ thống

{x=sin⁡(x+y),y=0,5(x2+xy3)\begin{cases} x = \sin(x + y), \\ y = 0, 5(x^2 + xy^3) \end{cases}

có lời giải.

  1. Khám phá hệ thống

{x1=x22+2x2x3+x1x2,x2=x32+x3x1,x3=x12+x1(x2+x3)\begin{cases} x_1 = x_2^2 + 2x_2x_3 + x_1x_2, \\ x_2 = x_3^2 + x_3x_1, \\ x_3 = x_1^2 + x_1(x_2 + x_3) \end{cases}

về sự tồn tại của lời giải khác 0 (theo định lý Browser). Giải quyết nó bằng các phương tiện cơ bản.

Tờ 12

tr. 10Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

10

V. Mozhaev

Sự giãn nở nhiệt của chất rắn

Người ta biết rằng hầu hết các chất rắn đều nở ra khi bị nung nóng. Đây là một tính chất phổ quát của chất rắn. Độ giãn dài tương đối của hầu hết các chất rắn khi đun nóng ở 1°C là ~10⁻⁵. Để hiểu bản chất của điều này, thoạt nhìn, một hiện tượng hiển nhiên, cần phải hiểu đặc điểm của sự tương tác giữa các nguyên tử trong một vật thể rắn.

Bất kỳ vật thể rắn nào cũng bao gồm một hệ thống ổn định gồm các bộ phận - nguyên tử, ion hoặc phân tử - tương tác với nhau. Chúng ta sẽ không đi sâu vào chi tiết về bản chất của những tương tác này mà nhìn vào bản chất chung của chúng.

Để ổn định tập hợp các bộ phận tạo thành một vật thể rắn, cần có sự hiện diện của hai loại lực: lực hấp dẫn không tạo khoảng cách cho hệ thống đó và lực đẩy không cho phép các hạt chuyển động. Khoảng cách càng nhỏ thì lực hút và lực đẩy càng lớn. Tuy nhiên, khi khoảng cách giảm đi, giá trị tuyệt đối của lực đẩy quay trở lại nhanh hơn nhiều so với giá trị tuyệt đối của lực hút.

Hình 1 cho thấy một cái nhìn tổng quát về sự phụ thuộc của lực hấp dẫn (a) và lực đẩy (b) vào khoảng cách giữa các hạt của vật rắn. Đường cong c là kết quả của các lực này, nó mô tả bản chất của lực tương tác. Ở khoảng cách r = r₀, lực đẩy cân bằng với lực hút và lực tương tác tạo thành bằng không. Khoảng cách r₀ giữa các hạt tương ứng với trạng thái cân bằng ổn định. Thật vậy, sự dịch chuyển của một bộ phận khỏi vị trí cân bằng dẫn đến xuất hiện một lực có xu hướng đưa chúng về vị trí cân bằng.

Để mô tả sự tương tác giữa các hạt người ta thường sử dụng khái niệm năng lượng tương tác. Hình 2 biểu diễn đồ thị năng lượng tương tác theo khoảng cách giữa các hạt. Trị số của năng lượng ở khoảng cách r giữa các hạt 1 và 2 bằng công phải thực hiện để di chuyển hạt 2 từ vô cực, nơi năng lượng tương tác bằng 0, đến một điểm tại

Tờ 13

tr. 11Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

11

đi ở khoảng cách rr so với hạt 1. Khi các hạt tiến đến khoảng cách r0r_0, công được thực hiện bằng sự hợp nhất của lực hút - năng lượng tương tác trong vùng này là âm. Khi tiến gần từ khoảng cách r0r_0 đến khoảng cách r<r0r < r_0, cần thực hiện công chống lại lực đẩy - trong vùng này năng lượng tương tác là dương. Ở vị trí cân bằng ổn định (tại r=r0r = r_0), tổng năng lượng tương tác đạt giá trị tối thiểu.

Gần độ không tuyệt đối, các hạt trong chất rắn nằm ở khoảng cách r0r_0 với nhau, ở đáy giếng thế năng (theo nghĩa năng lượng của từ này). Khi một vật rắn được làm nóng, tổng năng lượng EE của các hạt tăng lên. Năng lượng này, không có ở đáy giếng thế năng, bao gồm động năng và thế năng của các hạt. Công thức duy nhất có sẵn của các hạt trong trường hợp này là chuyển động dao động xung quanh vị trí cân bằng. Tổng năng lượng EE của một hạt dao động trong chất rắn, cũng như năng lượng của các phân tử khí, tỷ lệ thuận với nhiệt độ TT.

Chúng ta hãy xem xét các dao động của một hạt nằm trong giếng thế năng (trong khu vực được bảo vệ trong Hình 2) và có tổng năng lượng EE. Để đơn giản, hạt rỗng 1 đứng yên và hạt 2 dao động. Tại thời điểm đi qua vị trí cân bằng (điểm OO trên Hình 3), hạt 2 có động năng cực đại bằng EE. Khi một hạt chuyển động sang trái so với vị trí cân bằng, động năng được dùng để thắng lực đẩy của hạt 1 và chuyển thành thế năng tương tác. Sự lệch về bên trái xảy ra cho đến khi toàn bộ động năng của hạt chuyển hóa thành thế năng. Điều này xảy ra tại điểm AA cách vị trí cân bằng một khoảng x1x_1. Lúc này hạt dừng lại và bắt đầu chuyển động theo hướng ngược lại. Khi di chuyển sang phải từ vị trí cân bằng, động năng của hạt 2 được dùng để thắng lực hấp dẫn về phía hạt 1 và cũng chuyển hóa thành thế năng tương tác. Tại điểm BB cách vị trí cân bằng một khoảng x2x_2 thì toàn bộ động năng chuyển thành thế năng,

Tờ 14

tr. 12Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

12

hạt dừng lại và bắt đầu chuyển động sang trái.

Chúng ta đã mô tả hành trạng chung của hạt 2. Bây giờ chúng ta hãy xem xét nó chi tiết hơn.

Chúng ta hãy quay lại Hình 1. Trong vùng lân cận của điểm r0r_0 phần phụ thuộc F(r)F(r) có thể xấp xỉ, với một mức độ chính xác nhất định, được coi là tuyến tính. Trong trường hợp này, lực F(x)F(x), xuất hiện khi hạt lệch khỏi vị trí cân bằng một khoảng xx, tỷ lệ thuận với độ lệch này và hướng về vị trí cân bằng. (Chúng tôi tin rằng những lực như vậy phát sinh trong quá trình biến dạng đàn hồi của vật rắn. Định luật Hooke tuân theo đề xuất này.) Trong phép tính gần đúng này, sự thay đổi thế năng của một hạt trong vùng lân cận điểm r0r_0 được mô tả bởi sự phụ thuộc

U(x)=Kx22,U(x) = \frac{Kx^2}{2},

(1)

trong đó KK là hệ số không đổi không phải tác nhân và hạt thực hiện dao động điều hòa với tần số ω=K/m\omega = \sqrt{K/m}. Phép tính gần đúng có thể đặt được còn được gọi là điều hòa.

Liệu có thể, dựa trên phép tính gần đúng điều hòa, để giải thích sự giãn nở nhiệt của một vật thể hay không? Không. Và đây là lý do tại sao. Đường cong thế năng U(x)U(x) trong phép tính gần đúng điều hòa là một parabol, đối xứng theo phương thẳng đứng x=0x = 0 (xem Hình 3). Điều này có nghĩa là khi nhiệt độ tăng, tức là khi tổng năng lượng của hạt tăng, chỉ có thể xảy ra sự tăng biên độ dao động của hạt 2 và khoảng cách trung bình giữa hạt 1 và 2 không thay đổi. Điều này có nghĩa là kích thước của vật không thay đổi khi bị nung nóng.

Vì vậy, chúng ta cần mô tả chính xác hơn phép tính gần đúng điều hòa bản chất của sự thay đổi thế năng của hạt 2 trong vùng lân cận điểm OO.

Trên thực tế, đường cong bất đối xứng tiềm năng—nhánh trái của nó “phát triển” nhanh hơn nhiều so với nhánh phải. Để tính đến tính đối xứng của đường cong thế năng trong vùng lân cận điểm OO, chúng ta biểu diễn thế năng của hạt dưới dạng:

U(x)=Kx22−βx33,U(x) = K \frac{x^2}{2} - \beta \frac{x^3}{3},

(2)

trong đó xx, như trước, là độ lệch so với vị trí cân bằng. Bằng cách thêm βx3/3\beta x^3/3, chúng tôi đưa đường cong tiềm năng trong mô hình của mình đến gần hơn với đường cong thực. (Trong phép tính gần đúng đầu tiên, chúng tôi đã thay thế đường cong năng lượng tương tác thực tế bằng một parabol (1); bây giờ chúng tôi thực hiện phép tính gần đúng tiếp theo.)

Bản chất không đối xứng của đường cong thế năng (2) dẫn đến độ lệch tối đa của hạt 2 sang phải (x2)(x_2) và sang trái (x1)(x_1) hóa ra không bằng nhau:

∣x2∣>∣x1∣.|x_2| > |x_1|.

Do đó, vị trí trung bình của hạt không còn trùng với vị trí cân bằng - nó sẽ di chuyển về bên phải điểm OO một khoảng xˉ=∣x2∣−∣x1∣2\bar{x} = \frac{|x_2| - |x_1|}{2}. Nói cách khác, khoảng cách trung bình giữa các hạt 1 và 2 tăng xˉ\bar{x}, có nghĩa là làm nóng cơ thể, tức là tăng năng lượng của các hạt, dẫn đến tăng kích thước tuyến tính của cơ thể.

Bây giờ chúng ta hãy ước tính hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính α\alpha. Làm nóng cơ thể đến nhiệt độ neoctor TT, tại đó nhiệt năng trung bình của các nguyên tử của nó là EE. Khi đó đối với vị trí cực trị bên trái của hạt 2 (điểm AA trong Hình 3), chúng ta có thể viết:

E=Kx122+β∣x1∣33.E = \frac{Kx_1^2}{2} + \beta \frac{|x_1|^3}{3}.

(3)

(Chúng ta đã đánh đồng tổng năng lượng của hạt với thế năng của nó ở vị trí cực bên trái.) Tương tự như vậy đối với vị trí cực trị bên phải (điểm BB)

E=Kx122−β∣x1∣33.E = \frac{Kx_1^2}{2} - \beta \frac{|x_1|^3}{3}.

(4)

Để nhiệt độ cơ thể tăng theo giá trị ΔT\Delta T. Lấy số gia từ cả hai phần của phương trình (3) và (4), chúng ta thu được

ΔE=K∣x1∣⋅Δ∣x1∣+βx12⋅Δ∣x1∣,\Delta E = K|x_1| \cdot \Delta |x_1| + \beta x_1^2 \cdot \Delta |x_1|,

(5)

ΔE=K∣x2∣⋅Δ∣x2∣−βx22⋅Δ∣x2∣.\Delta E = K|x_2| \cdot \Delta |x_2| - \beta x_2^2 \cdot \Delta |x_2|.

(6)

Từ phương trình (5) và (6) chúng ta thấy rằng

Tờ 16

tr. 14Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

14

I. Bystry

Diện tích một đoạn của parabol Neil

Năm 1657, một sinh viên hai mươi tuổi tại Đại học Oxford, William Neil (1637–1670), đã tìm ra độ dài cung của một “parabol bán nguyệt” y=a3x2y = a^3\sqrt{x^2}. Khám phá này cho phép những người đương thời, và để tưởng nhớ nhà toán học tài năng đã mất sớm, parabol bán khối được gọi là parabol Neil.

Ngày nay, parabol của Neil không chỉ có thể được tìm thấy trong khóa học phân tích ở trường đại học mà còn trong sách giáo khoa ở trường *). Và gần đây, tại một buổi giảng dành cho các ứng viên, tôi nhận được thông báo sau:

Làm thế nào để tìm diện tích của một hình được tạo bởi đường cong y=3x2y = 3\sqrt{x^2} và tiếp tuyến với nó tại điểm x=−8x = -8?

Đây là những gì tôi đã trả lời sau đó.

bài toán này, mặc dù có vẻ đơn giản, nhưng lại gắn liền với định nghĩa về khó khăn.

Khó khăn đầu tiên nảy sinh trong việc tìm tiếp tuyến của parabol Neil

f1(x)=3x2f_1(x) = 3\sqrt{x^2}

tại điểm x=−8x = -8. Như đã biết, phương trình tiếp tuyến được xác định theo công thức

y−f1(−8)=f1′(−8)(x+8).y - f_1(-8) = f'_1(-8)(x + 8).

Đây

f1(−8)=12,f_1(-8) = 12,

*) “Đại số và sự khởi đầu của phân tích 9”, bài toán 438, 4746, “Đại số và sự khởi đầu của phân tích 10”, bài toán 393a.

f1′(−8)=3(23)′∣x=−8=−3⋅23x−1∣x=−8=2⋅(−8)−1/3.f'_1(-8) = 3\left(\frac{2}{3}\right)' \mid_{x = -8} = -3 \cdot \frac{2}{3}x^{-1} \mid_{x = -8} = 2 \cdot (-8)^{-1/3}.

Điều này có nghĩa là đạo hàm không tồn tại (vì biểu thức (−8)−1/3(-8)^{-1/3} không có ý nghĩa), do đó, tiếp tuyến của đường cong (1) cũng không tồn tại.

Trong khi đó, từ hình vẽ cho thấy lựa chọn sai: đường thẳng (AB)(AB) là tiếp tuyến! Có chuyện gì vậy? Làm thế nào để tìm độ dốc của một tiếp tuyến? Vấn đề là công thức

(xmn)′=(xmn)′=mnxmn−1,(\sqrt[n]{x^m})' = \left(x^{\frac{m}{n}}\right)' = \frac{m}{n}x^{\frac{m}{n}-1},

đúng với x≥0x \geq 0, không áp dụng ở đây. Để tính đạo hàm (tại x<0x < 0), bạn nên sử dụng công thức

(xmn)′=mnxmnx,(\sqrt[n]{x^m})' = \frac{m}{n}\frac{\sqrt[n]{x^m}}{x},

x≠0,n∈N,m∈Z,x \neq 0, n \in \mathbb{N}, m \in \mathbb{Z},

(tất nhiên, điều này cũng áp dụng cho số dương xx). Theo đó chúng ta có

f1′(−8)=(3x2)′∣x=−8=−3⋅23(−8)2n(−8)=−1.f'_1(-8) = (3\sqrt{x^2})' \mid_{x = -8} = -3 \cdot \frac{2}{3}\frac{\sqrt[n]{(-8)^2}}{(-8)} = -1.

Thay f1(−8)=12f_1(-8) = 12 và f1′(−8)=−1f'_1(-8) = -1 vào đẳng thức (2), chúng ta thu được phương trình tiếp tuyến mong muốn:

y=4−x.y = 4 - x.

Bài tập 1. Tìm giao điểm của đường f1(x)=3x2f_1(x) = 3\sqrt{x^2} và f2(x)=4−xf_2(x) = 4 - x.

Bây giờ đã biết hoành độ của điểm BB, ta dễ dàng tìm được diện tích đường cong của tam giác thẳng AOB. Làm sao

Tờ 17

tr. 15Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

15

Được biết, điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng công thức
S=∫xAxB[f2(x)−f1(x)]dx.S = \int_{x_A}^{x_B} [f_2(x) - f_1(x)] dx.
chúng tôi có
S=∫−81(4−x−3x23)dx=∫−81(4−x)dx−3∫−81x23dx.(3)S = \int_{-8}^{1} (4 - x - 3\sqrt[3]{x^2}) dx = \int_{-8}^{1} (4 - x) dx - 3\int_{-8}^{1} \sqrt[3]{x^2} dx. \quad (3)
Việc tính tích phân thứ nhất của số dưới không gây khó khăn gì:
∫−81(4−x)dx=4x−x22∣−81=67,5(ed)2.(4)\int_{-8}^{1} (4 - x) dx = 4x - \frac{x^2}{2} \bigg|_{-8}^{1} = 67,5 \left(e d\right)^2. \quad (4)
Nhưng việc tính tích phân thứ hai bất ngờ dẫn đến kết luận:
3∫−81x23dx=3∫−81x23dx=95x32∣−81=59,4(ed)2.(5)3\int_{-8}^{1} \sqrt[3]{x^2} dx = 3\int_{-8}^{1} x^{\frac{2}{3}} dx = \frac{9}{5} x^{\frac{3}{2}} \bigg|_{-8}^{1} = 59,4 \left(e d\right)^2. \quad (5)
Thay kết quả (4) và (5) vào đẳng thức (3), ta thu được
S=67,5−59,4=8,1.S = 67,5 - 59,4 = 8,1.
Urazhenya
2. Viết công thức (*) dưới dạng hàm lũy thừa.
3. Viết công thức (**) dưới dạng hàm lũy thừa.
4. Tính diện tích hình được giới hạn bởi đường thẳng
y=2x24,y=0,4x+2,4.y = 2\sqrt[4]{x^2}, y = 0,4x + 2,4.
— tích phân không tồn tại, vì biểu thức (−8)53(-8)^{\frac{5}{3}} vô nghĩa!

*) Nếu m<0m < 0 thì bạn cần yêu cầu thêm x≠0x \neq 0 đó.

bìa của chúng tôi

Những bức tranh trên mặt nước
Bạn có thể tự mình “vẽ” bức tranh mà chúng tôi đã sao chép trên trang đầu tiên của trang bìa trong vài phút.
Đổ nước vào một cuốn sách ảnh hoặc một vật chứa nào khác; trong các thùng nhỏ riêng biệt, pha loãng một lượng nhỏ sơn dầu nghệ thuật nhiều màu trong xăng hoặc nhựa thông (để xa lửa và các thiết bị điện tử). Sau đó cẩn thận nhỏ giọt sơn này lên bề mặt nước. Những giọt nước bắt đầu lan rộng, tạo thành những hình nổi kỳ lạ trên bề mặt. Thiết kế này có thể được sửa đổi bằng cách cẩn thận đặt nó bằng một cây gậy và thổi vào nó.
Cẩn thận đập các góc của một tờ giấy dày (giấy vẽ) và đặt nó phẳng trên mặt nước trong một giây. Lớp sơn sẽ thấm vào giấy. Bây giờ lấy tờ giấy ra, lật lại và để khô. Hình ảnh đã sẵn sàng.
Hoạt động của các giọt trên bề mặt nước phụ thuộc vào nồng độ sơn trong dung môi, vào trình tự và khoảng thời gian các giọt rơi xuống mặt nước và vào loại sơn. Những giọt đầu tiên thường nhanh chóng lan ra toàn bộ bề mặt nước. Nếu bạn đợi một phút để dung môi bay hơi khỏi bề mặt rồi nhỏ lớp sơn mới lên màng thu được, thì những giọt sơn mới có thể làm vỡ màng thành những “mảnh băng” riêng biệt, phân tán theo các hướng khác nhau.
Vai trò chính trong tất cả những hiện tượng này được thể hiện rất rõ ràng bởi sức căng bề mặt.

Yu. kotov

Tờ 18

tr. 16Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

16

Về phân tích Diophantine

Lĩnh vực lý thuyết số nghiên cứu các phương trình số nguyên lời giải có dạng P(x,y,...,z)=0P(x, y, ..., z) = 0, trong đó P(x,y,...,z)P(x, y, ..., z) là đa thức của một số biến có hệ số nguyên, được gọi là phân tích Diophantine và bản thân các phương trình này được gọi là Diophantine. Chúng tôi đã viết về một số phương trình Diophantine và phương pháp của chúng lời giải*).

Chúng ta hãy nhớ lại rằng phương trình lời giải Diophantine có nghĩa như sau:

  1. nó có ít nhất một số nguyên lời giải;
  2. số các số nguyên lời giải của nó là hữu hạn hoặc vô hạn;
  3. tìm tất cả các số nguyên của nó lời giải.

Ví dụ: đối với phương trình x3+y3+z3=30x^3 + y^3 + z^3 = 30, không có số nguyên lời giải nào được hiển thị. Tuy nhiên, có lẽ lời giải sẽ được tìm thấy sau này. Hoặc có thể nó sẽ được chứng minh rằng chúng không tồn tại.

Nhưng đối với phương trình x3+y3+z3=3x^3 + y^3 + z^3 = 3, thậm chí lời giải đã biết: (1; 1; 1), (4; 4; -5), (4; -5; 4), (-5; 4; 4). Nhưng hiện tại câu hỏi vẫn còn bỏ ngỏ: có lời giải nào khác không?

Một ví dụ khác. Người ta đã chứng minh rằng phương trình x3+y3+z3=2x^3 + y^3 + z^3 = 2 có tập vô hạn lời giải dưới dạng số nguyên (x;y;z)=(1+6α3;1−6α3;−6α2)(x; y; z) = (1 + 6\alpha^3; 1 - 6\alpha^3; -6\alpha^2), trong đó α\alpha là số nguyên. Nhưng trước đó

*) Xem «Kvant», 1971, số 3, tr. 15; 1978, không. 1, tr. 25; Số 12, tr. 2.

Vẫn chưa rõ liệu tất cả lời giải của nó có được đưa ra bởi các công thức này hay không.

Một phương tiện mạnh mẽ để chứng minh tính vô hạn của tập hợp số nguyên lời giải phương trình Diophantine là phương pháp tham số hóa. Bản chất của phương pháp này là biểu diễn các biến x,y,...,zx, y, ..., z dưới dạng hàm tùy thuộc vào các tham số nguyên α,β,...,γ\alpha, \beta, ..., \gamma: x=A(α,β,...,γ),y=B(α,β,...,γ),...,z=C(α,β,...,γ)x = A(\alpha, \beta, ..., \gamma), y = B(\alpha, \beta, ..., \gamma), ..., z = C(\alpha, \beta, ..., \gamma), trong đó A,B,...,CA, B, ..., C là đa thức có hệ số nguyên. Các phương pháp tham số hóa, đôi khi rất nhân tạo, nhưng cực kỳ độc đáo, đòi hỏi sự khéo léo cao độ, và do đó góp phần tiếp thu và phát triển các kỹ năng hoạt động sáng tạo độc lập trong toán học.

Hãy quay lại phương trình x3+y3+z3+z3=2x^3 + y^3 + z^3 + z^3 = 2 và thử tham số hóa nó. Để làm điều này, hãy đặt x=a+b,y=a−bx = a + b, y = a - b, trong đó aa và bb là số nguyên; chúng tôi nhận được 2a3+6ab2+z3=22a^3 + 6ab^2 + z^3 = 2. Đặt a=1a = 1, sau đó 6b2=−z36b^2 = -z^3, từ đó z=6cz = 6c (cc là số nguyên), tức là b2=−36c3b^2 = -36c^3. Trong trường hợp này, c=−α2c = -\alpha^2 (α\alpha là số nguyên), nhưng sau đó là b=6α3b = 6\alpha^3. Kết quả cuối cùng là (1+6α3)3+(1−6α3)3+(−6α2)3=2(1 + 6\alpha^3)^3 + (1 - 6\alpha^3)^3 + (-6\alpha^2)^3 = 2.

Đó là x=A(α)=1+6α3,y=B(α)=1−6α3,z=C(α)=−6α2x = A(\alpha) = 1 + 6\alpha^3, y = B(\alpha) = 1 - 6\alpha^3, z = C(\alpha) = -6\alpha^2. Thay thế các số nguyên thay vì α\alpha, chúng ta thu được lời giải khác nhau.

Bài toán 1. Tham số hóa phương trình x3+y3+z3=2t3x^3 + y^3 + z^3 = 2t^3 và chứng minh rằng tập hợp các số nguyên lời giải của nó là vô hạn.

Các nhà toán học lý thuyết số đã bị mê hoặc trong nhiều năm bởi câu hỏi vẫn chưa được giải quyết bài toán: phương trình x4+y4+z4=t4x^4 + y^4 + z^4 = t^4 có thể giải được bằng số nguyên không?

Năm 1914, A. Verebryusov đề xuất một bằng chứng về tính không thể quyết định được của nó. Tuy nhiên, như chúng ta đã phát hiện ra sau này, chứng minh của ông về phương trình này bằng số nguyên đã được Euler phát biểu. Năm 1945, người ta đã chứng minh rằng phương trình x4+y4+z4=t4x^4 + y^4 + z^4 = t^4 không có lời giải trong số nguyên của ∣t∣<108|t| < 10^8. Nhưng tất nhiên, điều này vẫn chưa hoàn thành lời giải.

Tờ 19

tr. 17Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

17

Hãy thử giải bài toán đơn giản hơn, mặc dù bề ngoài “phức tạp hơn”: chúng ta sẽ chứng minh tính vô hạn của tập phương trình số nguyên lời giải x4+y6+z12=t4x^4 + y^6 + z^{12} = t^4.

Đặt x=a−bx = a - b, t=a+bt = a + b, trong đó aa và bb là số nguyên. Sau đó y6+z12=8a3b+8ab3y^6 + z^{12} = 8a^3b + 8ab^3. Hãy đặt y6=8a3by^6 = 8a^3b, z12=8ab3z^{12} = 8ab^3; thì a=c3a = c^3, b=d3b = d^3 (c và dd là số nguyên) và y2=2c3dy^2 = 2c^3d, z4=2cd3z^4 = 2cd^3.

Theo đó 2cd2cd là bình phương của một số nguyên. Bằng cách điền c=a4c = a^4, d=2β4d = 2\beta^4 (α,β\alpha, \beta là số nguyên), chúng ta cũng nhận được giá trị hợp lệ

(α12−8β12)4+(2α6β2)6+(2αβ3)12=(α12+8β12)4,\left( \alpha^{12} - 8\beta^{12} \right)^4 + \left( 2\alpha^6\beta^2 \right)^6 + \left( 2\alpha\beta^3 \right)^{12} = \left( \alpha^{12} + 8\beta^{12} \right)^4,

chứng minh điều cần thiết.

Bài toán 2. Tìm một đẳng thức khác mô tả phương trình lời giải x4+y6+z12=t4x^4 + y^6 + z^{12} = t^4.

Nhưng để chứng minh tính không thể giải được của một phương trình Diophantine nhất định, rất hữu ích cần lưu ý rằng chúng ta xem phương trình này “theo một modulo nhất định”*). Hãy để chúng tôi giải thích những gì chúng tôi muốn nói.

Hai số nguyên aa và bb được gọi là so sánh được theo modulo kk nếu hiệu a−ba - b chia hết cho kk. Dễ dàng nhận thấy hai số aa và bb so sánh được theo modulo kk khi và chỉ nếu chúng có cùng số dư khi chia cho kk. Việc aa và bb có thể so sánh được với modulo kk được viết như sau:

a≡b(modk).a \equiv b \pmod{k}.

Giả sử chúng ta cần giải phương trình Diophantine

x3+117y3=5.x^3 + 117y^3 = 5.

Chúng ta hãy xem phương trình này là “modulo 9”, tức là các số hạng là bội số của chín. Không khó để chứng minh rằng bất kỳ số lập phương nào cũng chia hết cho 9 hoặc khi chia cho 9 thì dư 1 hoặc 8, tức là x3≡0(mod9)x^3 \equiv 0 \pmod{9} hoặc x3≡8(mod9)x^3 \equiv 8 \pmod{9}.

Vì 117 chia hết cho 9 nên 117y3≡0(mod9)117y^3 \equiv 0 \pmod{9}. Như vậy,

x3+117y3≡0(mod9).x^3 + 117y^3 \equiv 0 \pmod{9}.

hoặc

x3+117y3≡1(mod9).x^3 + 117y^3 \equiv 1 \pmod{9}.

hoặc

x3+117y3≡8(mod9).x^3 + 117y^3 \equiv 8 \pmod{9}.

Do đó phương trình x3+117y3=5x^3 + 117y^3 = 5 không có số nguyên lời giải.

Bài toán 3. Chứng minh các phương trình a) x3+y3=9t±4x^3 + y^3 = 9t \pm 4; b) x3+y3=9t±3x^3 + y^3 = 9t \pm 3; b) x3+y3+z3=9t±4x^3 + y^3 + z^3 = 9t \pm 4 không có số nguyên lời giải.

Các số hình tam giác và số hình vuông*) lần lượt được liên kết với một hình tam giác đều và một hình vuông (xem Hình 1, 2).

Chúng ta hãy biểu thị số hình tam giác thứ nn bằng TnT_n và số bình phương thứ nn bằng KnK_n.

Bài toán 4. Chứng minh các công thức sau: Tn=12n(n+1)T_n = \frac{1}{2}n(n+1); Kn=n2K_n = n^2.

Bài toán tìm tất cả các số tam giác là số vuông, nối với lời giải của phương trình Tn=KnT_n = K_n, tức là phương trình n(n+1)=2m2n(n+1) = 2m^2.

Phương trình x2−2y2=1x^2 - 2y^2 = 1 có thể giúp chúng ta giải phương trình này. Nó có một tập vô hạn lời giải (bằng số tự nhiên), cho trước tuần hoàn: xk+1=3xk+4ykx_{k+1} = 3x_k + 4y_k và yk+1=2xk+3yky_{k+1} = 2x_k + 3y_k, x1=3x_1 = 3, y1=2y_1 = 2 (hãy tự chứng minh điều này hoặc xem cách chứng minh trong «Kvant», 1978, Số 1, trang 26).

(Cuối cùng xem trang 35)

*) Xem các bài viết của M. Bashmkov («Kvant», 1971, số 3) và A. Geronimus («Kvant», 1978, số 12).

2 «Kvant» № 6

Tờ 20

tr. 18Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

18

Bài toán

M626—M630; F638—F642

M626. Mỗi cạnh của một tứ giác lồi được chia thành 8 phần bằng nhau. Các điểm phân chia phù hợp ở các cạnh đối diện được kết nối với nhau và các ô kết quả được tô màu theo mẫu bàn cờ. Chứng minh rằng tổng diện tích các ô bằng tổng diện tích các ô trắng.

V. Proizvolov

M627. Mỗi ô của một tờ giấy ca rô vô hạn chứa một số tự nhiên.
a) Cho mỗi số đó xuất hiện đúng một lần. (Cho ví dụ về cách sắp xếp số như vậy!)
Chứng minh rằng với bất kỳ m nào cũng có hai ô lân cận (có chung một cạnh) có hiệu số ít nhất là m.
6) * Giả sử mỗi số n ∈ N xuất hiện đúng n lần (nghĩa là 1 - một lần, 2 - hai lần, v.v.).
Hãy chỉ ra số k lớn nhất sao cho chắc chắn có hai ô lân cận mà hiệu số k không nhỏ hơn k. (Cho một ví dụ về sự sắp xếp trong đó sự khác biệt về số lượng trong bất kỳ cặp ô lân cận nào không quá k+1.)

A. Tolyvo

M628. Một tam giác được dựng trên một hình cầu, một “cạnh” của nó có kích thước 120°. Chứng minh rằng “trung tuyến” giảm về “cạnh” này được chia cho hai “trung tuyến” còn lại thành hai phần bằng nhau. (“Trung vị” và “cạnh” là những vòng tròn lớn khác.)

A. Yaguyants

M629. a) Chứng minh rằng số 2^{2n-1}-9n^2+21n—14 chia hết cho 27 với mọi số tự nhiên n.
b) Chứng minh rằng nếu các số a+b và a^2+b chia hết cho m thì a^n+b cũng chia hết cho m với mọi n (a, b và m là một số số tự nhiên).
b) * Chứng minh rằng nếu f(n)=a^n+b_0+b_1n+…+b_kn^k chia hết cho m với n=1, n=2, …, n=k+1, n=k+2 thì f(n) chia hết cho m với mọi n (a, b_0, b_1, …, b_k, m là một số số tự nhiên).

T. Malikov

Tờ 22

tr. 20Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

20

M568. Thiết kế tứ giác lồi ABCD cắt nhau tại điểm O. Chứng minh rằng
a) Nếu bán kính đường tròn nội tiếp các tam giác AOB, BOC, COD và DOA bằng nhau thì ABCD là hình thoi;
b) Nếu bán kính đường tròn nội tiếp các tam giác ABC, BCD, CDA và DAB bằng nhau thì ABCD là hình chữ nhật.

Hình 1.

Hình 2.

Hình 3.

Gọi rr là bán kính, O1O_1 và O2O_2 là tâm của các đường tròn nội tiếp tam giác AOB và COD; P,Q,R,SP, Q, R, S là điểm tiếp tuyến của các đường tròn này với các cạnh AO, BO, CO, DO của các tam giác này (Hình 1).

Trước hết ta chứng minh tứ giác ABCD là hình bình hành. Để làm điều này, chỉ cần chứng minh rằng các đường chéo AC và BD của nó được chia đôi bởi điểm O.

Hãy giả sử rằng đây không phải là trường hợp. Ví dụ: đặt ∣AO∣>∣OC∣|AO| > |OC|. Chúng ta sẽ chứng minh rằng bất đẳng thức này bao hàm các bất đẳng thức ∣BO∣<∣OD∣|BO| < |OD| và ∣BO∣>∣OD∣|BO| > |OD|, điều này không thể xảy ra.

Từ bất đẳng thức ∣AO∣>∣OC∣|AO| > |OC| suy ra ∣AP∣>∣CR∣|AP| > |CR|, vì ∣OP∣=∣OR∣|OP| = |OR|; từ ∣O1P∣=∣O2R∣|O_1P| = |O_2R| theo sau O1AP<O2CRO_1AP < O_2CR và do đó BAO<DCOBAO < DCO. Do đó, ABO>CDOABO > CDO và BQ<DS∣BQ < DS|, nhưng điều đó có nghĩa là ∣BO∣<∣OD∣|BO| < |OD|.

Lặp lại lý luận trên cho các tam giác BOC và AOD (Hình 2; bạn tự làm), chúng ta thu được DAO<BCODAO < BCO, do đó ODA>CBOODA > CBO, và do đó, ∣DS1∣<∣BQ1∣|DS_1| < |BQ_1|, tức là ∣BO∣>∣OD∣|BO| > |OD|.

Mâu thuẫn thu được chứng tỏ rằng ∣AO∣=∣OC∣|AO| = |OC|. Nó cũng được chứng minh rằng ∣BO∣=∣OD∣|BO| = |OD|. Vậy tứ giác ABCD là hình bình hành.

Từ sự bằng nhau về diện tích của các tam giác AOB và BOC (chúng ta sử dụng công thức nổi tiếng S=prS = pr), chúng ta thu được

12r(∣AO∣+∣OB∣+∣AB∣)=12r(∣OC∣+∣OB∣+∣BC∣),\frac{1}{2}r(|AO| + |OB| + |AB|) = \frac{1}{2}r(|OC| + |OB| + |BC|),

từ đó ∣BC∣=∣AB∣|BC| = |AB|, tức là tứ giác ABCD là hình thoi.

  1. Đầu tiên là lời giải. Gọi (Hình 3) A1A_1 và A2A_2, B1B_1 và B2B_2, C1C_1 và C2C_2, D1D_1 và D2D_2 là các điểm tiếp tuyến của các đường tròn nội tiếp các tam giác ABD, ABC, BCD, CDA, tính từ cạnh của tứ giác ABCD; O1,O2,O3,O4O_1, O_2, O_3, O_4 là tâm của các vòng tròn này; P,Q,R,SP, Q, R, S — điểm tiếp tuyến của các đường tròn với đường chéo AC và BD; rr - bán kính hình tròn.

Đầu tiên, chúng ta sẽ chứng minh một sự thật thú vị: đối với một tứ giác lồi tùy ý ABCD, độ dài các đoạn thẳng giữa các điểm tiếp tuyến nằm trên các cạnh đối diện của tứ giác bằng nhau, tức là ∣A1B2∣=∣C1D2∣|A_1B_2| = |C_1D_2| và ∣B1C2∣=∣A2D1∣|B_1C_2| = |A_2D_1|.

Trước tiên chúng ta hãy đảm bảo rằng Hình 3 là “chính xác”, nghĩa là vị trí của các điểm tiếp tuyến trên các cạnh của tứ giác đúng như trong Hình 3.

Ví dụ, hãy xem xét các tam giác ABD và ACD và chứng minh rằng điểm A2A_2 nằm gần điểm AA hơn điểm D1D_1.

Để làm được điều này, chỉ cần chứng minh rằng ∣AA2∣+∣DD1∣<∣AD∣|AA_2| + |DD_1| < |AD| là đủ.

Thật dễ dàng để thấy điều đó

∣AA2∣=∣AB∣+∣AD∣−∣BD∣2|AA_2| = \frac{|AB| + |AD| - |BD|}{2}

∣DD1∣=∣AD∣+∣CD∣−∣AC∣2|DD_1| = \frac{|AD| + |CD| - |AC|}{2}

Cộng các đẳng thức này, ta được

∣AA2∣+∣DD1∣=∣AD∣+∣AB∣+∣CD∣−∣BD∣−∣AC∣2|AA_2| + |DD_1| = |AD| + \frac{|AB| + |CD| - |BD| - |AC|}{2}

Nhưng ∣AB∣+∣CD∣<∣BD∣+∣AC∣|AB| + |CD| < |BD| + |AC| (chứng minh điều đó!) và do đó

∣AA2∣+∣DD1∣<∣AD∣|AA_2| + |DD_1| < |AD|

Bây giờ chúng ta chứng minh rằng ∣A2D1∣=∣B1C2∣|A_2D_1| = |B_1C_2| và ∣D2C1∣=∣A1B2∣|D_2C_1| = |A_1B_2|.

Tờ 23

tr. 21Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

21

Sử dụng tính chất của các đoạn tiếp tuyến (Hình 3), chúng ta thu được

∣BD∣=∣BP∣+∣PD∣=∣BA1∣+∣DA2∣==∣BB2∣+∣A1B2∣+∣DD1∣+∣A2D1∣.|BD| = |BP| + |PD| = |BA_1| + |DA_2| = = |BB_2| + |A_1B_2| + |DD_1| + |A_2D_1|. (1)

Ở phía bên kia,

∣BD∣=∣BR∣+∣RD∣=∣BB1∣+∣B1C2∣+∣DD2∣+∣D2C1∣==∣BB2∣+∣B1C2∣+∣DD1∣+∣D2C1∣.|BD| = |BR| + |RD| = |BB_1| + |B_1C_2| + |DD_2| + |D_2C_1| = = |BB_2| + |B_1C_2| + |DD_1| + |D_2C_1|. (2)

Đánh đồng biểu thức (1) và (2), ta thu được

∣A1B2∣+∣A2D1∣=∣B1C2∣+∣D2C1∣.|A_1B_2| + |A_2D_1| = |B_1C_2| + |D_2C_1|. (3)

Thực hiện các phép tính chính xác cho đường chéo AC, ta thu được

∣A2D1∣+∣D2C1∣=∣A1B2∣+∣B1C2∣.|A_2D_1| + |D_2C_1| = |A_1B_2| + |B_1C_2|. (4)

Cộng các đẳng thức (3) và (4) ta được

∣A2D1∣=∣B1C2∣.|A_2D_1| = |B_1C_2|.

Vì vậy, cũng ∣D2C1∣=∣A1B2∣|D_2C_1| = |A_1B_2|.

Cho đến nay chúng ta chưa sử dụng đẳng thức bán kính của các đường tròn nội tiếp nên kết quả thu được vẫn đúng cho một tứ giác lồi tùy ý.

Bây giờ hãy hoàn thành lời giải bài toán.

Vì tâm của các đường tròn cách đều nhau so với các cạnh tương ứng nên chúng ta thu được (O1O2)∥(AB)(O_1O_2) \parallel (AB) và (O3O4)∥(CD)(O_3O_4) \parallel (CD); và vì ∣O1O2∣=∣A1B2∣|O_1O_2| = |A_1B_2| và ∣O3O4∣=∣C1D2∣|O_3O_4| = |C_1D_2|, chúng ta nhận được ∣O1O2∣=∣O3O4∣|O_1O_2| = |O_3O_4|.

Tương tự, ∣O2O3∣=∣O1O4∣|O_2O_3| = |O_1O_4| và do đó, tứ giác O1O2O3O4O_1O_2O_3O_4 là hình bình hành, và vì các cạnh của tứ giác ABCD song song với hình bình hành nên tứ giác ABCD cũng là hình bình hành.

Cân bằng biểu thức diện tích các tam giác ABD và ABC, ta thu được

12r(∣AB∣+∣BD∣+∣AD∣)=12r(∣CD∣+∣AD∣+∣AC∣),\frac{1}{2} r (|AB| + |BD| + |AD|) = \frac{1}{2} r (|CD| + |AD| + |AC|),

từ đâu ∣BD∣=∣AC∣|BD| = |AC|.

Do đó, các đường chéo của hình bình hành ABCD có độ dài bằng nhau nên ABCD là hình chữ nhật.

Thứ hai lời giải. Như trong lời giải đầu tiên, trước tiên chúng ta sẽ chứng minh rằng tứ giác ABCD là hình bình hành.

Để làm điều này, hãy vẽ các đường thẳng đi qua các điểm B và D, song song với cạnh AC (Hình 4) và đặt các đoạn BB’ và DD’ có độ dài ∣AC∣|AC| lên chúng ở một phía của đường thẳng BD.

Tứ giác BB’DD’ hiển nhiên là hình bình hành. Dễ dàng nhận thấy các tam giác BCB’, B’CD’, CD’D lần lượt bằng các tam giác ABC, ABD và ACD nên bán kính các đường tròn nội tiếp các tứ giác mà hình bình hành được chia cho các đoạn CB, CB’, CD và CD’ đều bằng nhau.

Chứng minh điểm C trùng với điểm E giao điểm đường chéo của hình bình hành BB’D’D'.

Trên thực tế, nếu không phải như vậy thì điểm C thuộc về một trong các tam giác mà hình bình hành được chia cho các đường chéo của nó (trong Hình 4 đây là tam giác DED’). Trong trường hợp này, bán kính của đường tròn nội tiếp tam giác DED’ sẽ lớn hơn r và bán kính của đường tròn nội tiếp tam giác BEB’ sẽ nhỏ hơn r, điều này mâu thuẫn với sự đồng dạng của các tam giác DED’ và BEB'.

Như vậy, điểm C trùng với giao điểm E của đường chéo hình bình hành BB’D’D’ nên [DC]∥[AB][DC] \parallel [AB] và [AD]∥[BC][AD] \parallel [BC], tức là tứ giác ABCD là hình bình hành.

Để hoàn thành lời giải này, chỉ cần kiểm tra lý do đã được thực hiện ở cuối lời giải đầu tiên là đủ.

A. Egorov

Tờ 25

tr. 23Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

23

M571. Dãy số giảm dần (xn)(x_n) của các số dương sao cho đối với mọi số tự nhiên nn
x11+x22+x33+⋯+xnn<3.\frac{x_1}{1} + \frac{x_2}{2} + \frac{x_3}{3} + \dots + \frac{x_n}{n} < 3.

Chúng ta sẽ chứng minh một phát biểu mạnh mẽ hơn: cho dãy số tự nhiên bất kỳ nn
x11+x22+x33+⋯+xnn<2.\frac{x_1}{1} + \frac{x_2}{2} + \frac{x_3}{3} + \dots + \frac{x_n}{n} < 2.
Thật vậy, vì xi>0x_i > 0,
∑k=1nxkk≤∑k=1(n+1)2−1xkk=∑k=1n∑m=k2(k+1)2−1xmm.\sum_{k=1}^{n} \frac{x_k}{k} \leq \sum_{k=1}^{(n+1)^2-1} \frac{x_k}{k} = \sum_{k=1}^{n} \sum_{m=k^2}^{(k+1)^2-1} \frac{x_m}{m}.
Vì trình tự (xn)(x_n) là trình tự giết chóc,
∑k=1nxkk≤∑k=1nxk2(∑m=k2k2+k−11m+∑m=k2+kk2+2k1m)≤\sum_{k=1}^{n} \frac{x_k}{k} \leq \sum_{k=1}^{n} x_k^2 \left( \sum_{m=k^2}^{k^2+k-1} \frac{1}{m} + \sum_{m=k^2+k}^{k^2+2k} \frac{1}{m} \right) \leq
≤∑k=1nxk2(kk2+k+1k2+k)=2∑k=1nxk2k≤2,\leq \sum_{k=1}^{n} x_k^2 \left( \frac{k}{k^2} + \frac{k+1}{k^2+k} \right) = 2 \sum_{k=1}^{n} \frac{x_k^2}{k} \leq 2,
đó là những gì được yêu cầu.

Ước tính 2 đã không thể cải thiện được: chúng tôi mời độc giả tự mình chứng minh rằng với bất kỳ c<2c < 2 nào, người ta có thể tìm thấy một dãy số dương sao cho với bất kỳ số nguyên dương nào nn
∑k=1nxk2k≤1 и ∑k=1nxkk>c.\sum_{k=1}^{n} \frac{x_k^2}{k} \leq 1 \text{ и } \sum_{k=1}^{n} \frac{x_k}{k} > c.

  1. Chanturia

Tờ 26

tr. 24Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

24

M572. Chuột túi nhảy dọc theo mặt phẳng tọa độ x≥0x \geq 0, y≥0y \geq 0 Oxy theo cách sau: từ điểm (x;y)(x; y) chuột túi có thể nhảy đến điểm (x+1;y−1)(x+1; y-1) hoặc tới điểm (x−5;y+7)(x-5; y+7) và nhảy. Từ điểm ban đầu nào (x;y)(x; y) một con chuột túi không thể nhảy đến một điểm cách điểm xuất phát lớn hơn 1000? Vẽ tập hợp tất cả các điểm như vậy (x;y)(x; y) và tìm diện tích của nó.

Graph

M574. Chuỗi hữu hạn a1,a2,…,ana_1, a_2, \dots, a_n của các số 0 và 1 phải thỏa mãn điều kiện sau: với mọi số nguyên kk từ 0 đến n−1n-1, tổng a1ak+1+a2ak+2+⋯+an−kana_1 a_{k+1} + a_2 a_{k+2} + \dots + a_n - k a_n là số lẻ. a) Nghĩ ra trình tự cho n=25n=25. b) Chứng minh rằng dãy như vậy tồn tại với một số n>1000n>1000.

Một công thức khác của bài toán M574:
Tìm một dãy e1<e2<⋯<eie_1 < e_2 < \dots < e_i các số tự nhiên sao cho mỗi số từ 1 đến ei−e1e_i - e_1 có thể được biểu diễn dưới dạng hiệu ej−eie_j - e_i của một số số này theo một số cách lẻ.

Đáp số là một “tam giác bước” TT (xem hình): nó chứa hai khoảng ranh giới nửa kín [0;A],[0;B][0; A], [0; B] (trong đó AA và BB lần lượt là các điểm có tọa độ (5; 0) và (0; 5), nhưng không chứa bất kỳ điểm ranh giới nào khác (điểm của mười đoạn giới hạn “bước”). Diện tích của nó rõ ràng là 15.

Thứ nhất, đủ để chứng minh rằng một con kangaroo không thể rời khỏi “tam giác” TT, và thứ hai, rằng từ các điểm còn lại của góc x≥0,y≥0x \geq 0, y \geq 0 nó có thể di chuyển ra xa điểm gốc nhất có thể. Điều đầu tiên rất rõ ràng: khi tìm thấy TT, con kangaroo chỉ có thể thực hiện các bước nhảy thuộc loại (1; -1), và do đó không thể tránh khỏi việc rơi vào trục OxOx. Để chứng minh khẳng định thứ hai, hãy lưu ý rằng sự kết hợp của bước nhảy (1; -1) và một bước nhảy (-5; 7) sẽ cho ra “bước nhảy” (0; 2); do đó, một con kangaroo nằm trong khu vực M1={(x;y)∣x≥0,y≥5}M_1 = \{(x; y) | x \geq 0, y \geq 5\} sẽ dễ dàng chạy thẳng lên trên, lặp lại sự kết hợp sáu lần nhảy này nhiều lần. Nếu kangaroo ở trong khu vực M2={(x;y)∣x≥1,5>y≥4}M_2 = \{(x; y) | x \geq 1, 5 > y \geq 4\}, sau đó bốn lần nhảy (1; -1) và một lần nhảy (-5; 7), kangaroo sẽ rơi vào khu vực M1M_1, từ đó nó có thể chạy trốn. Tương tự, tìm thêm bốn lần nhảy của “khu vực thoát hiểm” M3,M4,M5,M6M_3, M_4, M_5, M_6

M6={(x;y)∣x≥5−k,k+1>y≥k},k=3,2,1,0.M_6 = \{(x; y) | x \geq 5 - k, k + 1 > y \geq k\}, k = 3, 2, 1, 0.

A. Sosinsky

Đầu tiên là lời giải. Thật dễ dàng để đưa ra chuỗi bốn số sau: A1=1101A_1 = 1101. Để tạo chuỗi 25 số mong muốn, chúng tôi sử dụng A1A_1 ba lần và phân tách A1A_1 bằng các số 0 như sau:
A2=11010001101000000001101.A_2 = 1101 000 1101 00000000 1101.

Cấu trúc này có thể được tiếp tục thêm: nếu dãy A=(a1,a2,…,an)A = (a_1, a_2, \dots, a_n) thỏa mãn các điều kiện thì dãy

B=[A00...0A00...0Ann−1n3n−2n],B = \begin{bmatrix} A & 00...0 & A & 00...0 & A \\ n & n-1 & n & 3n-2 & n \end{bmatrix},

bao gồm ba bộ AA và hai bộ số 0 cũng thỏa mãn điều đó.

Chúng ta hãy chứng minh một thực tế tổng quát hơn: cùng với các dãy A=(a1,a2,…,an)A = (a_1, a_2, \dots, a_n) và C=(c1,c2,…,cm)C = (c_1, c_2, \dots, c_m), dãy BB có ​​độ dài (2n−1)(m−1)+n(2n-1)(m-1)+n từ mm “khối” thỏa mãn các điều kiện xác định:

B=[a1c1,a2c1,…,anc1,0,0,…,0,a1c2,a2c2,…,anc2,0,0,…,0,……………a1cm−1,a2cm−1,…,ancm−1,0,0,…,0,a1cm,a2cm,…,ancm];B = \begin{bmatrix} a_1 c_1, & a_2 c_1, & \dots, & a_n c_1, & 0, 0, \dots, 0, \\ a_1 c_2, & a_2 c_2, & \dots, & a_n c_2, & 0, 0, \dots, 0, \\ \dots & \dots & \dots & \dots & \dots \\ a_1 c_m-1, & a_2 c_m-1, & \dots, & a_n c_m-1, & 0, 0, \dots, 0, \\ a_1 c_m, & a_2 c_m, & \dots, & a_n c_m \end{bmatrix};

ở đây khối thứ jj lặp lại chuỗi AA nếu cj=1c_j = 1 và 0 nếu cj=0c_j = 0.

Đặt k=(2n−1)q+rk = (2n-1) q+r là một số nguyên, trong đó q=0;r=0,1,…,n−1q=0; r=0, 1, \dots, n-1 hoặc −n<r<n,0<q<m-n < r < n, 0 < q < m (q và r là số nguyên). Sau đó, khi chuỗi BB được chuyển sang kk vị trí, khối thứ jj (a1cj,a2cj,…,ancj)(a_1 c_j, a_2 c_j, \dots, a_n c_j) sẽ chỉ giao nhau với khối (j+q)−m(j+q)-m của chuỗi ban đầu và có độ dịch chuyển là rr đơn vị trong chỉ mục

Tờ 28

tr. 26Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

26

M574 sẽ đạt được nếu chuỗi 0 và 1 nằm trên một vòng tròn và yêu cầu rằng với bất kỳ k nào thì tổng tích từng cặp của các mục tiêu cách nhau tại k là số lẻ. Nếu bạn đạt được kết quả cho việc này bài toán, hãy viết thư cho chúng tôi về điều đó.

F579. Trong mạch như hình, R1=10R_1 = 10 Ohm, R2=20R_2 = 20 Ohm, R3=15R_3 = 15 Ohm, chẳng hạn, trong mạng điện xoay chiều U=10U = 10 V. Xác định công suất phân bổ cho các điện trở có điện trở R2R_2 và R3R_3.

Circuit diagram

Khi sử dụng diode dòng điện xoay chiều TT, diode đóng và dòng điện xoay chiều I=UR1+R2I = \frac{U}{R_1 + R_2} chạy qua điện trở R2R_2. Trong thời gian T/2T/2 năng lượng được giải phóng trên điện trở R2R_2

W′=I2R2T2=U2R2T2(R1+R2)2.W' = I^2 R_2 \frac{T}{2} = \frac{U^2 R_2 T}{2(R_1 + R_2)^2}.

Diode hữu ích thứ hai được mở. Tổng điện trở của các điện trở R2R_2 và R3R_3 mắc song song là R0=R2R3R2+R3R_0 = \frac{R_2 R_3}{R_2 + R_3}. Ví dụ: các điện trở này bằng U0=UR1+R0R0U_0 = \frac{U}{R_1 + R_0} R_0.

Trong khoảng thời gian hữu ích này, năng lượng tương ứng được phân bổ cho các điện trở R2R_2 và R3R_3

W′′=U02R2T2=U2R0T2(R1+R0)2,W'' = U_0^2 R_2 \frac{T}{2} = \frac{U^2 R_0 T}{2(R_1 + R_0)^2},

W3=U02R3T2=U2R0T2(R1+R0)2.W_3 = U_0^2 R_3 \frac{T}{2} = \frac{U^2 R_0 T}{2(R_1 + R_0)^2}.

Công suất trung bình được phân bổ cho điện trở R2R_2 và R3R_3 trong toàn bộ thời gian bằng công suất tương ứng

N2=W′+W′′T=U2R22(R1+R2)2+U2R02R2(R1+R0)2,N_2 = \frac{W' + W''}{T} = \frac{U^2 R_2}{2(R_1 + R_2)^2} + \frac{U^2 R_0}{2R_2(R_1 + R_0)^2},

N3=W3T=U2R02R3(R1+R0)2.N_3 = \frac{W_3}{T} = \frac{U^2 R_0}{2R_3(R_1 + R_0)^2}.

Thay các giá trị số của đại lượng U,R1,R2,R3U, R_1, R_2, R_3, ta tìm được

N2≈1,6 Вт,N3≈0,7 Вт.N_2 \approx 1,6 \text{ Вт}, \quad N_3 \approx 0,7 \text{ Вт}.

G. Kotkin

F586. Bình chứa được bảo vệ được mở ra với độ chân không cao. Khí lý tưởng đơn nguyên tử bao quanh bình có nhiệt độ T0T_0. Tại một thời điểm nào đó, vòi được mở và bình chứa đầy khí. Khí sẽ có nhiệt độ bao nhiêu TT trong bình ngay sau khi đổ đầy?

Để hiểu nhiệt độ thay đổi như thế nào khi bình chứa đầy khí, cần xem xét nguồn gốc của sự biến đổi năng lượng. Khi mở vòi, một phần khí được đẩy vào bình dưới tác dụng của áp suất của khí xung quanh. Nhờ hoạt động của các lực này, khí thoát vào bình thu được động năng của chuyển động cực đại có hướng - nó đi vào bình dưới dạng dòng. Khi nó gặp thành bình và luồng khí đã đi vào bình, tia định hướng sẽ yếu đi và cuối cùng tiêu tan. Trong trường hợp này, động năng của chuyển động có trật tự của khí trong chip được chuyển thành nội năng, tức là năng lượng của chuyển động nhiệt hỗn loạn của các phân tử của nó.

Tất cả điều này xảy ra nhanh đến mức có thể bỏ qua sự trao đổi nhiệt của khí đi vào bình với khí và thành bình xung quanh. Vì vậy, đối với toàn bộ quá trình đang được xem xét

Tờ 29

tr. 27Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

27

Định luật nhiệt động thứ nhất có dạng: công AA của lực ép của bình xung quanh lên chất khí đi vào bình bằng độ biến thiên nội năng ΔU\Delta U của chất khí đi vào:
A=ΔU.A = \Delta U.

Khi đổ đầy một bình sơ tán nhỏ, áp suất và nhiệt độ trong khí quyển xung quanh không thay đổi. Do đó, để tìm công AA hãy tưởng tượng rằng bình đã sơ tán của chúng ta ở bên trong một hình trụ lớn có một pít-tông chuyển động được (xem hình). Xi lanh chứa đầy khí có nhiệt độ T0T_0; áp suất khí trong xi lanh p0p_0. Quá trình làm đầy bình tương ứng với chuyển động của piston sang phải ở áp suất không đổi p0p_0. Lớp tác động ở bên trái trên pít-tông thực hiện công p0V0p_0V_0, trong đó V0V_0 là thể tích “bị dịch chuyển” khi pít-tông chuyển động. Công này sẽ bằng sự giao thoa của công của các ngoại lực lên chất khí đổ vào bình, vì nội năng của khí không đi vào bình không đổi. Chúng ta hãy chú ý đến thực tế là thể tích V0V_0 không trùng với thể tích bên trong của bình chứa đầy, vì nhiệt độ TT của khí vào bình khác với T0T_0.

Sử dụng phương trình trạng thái của khí lý tưởng, công AA có thể được biểu thị dưới dạng nhiệt độ T0T_0 và lượng khí vv đi vào bình:

A=p0V0=vRT0.A = p_0V_0 = vRT_0.

Độ biến thiên nội năng ΔU\Delta U của khí đi vào bình bằng

ΔU=v×32R(T−T0).\Delta U = v \times \frac{3}{2}R(T - T_0).

Thay các biểu thức (2) và (3) vào phương trình của định luật nhiệt động thứ nhất (1), ta thu được

T=53T0.T = \frac{5}{3}T_0.

Do đó, nhiệt độ của khí nạp vào bình đã sơ tán cao hơn nhiệt độ của khí xung quanh bình. Lưu ý rằng kết quả thu được không phụ thuộc vào thể tích của bình hoặc áp suất p0p_0. Nhiệt độ của khí trong bình cũng không phụ thuộc vào việc bình có được đổ đầy đến cuối hay không cho đến khi áp suất trong bình bằng áp suất khí ngoài môi trường, hoặc van được đóng bằng nhau.

E. Butikov, A. Bykov, A. Kondratev

F587. Một dây dẫn có khối lượng MM và chiều dài ll được treo vào chất điện môi ở hai đầu của nó bằng hai lò xo vĩnh cửu dẫn điện giống hệt nhau có hệ số độ cứng chung kk. Một tụ điện CC được nối với đầu trên của lò xo. Toàn bộ cấu trúc dâng lên trong một từ trường đều có cảm ứng BB, vuông góc với mặt phẳng của cấu trúc.

Dây dẫn được dịch chuyển trong mặt phẳng thẳng đứng khỏi vị trí cân bằng và được thả ra. Xác định chuyển động tiếp theo của dây dẫn trong mặt phẳng thẳng đứng. Điện trở, độ tự cảm và điện dung của dây dẫn là giả tạo.

Hãy hướng trục tọa độ XX theo chiều dọc xuống dưới; Chúng ta sẽ lấy vị trí cân bằng của thanh làm gốc tọa độ (xem hình. ok).

Gọi x0x_0 là độ dài của mỗi lò xo ở vị trí này. Theo định luật P của Newton

Mg−kx0=0.Mg - kx_0 = 0.

Khi thanh di chuyển khỏi vị trí cân bằng thì lực không đổi nhưng lực đàn hồi thay đổi. Do đó, sau khi thả thanh ra, nó bắt đầu chuyển động với gia tốc về phía vị trí cân bằng. Vì chuyển động này xảy ra trong từ trường nên một lực điện động cảm ứng E=Bvl\mathcal{E} = Bvl xuất hiện trong thanh, trong đó v=x˙v = \dot{x} tốc độ của thanh thay đổi theo Q, thời gian. Dòng điện xuất hiện trong mạch và tụ điện. Vì điện trở của lò xo dẫn điện bằng 0 nên hướng về phía tụ điện là E\mathcal{E} và điện tích qq của tụ điện là CE=CBvl\mathcal{C}\mathcal{E} = CBvl. Do đó cường độ dòng điện trong mạch tại thời điểm bất kỳ bằng

i=q˙=CE˙=CBv˙l=CBx¨l.i = \dot{q} = C\dot{\mathcal{E}} = CB\dot{v}l = CB\ddot{x}l.

Một thanh mang dòng điện đặt trong từ trường chịu tác dụng của một lực FF

Tờ 30

tr. 28Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

28

Lực lượng này được chỉ đạo như thế nào? Một kỹ thuật để xác định rằng từ trường hướng về phía chúng ta. Khi thanh di chuyển lên trên, lực điện động sinh ra do tác dụng của lực Lorentz lên các electron tự do có chiều từ trái sang phải. Khi thanh ở dưới vị trí cân bằng (gia tốc hướng lên trên), chiều dòng điện trong thanh trùng với hướng của lực điện động và tụ điện được tích điện. Trong trường hợp này, lực FF hướng xuống dưới, tức là ngược chiều với gia tốc xx của thanh. Khi thanh ở trên vị trí cân bằng, hướng của lực điện động không đổi, nhưng tốc độ của thanh và do đó lực điện động giảm. Trong trường hợp này, tụ điện được phóng điện, dòng điện trong thanh thay đổi hướng, và do đó lực FF cũng thay đổi hướng - bây giờ nó hướng lên trên, tức là lại ngược chiều với gia tốc. Sau khi xem xét chuyển động đi xuống của thanh, chúng ta sẽ tin rằng trong trường hợp này hướng của lực FF ngược với gia tốc của thanh. Như vậy,

F=−CB2l2x.F = -CB^2l^2x.

Hãy viết phương trình chuyển động của thanh:

Mx=Mg−k(x+x0)−CB2l2x.Mx = Mg - k(x + x_0) - CB^2l^2x.

Xét rằng Mg=kx0Mg = kx_0 (xem (*)), cuối cùng ta có

Mx+CB2l2x=−kx.Mx + CB^2l^2x = -kx.

Một phương trình như vậy, như đã biết, mô tả các bánh xe điều hòa có tần số

ω=kM+CB2l2.\omega = \sqrt{\frac{k}{M + CB^2l^2}}.

Biên độ AA của bánh xe bằng độ lệch ban đầu của thanh và tại bất kỳ thời điểm nào

x(t)=Acos⁡(kM+CB2l2t).x(t) = A \cos \left( \sqrt{\frac{k}{M + CB^2l^2}} t \right).

(Như chúng ta thấy, vai trò của tụ điện trùng hợp với sự tăng quán tính.)

D. Futorsky

Danh sách độc giả đã gửi đúng lời giải bài toán từ vấn đề «Kvant»

Trong số này, chúng tôi công bố tên của những độc giả đã gửi đúng lời giải bài toán F573—F587.

Hầu hết tất cả độc giả đã gửi lời giải bài toán F573—F587 đã hoàn thành các vấn đề F573, F577, F581 và F585. Các vấn đề còn lại đều được giải quyết chính xác: V. Abadzhaev (Lvov) 75, 76, 79, 82; A. Abramochkin (Kyiv) 74—76, 80, 82; V. Avetisov (Baku) 83, 84; M. Alekseev (Obninsk) 75; E. Alisinderov (làng Dash AzSSR) 74; I. Apolonsky (Zhukovsky) 74-76, 78-80, 83, 84; Z. Apriamyshili (làng Arali, GrSSR) 74, 75, 78; L. Arushanov (Baku) 74, 76, 82; R. Babayev (Baku) 76, 78, 79, 82-84; L. Balok (làng Zhurvki, vùng Crimea) 74-76, 78; D. Baradulin (Kyiv) 82; A. Baryshnikov (Moscow) 78; V. Belos (Dnepropetrovsk) 76, 78—80, 82; I. Belchinsky (Moscow) 74, 75, 82; A. Bellev (Vitebsk) 74; A. Bellinsky (Semipalatinsk) 76; O. Berezovsky (Dnepropetrovsk) 74; V. Berentsov (Chelyabinsk) 79; A. Bessarasky (làng Zaprudnya, vùng Moscow) 74-76, 78-80, 82-84, 86, 87; I. Bessonov (Rutov) 74-76, 78-80, 82-84; A. Bozhko (Alma-Ata) 74, 76; I. Bokolishili (Tbilisi) 82; A. Bortsev (Leningrad) 74, 76; I. Bortsovkov (Krasnoirsk) 82; S. Bokhanov (Novopolyuk) 84; L. Bratsisky (Volgodonsk) 74, 80, 82, 84, 87; L. Bratsisky (Kyiv) 78, 82; V. Briden (NIKOLAYEV) 84; V. Bulakov (Uzlovaya) 80; S. Vaener (Dzhezkagan) 74, 76, 78-80, 82-84; V. Vasiliev (Velikie Luki) 74, 76, 78-80, 82; O. Vasiliev (Kazan) 83; V. Weizman (Odeska) 74, 80, 82-84, 87; A. Velko (Làng trồng mía, vùng Minsk) 80; P. Vetruk (Ternopil) 75, 76; E. Voitenko (Kyiv) 74, 76, 79, 80, 82; A. Volnov (Kyiv) 84; V. Vorona (Slavyansk) 74, 75, 79, 80, 82-84; E. Vyrodov (Podolsk) 74, 78-80, 82-84; R. Gabdulin (làng Starobashevo, BashASSR) 82, 86; M. Gavrilov (làng Chernogolovka, vùng Moscow) 74, 76; V. Glebkin (làng Kraskovo, vùng Matxcova) 74, 80,

(Tiếp theo trang 41)

Tờ 31

tr. 29Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

29

Nhiệm vụ

  1. Cậu học sinh có nhiều lựa chọn
    không, mệnh giá 15 kopecks. và 20 kopecks, và 20 kopeck mono-
    điện thoại hơn mười lăm kopecks. Một phần năm tổng số tiền học
    Nick đã tiêu bằng cách trả hai xu cho một vé xem phim. Anh ta đưa nửa số tiền còn lại để ăn trưa,
    trả tiền cho nó bằng ba đồng xu. Lúc đầu cậu học sinh có bao nhiêu đồng xu của mỗi mệnh giá?

  2. Cắt hình vuông thành ba phần để bạn có thể xếp chúng
    sống tam giác tù.

  3. Các cạnh ABAB và CDCD (∣AB∣=∣CD∣=1|AB| = |CD| = 1) chính xác bằng sáu-
    Tam giác ABCDEFABCDEFprod phải được kéo dài cho đến khi cắt nhau tại điểm KK (xem hình). Chứng minh rằng ∣EK∣=7|EK| = \sqrt{7}.

  4. Các thẻ trong hình có ghi số. Sử dụng chúng để cộng một số có bốn chữ số là một số chính phương.

  5. Trên cạnh của hình vuông được lấy không-
    có bao nhiêu điểm sao cho tổng độ dài
    phân đoạn thứ nhất, thứ ba, v.v.
    (xem hình) trùng với số lượng
    độ dài của thứ hai, thứ tư, v.v. từ -
    Rezkov. Vẽ qua các điểm đã lấy
    các đường thẳng song song với một đường thẳng khác
    cạnh của hình vuông. Chứng minh rằng
    tổng diện tích “sọc” màu xanh
    và tổng diện tích của các “sọc” màu đỏ là như nhau.

Những nhiệm vụ này đã được cung cấp cho chúng tôi
M. Komushenko, A. Shvetsov,
A. Eyvazov và V. Proizvolov

Tờ 32

tr. 30Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

30

S. Belie

Toán học đầy màu sắc

Nhà toán học nổi tiếng người Anh Godfrey Harold Hardy đã nói: “Sự sáng tạo của một nhà toán học cũng giống như sự sáng tạo của vẻ đẹp như sự sáng tạo của một họa sĩ hay một tư thế - tổng thể của một ý tưởng, giống như tổng thể của những bức vẽ hay ngôn từ, phải có sự hài hòa bên trong. Vẻ đẹp là tiêu chuẩn đầu tiên cho một ý tưởng toán học; không có chỗ nào trên thế giới cho thứ toán học xấu xí”

Hình 1.

Tuy nhiên, cũng có những mối liên hệ rõ ràng hơn giữa toán học và hội họa: nhà toán học rất thường xuyên giúp đỡ… tô màu. Vâng, vâng - màu sắc! Chắc chắn, đã hơn một lần trong các bài học hình học, giáo viên toán của bạn đã sử dụng phấn màu, dùng chúng để đánh dấu các đoạn bằng nhau, các hình có kích thước bằng nhau, các góc bằng nhau… Hãy xem Hình 1, ví dụ. Ở đó, hình tam giác hình chữ nhật ở giữa được tô màu đỏ và sáu hình tam giác bằng nhau khác được tô màu đỏ. Bây giờ dễ dàng thấy rằng tổng diện tích của hai hình vuông được bảo vệ bởi màu xanh lá cây bằng diện tích của hình vuông được nó bảo vệ. Định lý Pythagore đã được chứng minh!

Nhưng hóa ra việc tô màu thậm chí có thể trở thành một phương pháp lời giải bài toán.

Hãy bắt đầu với câu đố bài toán: chúng ta sẽ tìm một lối đi đến trung tâm của mê cung, như trong Hình 2. Để làm điều này, chúng ta sẽ vẽ lên tất cả các “ngõ cụt” của mê cung, tức là những phần không có đường đi từ đó (xem Hình 3). Sau đó, những gì còn lại không được sơn sẽ là con đường mong muốn. Hãy thử phương pháp này trên mê cung được hiển thị trong Hình 4. Chỉ ra tất cả các đường dẫn đến trung tâm; đếm xem có bao nhiêu và tìm cái ngắn nhất.

Tờ 33

tr. 31Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

31

Ví dụ sau gọi quân mã đối tượng qua bàn cờ và quay trở lại ô vuông ban đầu. Cô ấy có nhiều lời giải khác nhau. Nhưng liệu có thể bỏ qua một bảng có hình dạng khác không? Ví dụ: một bảng hình chữ nhật có kích thước 7x9? Hóa ra bạn không thể. Và việc “tô màu” một lần nữa sẽ giúp chúng ta chứng minh điều này.

Tô màu bảng hình vuông 7x9 theo mẫu bàn cờ, bắt đầu từ ô vuông góc: ô vuông đen, ô vuông trắng, ô vuông đen, ô vuông trắng,… Khi đó tất cả các ô vuông góc của bảng sẽ có màu đen; Hơn nữa, sẽ có 32 ô đen và 31 ô trắng (để làm gì?). Nhưng sau mỗi lần di chuyển, hiệp sĩ sẽ thay đổi màu của sân mà nó đứng. Vì vậy, nếu quân mã đi vòng quanh tất cả các ô trên bàn cờ và quay về ô ban đầu thì sẽ đánh số ô đen và trắng như nhau. Vì có nhiều hình vuông màu đen trên bàn cờ của chúng ta hơn những hình vuông màu trắng, nên ít nhất một hình vuông màu đen sẽ không được hiệp sĩ du hành của chúng ta ghé thăm.

Chà, có thể di chuyển một quân mã xung quanh một bàn cờ có kích thước 4x8 ô vuông không? Hóa ra điều đó cũng là không thể. Một bằng chứng đẹp đẽ về thực tế này có được nếu chúng ta sơn tấm bảng này không phải bằng hai mà bằng bốn màu - như trong Hình 5.

Lưu ý rằng từ những cánh đồng màu xanh, ngựa chỉ có thể đến những cánh đồng màu vàng và ngược lại - nó chỉ có thể đến những cánh đồng màu xanh từ những cánh đồng màu vàng. Vì vậy, trên đường đi của ngựa, trường xanh phải xuất hiện trước trường vàng và đi theo trường vàng: …g - s - g - s - g… (xem Hình 6).

Từ cánh đồng vàng, ngựa có thể di chuyển đến cánh đồng xanh. Mặt khác, nếu hiệp sĩ di chuyển từ hình vuông màu vàng sang hình vuông màu xanh lá cây thì để chuyển sang hình vuông màu xanh lam, trước tiên hiệp sĩ phải chơi ở hình vuông màu vàng. Theo đó, trong một tuyến đường khép kín, số lượng trường màu vàng vượt quá số lượng trường màu xanh lam (Hình 6 sẽ giúp bạn hiểu điều này!). Nhưng vì trên thực tế số lượng ô màu vàng và màu xanh là như nhau nên

Tờ 34

tr. 32Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

32

mâu thuẫn dẫn đến chứng tỏ rằng không thể bỏ qua một bàn cờ 4x8 với một quân mã.

Một ví dụ khác: có thể tạo một khối lập phương 6x6x6 từ 27 “creep” 1x2x4 không?

Giả sử rằng một khối lập phương 6×6×6 được tạo thành từ 27 “khối” kích thước 2×2×2, có màu xanh lam và trắng và được sắp xếp theo “hình bàn cờ” (Hình 7); cho có 14 “khối” màu xanh và 13 “khối” màu trắng. Bây giờ hãy lưu ý rằng cho dù chúng ta sắp xếp “kripich” 1x2x4 bên trong một khối lập phương lớn như thế nào thì một nửa số cốc đơn vị tạo nên nó (1x1x1) sẽ có màu xanh lam và một nửa sẽ có màu trắng. Do đó, nếu một khối lập phương có kích thước 6×6×6 có thể được gấp lại từ 27 viên gạch 1×2×4, thì nếu khối lập phương này được “bàn cờ” thành các “khối” 2×2×2, thì sẽ có số cốc đơn màu trắng trong đó bằng số cốc màu xanh. Trên thực tế, chúng ta có 108 chiếc cốc đơn màu trắng và 112 chiếc cốc màu xanh. Do đó, một khối lập phương 6x6x6 từ 27 Creep 1x2x4 không thể gấp lại được.

Sau tất cả những gì đã nói, bạn sẽ không còn ngạc nhiên khi biết rằng trong toán học có rất nhiều bài toán và các định lý về các cách tô màu khác nhau. Nổi tiếng nhất trong số đó là bài toán bốn màu*), bao gồm việc chứng minh hoặc bác bỏ giả thuyết sau:

*) Về bài toán bốn màu, xem «Kvant»: 1972, số 4, tr. 33; 1974, không. 2, tr. 58; 1974, không. 4, tr. 23 và 1977, không. 1, tr. 60.

Hình 7.

“Bất kỳ bản đồ nào trên mặt phẳng đều có thể được tô màu không quá bốn màu để hai quốc gia láng giềng bất kỳ được tô màu khác nhau” (các quốc gia được coi là láng giềng nếu có một phần biên giới chung); những nước chỉ có một vài điểm chung không được coi là láng giềng). bài toán này lần đầu tiên được đề cập đến trong một bức thư gửi Hamilton của nhà toán học người Anh De Morgan (1852). Sau đó, nó được hình thành từ diễn đàn của Hiệp hội Địa lý Anh bởi nhà toán học xuất sắc người Anh Arthur Calley (1878). Kể từ đó, bài toán bốn màu đã làm đau đầu các học giả và nhà toán học. Trong gần một trăm năm nó dường như không thể xuyên thủng. Kết quả của nhiều năm làm việc chăm chỉ, người ta đã chứng minh được rằng bất kỳ bản đồ nào chứa không quá 41 quốc gia đều có thể được tô bằng bốn màu theo cách yêu cầu; nhưng điều này tất nhiên không giải quyết được tất cả các vấn đề. Chỉ mới gần đây, vào tháng 9 năm 1976, trên tạp chí “Bản tin của Hiệp hội Toán học Hoa Kỳ” của Hiệp hội Toán học Hoa Kỳ, một thông báo xuất hiện từ các nhà toán học người Mỹ Apel và Haken, những người đã chứng minh tầm quan trọng của giả thuyết này (điều đáng chú ý là bằng chứng “đã tham gia” và một phần rất quan trọng trong máy tính).

Đồng thời, vào cuối thế kỷ 19, người ta đã xác định rằng bất kỳ bản đồ nào trên máy bay đều có thể được tô màu chính xác bằng năm màu (“chính xác” có nghĩa là không có hai quốc gia láng giềng nào được sơn cùng một màu). Hãy cố gắng tìm bằng chứng của riêng bạn về thực tế này. Nhưng trước tiên, hãy thử nghiệm.

  1. Vẽ bản đồ gồm bốn quốc gia không thể tô màu chính xác bằng hai hoặc ba màu.
  2. Hãy dành một ít vị cay; chứng minh rằng bản đồ mà chúng tạo thành có thể được tô đúng bằng hai màu.

Tờ 35

không đánh sốChép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

G. Perevalov

“Biết” nghĩa là gì?

Chắc hẳn rất nhiều độc giả «Kvant» đang có ý định vào đại học sau khi học xong. Tất nhiên, mọi người đều quan tâm đến câu hỏi kiến ​​\u200b\u200bthức được đặt ra những yêu cầu gì. Bạn cần biết điều gì và làm thế nào? Hãy thử giải thích điều này bằng một vài ví dụ.

Matematika bao gồm các tiên đề, định lý và bằng chứng. Cùng với điều này, các định nghĩa đóng một vai trò cơ bản trong toán học. Biết toán có nghĩa là biết tất cả các phần của nó. Hơn nữa, mỗi phần đòi hỏi cách tiếp cận đặc biệt của riêng mình.

Ví dụ, việc biết định nghĩa giới hạn của một hàm số có ý nghĩa gì? Đây là những gì chúng tôi đã nghe được trong một giờ học toán ở một trường học ở Moscow.


Giáo viên. Bình đẳng nghĩa là gì?

lim⁡x→af(x)=b?\lim_{x \to a} f(x) = b?

Học sinh. Đẳng thức (1) có nghĩa là số b là giới hạn của hàm f khi x tiến tới a.

Giáo viên. Chưa phải là đáp số. Ý nghĩa của sự bình đẳng (1) là gì?

Học sinh. Đẳng thức (1) có nghĩa là với mọi số dương e sẽ có một số dương δ sao cho với mọi x≠a thỏa mãn bất đẳng thức |x-a|<δ thì bất đẳng thức |f(x)-b|<ε sẽ đúng.

Tờ 37

tr. 35Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

35

Hàm x=a3x = a_3 ff có tính gián đoạn. Với xx hướng tới a4a_4, hàm ff cũng có giới hạn: lim⁡x→a4f(x)=b4\lim_{x \to a_4} f(x) = b_4 và b4=f(a4)b_4 = f(a_4). Tại điểm a4a_4 hàm số ff được gọi là liên tục. Có giới hạn của hàm ff và với xx có xu hướng a5a_5: lim⁡x→a5f(x)=b5\lim_{x \to a_5} f(x) = b_5, mặc dù hàm ff chưa được xác định tại thời điểm này, a5∉D(f)a_5 \notin D(f).

Đây là đại khái mọi điều bạn cần biết về việc xác định giới hạn của một hàm số.

Bây giờ chúng ta có thể trả lời câu hỏi - việc biết định nghĩa có ý nghĩa gì. Biết một định nghĩa không chỉ có nghĩa là có thể xây dựng nó một cách chính xác mà còn có thể minh họa nó bằng hình vẽ hoặc ví dụ, thể hiện nó trong công việc và áp dụng nó vào thực tế. Chính với “thước đo” này mà giám khảo trong các kỳ thi tuyển sinh tiếp cận được kiến ​​thức về định nghĩa.

Việc biết định lý có ý nghĩa gì? Trước hết, bạn cần phải xây dựng nó một cách chính xác. Tiếp theo: bạn cần biết ý nghĩa của tất cả các thuật ngữ có trong công thức định lý, có thể làm rõ và định nghĩa chúng. Rốt cuộc, trước khi bạn chứng minh một định lý về các tính chất của một đối tượng toán học nào đó, tất nhiên bạn phải hiểu rằng đó là một đối tượng. Ví dụ, không thể chứng minh một định lý về tổng tùy ý của hai hàm số nếu không biết định nghĩa của hàm số tùy ý.

Nó cũng rất hữu ích khi có thể đưa ra một ví dụ chứng minh một phát biểu rút ra từ định lý từ

Hình 4.

bằng cách vứt bỏ bất kỳ điều kiện nào của nó.

Bài tập 1. Bác bỏ định lý:
a) nếu dãy đơn điệu thì nó có giới hạn;
b) nếu chuỗi bị chặn thì nó có giới hạn*).

Các định lý chứa các điều kiện cần và đủ phải có thể được chia thành hai: một thể hiện sự cần thiết của điều kiện và một thể hiện sự đủ của nó.

Bài tập 2. Thực hiện thao tác này với định lý sau**): một hàm khả nghịch khi và chỉ nếu nó chỉ nhận mỗi giá trị của nó một lần.

*) Xem định lý Weierstrass (“Đại số và nguyên tắc phân tích” 9), đoạn 31).
**) “Đại số và sự khởi đầu của phân tích” 10,” trang 170.

Về phân tích Diophantine

(Để bắt đầu, xem trang 16)

Dễ dàng nói rằng trong phương trình x2−2y2=1x^2 - 2y^2 = 1 số xx là số lẻ, x≥3x \ge 3. Đặt x=2n+1x = 2n + 1 (n≥1n \ge 1). Khi đó 2n(n+1)=y22n(n + 1) = y^2, có nghĩa là yy là số chẵn. Hãy đặt y=2my = 2m (m≥1m \ge 1 vì y≥2y \ge 2). Chúng ta hãy đặt n(n+1)=2m2n(n + 1) = 2m^2, tức là một phương trình có dạng Tn=KmT_n = K_m. Điều này có nghĩa là phương trình Tn=KmT_n = K_m có ​​một tập vô hạn lời giải, vì mỗi phương trình lời giải (x;y)(x; y) x2−2y2=1x^2 - 2y^2 = 1 (và tập vô hạn của chúng) tạo ra các phương trình lời giải Tn=KmT_n = K_m, chúng ta thu được từ các công thức n=x−12n = \frac{x - 1}{2}, m=y2m = \frac{y}{2}.

Bài toán 5. Chứng minh rằng phương trình lời giải (bằng số tự nhiên) Tn=KmT_n = K_m có ​​thể được mô tả theo hai cách sau:

a) nk+1=3nk+4mk+1n_{k+1} = 3n_k + 4m_k + 1,
mk+1=2nk+3mk+1m_{k+1} = 2n_k + 3m_k + 1,
n1=1n_1 = 1, m1=1m_1 = 1;
b) nk+2=6nk+1−nkn_{k+2} = 6n_{k+1} - n_k,
mk+2=6mk+1−mkm_{k+2} = 6m_{k+1} - m_k,
n1=1n_1 = 1, n2=8n_2 = 8, m1=1m_1 = 1, m2=6m_2 = 6.

Tờ 38

tr. 36Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

36

L. Aslamazov

Cảm ứng điện từ

EMF cảm ứng trong dây dẫn chuyển động

Khi một dây dẫn chuyển động trong từ trường thì trong dây dẫn xuất hiện một suất điện động cảm ứng

Ei=∣B⃗∣l∣v⃗∣sin⁡α,\mathcal{E}_i = |\vec{B}|l|\vec{v}| \sin \alpha,

(1)

trong đó B⃗\vec{B} là cảm ứng từ trường, ll là chiều dài của dây dẫn, v⃗\vec{v} là tốc độ của nó, α\alpha là góc giữa hướng chuyển động của dây dẫn và từ trường*). Trong trường hợp dây dẫn hở, hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu dây bằng suất điện động cảm ứng. Khi dây dẫn bị chập mạch ra mạch ngoài sẽ xuất hiện dòng điện cảm ứng.

Nhiệm vụ 1. Một thanh kim loại có tốc độ không đổi v⃗\vec{v} dọc theo đường ray dẫn điện trong từ trường có cảm ứng B⃗\vec{B} vuông góc với mặt phẳng của đường ray (Hình 1). Các đầu của đường ray được nối với một dây dẫn có điện trở RR và một tụ điện CC. Giả sử điện trở của đường ray và thanh không đáng kể, hãy tìm dòng điện trong dây dẫn và điện tích trên tụ điện. Khoảng cách giữa các ray ll.

Do thanh chuyển động, dây dẫn và tụ điện được mắc song song nên cảm ứng EMF lớn

Ei=∣B⃗∣Δr∣v⃗r∣=∣B⃗∣Δrωr.\mathcal{E}_i = |\vec{B}| \Delta r |\vec{v}_r| = |\vec{B}| \Delta r \omega r.

Tổng lực điện cảm ứng sinh ra trong thanh là

Ei=∫0l∣B⃗∣ωr dr=∣B⃗∣ωl22.\mathcal{E}_i = \int_0^l |\vec{B}| \omega r \, dr = \frac{|\vec{B}| \omega l^2}{2}.

Vì có thể bỏ qua điện trở của bóng đèn nên dòng điện

Tờ 39

tr. 37Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

37

Hình 2.

Hình 3.

Hình 4.

mạch của bài toán đang xét được giảm xuống còn hai nguồn có lực điện động E1=∣B⃗∣ω1l2/2\mathcal{E}_1 = |\vec{B}| \omega_1 l^2/2 và E2=∣B⃗∣ω2l2/2\mathcal{E}_2 = |\vec{B}| \omega_2 l^2/2 và các điện trở trong giống hệt nhau RR. Các nguồn được mắc song song khi các thanh quay theo một hướng (Hình 4, a) và mắc nối tiếp khi quay theo các hướng khác nhau (Hình 4, b). Do đó, trong trường hợp đầu tiên, dòng điện trong các thanh bằng

Ia=E1−E22R=∣B⃗∣l24R(ω1−ω2),I_a = \frac{\mathcal{E}_1 - \mathcal{E}_2}{2R} = \frac{|\vec{B}| l^2}{4R} (\omega_1 - \omega_2),

và trong lần thứ hai -

I6=E1+E22R=∣B⃗∣l24R(ω1+ω2).I_6 = \frac{\mathcal{E}_1 + \mathcal{E}_2}{2R} = \frac{|\vec{B}| l^2}{4R} (\omega_1 + \omega_2).

Hiệu điện thế ở hai đầu thanh là như nhau. Ví dụ, đối với thanh thứ nhất, hiệu điện thế ở hai đầu của nó bằng hiệu giữa suất điện động cảm ứng và điện áp rơi trên điện trở RR:

Ua=E1−IaR=∣B⃗∣l2(ω1+ω2)/4,U_a = \mathcal{E}_1 - I_a R = |\vec{B}| l^2 (\omega_1 + \omega_2)/4,

U6=E1−I6R=∣B⃗∣l2(ω1−ω2)/4.U_6 = \mathcal{E}_1 - I_6 R = |\vec{B}| l^2 (\omega_1 - \omega_2)/4.

Lưu ý rằng khi các thanh quay với cùng vận tốc góc theo một hướng, dòng điện trong các thanh bằng 0 (như khi mắc song song các nguồn giống hệt nhau), và khi quay theo các hướng khác nhau, hiệu điện thế ở hai đầu của các thanh bằng 0 (như khi mắc nối tiếp các nguồn giống hệt nhau).

Thay đổi từ thông và lực điện động cảm ứng

Emf cảm ứng không chỉ xảy ra khi một dây dẫn chuyển động trong từ trường mà còn xảy ra khi cường độ của từ thông qua một bề mặt được giới hạn bởi mạch dẫn thay đổi. Trong trường hợp này, theo định luật Farad, một suất điện động cảm ứng xuất hiện trong mạch điện

Ei=−dΦdt.\mathcal{E}_i = -\frac{d\Phi}{dt}.

Ở đây Φ=∣B⃗∣Scos⁡α\Phi = |\vec{B}| S \cos \alpha là từ thông (B⃗\vec{B} là cảm ứng từ trường, SS là diện tích bề mặt được bao phủ bởi mạch, α\alpha là góc giữa cảm ứng và pháp tuyến với bề mặt), dΦdt\frac{d\Phi}{dt} là tốc độ thay đổi của từ thông. Dấu “trừ” biểu thị dòng điện cảm ứng xuất hiện trong mạch làm thay đổi từ thông.

Các lý do vật lý dẫn đến sự xuất hiện của lực điện động cảm ứng khi một dây dẫn chuyển động và khi từ thông thay đổi là khác nhau. Tuy nhiên, công thức (2) cũng có thể được sử dụng để tìm EMF được tạo ra trong mạch do chuyển động của dây dẫn trong từ trường. (Ví dụ: bạn có thể xác minh điều này bằng cách quay lại bài toán 1. Hãy tự thực hiện.)

Bài toán 3. Cuộn dây nằm trong từ trường song song với trục của cuộn dây. Khi bật từ trường trong thời gian Δt1\Delta t_1, một lực điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây

Tờ 40

tr. 38Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

38

tks E1\mathcal{E}_1. Lực điện động cảm ứng nào sẽ sinh ra trong cuộn dây khi trục của nó quay một góc α\alpha trong thời gian Δt2\Delta t_2?

Khi tắt từ trường, độ biến thiên của từ thông qua mỗi vòng dây, lấy dấu ngược lại, bằng

−ΔΦ1=∣B⃗∣S,-\Delta \Phi_1 = |\vec{B}| S,

trong đó ∣B⃗∣|\vec{B}| là giá trị tuyệt đối của cảm ứng từ trường ban đầu và SS là diện tích mặt cắt ngang của cuộn dây (giá trị cuối cùng của cảm ứng bằng 0). Theo định luật Faraday (2), lực điện động cảm ứng sẽ xuất hiện trong cuộn dây

E1=n∣B⃗∣SΔt1,\mathcal{E}_1 = n \frac{|\vec{B}| S}{\Delta t_1},

trong đó nn là số vòng dây của cuộn dây. Từ đây

n∣B⃗∣S=E1Δt1.n |\vec{B}| S = \mathcal{E}_1 \Delta t_1.

Khi cuộn dây quay, từ thông thay đổi do sự thay đổi góc giữa pháp tuyến với các mặt phẳng của vòng dây, hướng dọc theo trục cuộn dây và vectơ cảm ứng từ trường (Hình 5). Luồng ban đầu là Φнач=∣B⃗∣S\Phi_{\text{нач}} = |\vec{B}| S và sau khi quay một góc α\alpha Φкон=∣B⃗∣Scos⁡α\Phi_{\text{кон}} = |\vec{B}| S \cos \alpha. Đó là lý do tại sao

−ΔΦ2=∣B⃗∣S(1−cos⁡α)-\Delta \Phi_2 = |\vec{B}| S (1 - \cos \alpha)

và suất điện động cảm ứng xuất hiện trong cuộn dây bằng

E2=n∣B⃗∣S(1−cos⁡α).\mathcal{E}_2 = n |\vec{B}| S (1 - \cos \alpha).

Thay thế giá trị của n∣B⃗∣Sn |\vec{B}| S vào công thức cuối cùng, chúng ta thu được

E2=E1Δt1Δt2(1−cos⁡α).\mathcal{E}_2 = \mathcal{E}_1 \frac{\Delta t_1}{\Delta t_2} (1 - \cos \alpha).

Bài toán 4. Một khung dẫn phẳng nằm trong từ trường có cảm ứng B⃗\vec{B} vuông góc với mặt phẳng của nó. Khung là hình vuông ở cạnh aa. Khi đó nó là: a) được bố trí dưới dạng hình chữ nhật có tỷ lệ khung hình là 1:2; b) bê trong một dòng; c) sẽ thừa hai hình vuông có tỷ lệ diện tích là 1:4 (Hình 6). Tìm những bộ ngực chảy qua khung với mỗi lần thay đổi hình dạng của nó. Điện trở khung RR.

Tờ 41

tr. 39Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

39

và một điện tích chạy qua khung
Qa=∣B⃗∣∣ΔSa∣R=∣B⃗∣a29R.Q_a = \frac{|\vec{B}| |\Delta S_a|}{R} = \frac{|\vec{B}| a^2}{9 R}.

Trong trường hợp b) diện tích cuối cùng bằng 0, vì vậy
ΔS6=−a2\Delta S_6 = -a^2

Và
Q6=∣B⃗∣∣ΔS6∣R=∣B⃗∣a2R.Q_6 = \frac{|\vec{B}| |\Delta S_6|}{R} = \frac{|\vec{B}| a^2}{R}.

Trong trường hợp c), các khung được uốn cong sao cho hướng pháp tuyến của một trong các hình vuông ngược với hướng ban đầu. Do đó, tổng dòng cảm ứng từ trong trường hợp này bằng với hiệu của từ thông qua các ô vuông riêng lẻ:
ΦКОН=∣B⃗∣(S1−S2),\Phi_{\text{КОН}} = |\vec{B}| (S_1 - S_2),
trong đó S1=(2/3a)2=4/9a2S_1 = (2/3a)^2 = 4/9a^2 và S2=S1/4=a2/9S_2 = S_1/4 = a^2/9 là diện tích của các hình vuông lớn hơn và nhỏ hơn. Sau đó
ΔSB=(49a2−a29)−a2=−23a2\Delta S_B = \left( \frac{4}{9} a^2 - \frac{a^2}{9} \right) - a^2 = -\frac{2}{3} a^2

và một điện tích chạy qua khung
QB=∣B⃗∣∣ΔSB∣R=2∣B⃗∣a23R.Q_B = \frac{|\vec{B}| |\Delta S_B|}{R} = \frac{2 |\vec{B}| a^2}{3 R}.

Điện trường xoáy và công dụng của nó

Nguyên nhân xuất hiện dòng điện cảm ứng trong mạch điện đặt trong từ trường xoay chiều là do điện trường xoáy xuất hiện trong không gian khi từ trường thay đổi. Trường này làm cho các electron chuyển động trong mạch dẫn điện. Không giống như trường tĩnh điện, công thực hiện khi di chuyển một điện tích dọc theo một mạch kín ở đây không bằng 0: nó bằng βi\beta_i nhân với độ lớn của điện tích chuyển động.

Nhiệm vụ 5. Trong buồng máy gia tốc, một chùm electron mỏng phân bố đều dọc theo quỹ đạo chuyển động dọc theo một đường tròn có bán kính không đổi RR. Từ thông qua mặt phẳng được chùm tia bao phủ tăng tuyến tính theo thời gian: Φ=αt\Phi = \alpha t. Tại một thời điểm nào đó, cường độ dòng điện trong buồng tăng tốc và bằng I0I_0. Dòng điện II sẽ là bao nhiêu sau khi các hạt thực hiện một vòng quay?

Độ lớn của dòng điện II trong buồng được xác định bởi điện tích đi qua tiết diện trong một đơn vị thời gian. Nếu tốc độ tuyến tính của electron là vv thì theo thời gian t=2πR/vt = 2\pi R/v tất cả nn electron đi qua tiết diện đã chọn. Do đó hiện tại
I=net=nev2πR.I = \frac{ne}{t} = \frac{nev}{2\pi R}.

Giá trị ban đầu của dòng điện cho phép chúng ta tìm tốc độ ban đầu của electron:
v0=2πRI0ne.v_0 = \frac{2\pi R I_0}{ne}.

Từ trường xoay chiều tạo ra điện trường xoáy, làm tăng tốc các electron. Trong một vòng quay của electron, điện trường hoạt động
A=e∣βi∣=e∣dΦdt∣=eα.A = e |\beta_i| = e \left| \frac{d\Phi}{dt} \right| = e\alpha.
Công này làm thay đổi động năng của electron:
mv22−mv022=eα.\frac{mv^2}{2} - \frac{mv_0^2}{2} = e\alpha.
Từ đây chúng ta tìm được tốc độ cuối cùng của electron:
v=2eαm+v02=2eαm+4π2R2I02n2e2v = \sqrt{\frac{2e\alpha}{m} + v_0^2} = \sqrt{\frac{2e\alpha}{m} + \frac{4\pi^2 R^2 I_0^2}{n^2 e^2}}

EDS samonidukini

Sự thay đổi từ thông qua một mặt phẳng được bao phủ bởi một vòng dây có thể xảy ra do sự thay đổi dòng điện trong chính vòng dây đó. Trong trường hợp này, mạch điện cũng chứa một suất điện động, được gọi là EMF của samonidukini, và bản thân hiện tượng này được gọi là samonidukiya. Mối quan hệ giữa từ thông Φ\Phi và giá trị hiện tại II được xác định theo công thức
Φ=LI,\Phi = LI,
trong đó LL là độ tự cảm của mạch. Sau đó

Tờ 42

tr. 40Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

40

đúng, theo định luật Faraday (2), suất điện động tự cảm ứng bằng

Eis=−LdIdt.\mathcal{E}_{is} = -L \frac{dI}{dt}.

Bài toán 6. Thanh trượt với tốc độ không đổi v⃗\vec{v} dọc theo các đường ray nằm trong từ trường có cảm ứng B⃗\vec{B}, vuông góc với mặt phẳng của đường ray (Hình 7). Các đầu của đường ray được đóng lại bằng một nút điện từ có độ tự cảm LL. Cường độ dòng điện chạy qua cuộn dây là bao nhiêu? Điện trở của cuộn dây, đường ray và thanh truyền không đáng kể. Khoảng cách giữa các ray ll.

Vì không có hiện tượng sụt áp trên nút điện từ, đường ray và thanh nên tổng lực điện động cảm ứng sinh ra trong thanh chuyển động và sức điện động tự cảm sinh ra trong nút điện từ do sự thay đổi dòng điện trong nó bằng 0:

Ei+Eis=0.\mathcal{E}_i + \mathcal{E}_{is} = 0.

Đây Ei=∣B⃗∣l∣v⃗∣\mathcal{E}_i = |\vec{B}|l|\vec{v}| và Eis=−LdIdt\mathcal{E}_{is} = -L \frac{dI}{dt}.

Vì suất điện động cảm ứng không phụ thuộc vào thời gian (thanh chuyển động đều) nên suất điện động tự cảm ứng cũng phải không đổi. Do đó, tốc độ thay đổi dòng điện trong nút điện từ là không đổi và bằng

dIdt=∣B⃗∣l∣v⃗∣L,\frac{dI}{dt} = \frac{|\vec{B}|l|\vec{v}|}{L},

và dòng điện trong nút điện từ thay đổi tuyến tính theo thời gian

I=∣B⃗∣l∣v⃗∣Lt.I = \frac{|\vec{B}|l|\vec{v}|}{L} t.

Bài toán 7. Một nút điện từ có độ tự cảm LL được kết nối thông qua các công tắc KK với nguồn có EMF không đổi (рис. 8\text{рис. 8}). Công suất điện từ tiêu thụ từ nguồn ở tần số chuyển mạch công tắc vv là bao nhiêu?

Bỏ qua điện trở của dây dẫn, dây nguồn và dây nguồn. Hãy coi như chìa khóa bị tắt trong một thời gian rất ngắn.

Khi phím được đóng, một dòng điện xuất hiện trong nút điện từ, dòng điện này tăng tuyến tính theo thời gian: I=Et/t/LI = \mathcal{E}_t/t/L (xem lời giải của bài toán trước đó). Trong thời gian T=1/vT = 1/v dòng điện tăng lên Imax⁡=ET/LI_{\max} = \mathcal{E}_T/L. Khi công tắc mở, dòng điện giảm về 0 trong thời gian rất ngắn (nhỏ hơn nhiều so với TT). Đồ thị dòng điện theo thời gian được thể hiện trên Hình 9.

Khi dòng điện II tăng, trong thời gian Δt\Delta t điện tích ΔQ=IΔt\Delta Q = I \Delta t đi qua mạch điện và trong khoảng thời gian TT điện tích di chuyển

Q=∫0TIdt=∫0TEtLdt=ET22L=E22Lv2Q = \int_0^T I dt = \int_0^T \frac{\mathcal{E}_t}{L} dt = \frac{\mathcal{E}_T^2}{2L} = \frac{\mathcal{E}_2}{2Lv^2}

(điện tích này về mặt số lượng bằng diện tích của hình được bảo vệ trong Hình 9). Trong trường hợp này, nguồn hoạt động

A=QE=E22Lv2.A = Q \mathcal{E} = \frac{\mathcal{E}_2}{2Lv^2}.

Vì vậy, điện năng tiêu thụ

Tờ 43

tr. 41Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

41

nct bằng nhau
P=AT=Av=ε22Lv.P = \frac{A}{T} = Av = \frac{\varepsilon^2}{2Lv}.
Bài tập

  1. Thanh kim loại di chuyển với tốc độ không đổi v⃗\vec{v} dọc theo đường ray, các đầu của đường ray được đóng với dây dẫn bằng điện trở R1R_1 và R2R_2 (Hình 10). Các đường ray nằm trong từ trường có cảm ứng BB, vuông góc với mặt phẳng của đường ray. Khoảng cách giữa các ray ll. Dòng điện chạy qua thanh là bao nhiêu nếu điện trở của nó và điện trở của đường ray không đáng kể? Cần phải tạo ra bao nhiêu lực để di chuyển thanh với tốc độ không đổi?
  2. Dòng điện trong một khung kim loại quay trong từ trường không đổi có cảm ứng vuông góc với trục quay sẽ thay đổi như thế nào khi tốc độ quay tăng gấp đôi?
  3. Hình vuông dây từ cạnh aa di chuyển với tốc độ v⃗\vec{v} vào từ trường của một nam châm vĩnh cửu có cảm ứng BB, vuông góc với mặt phẳng của hình vuông (Hình 11). Dòng điện chạy qua dây dẫn là bao nhiêu nếu điện trở của hình vuông là RR? Theo định luật nào thì dòng điện sẽ thay đổi theo thời gian nếu hình vuông chuyển động với gia tốc không đổi? Bỏ qua độ tự cảm của khung dây.
  4. Vòng chất siêu dẫn mà dòng điện chạy qua được uốn cong thành hình số 8, sau đó uốn cong làm đôi. Dòng điện trong vòng sẽ thay đổi như thế nào?
  5. Một nam châm vĩnh cửu được đưa vào một cuộn dây bị ngắn mạch: một lần nhanh và một lần chậm. Liệu điện tích tương tự có được đọc trên cuộn dây trong mỗi trường hợp không? Lượng nhiệt sinh ra trong cuộn dây có giống nhau không?
  6. Chứng tỏ rằng độ tự cảm của cuộn dây một lớp tỉ lệ thuận với thời gian. Bản chất của sự phụ thuộc của dòng điện vào thời gian trong một cuộn dây khác, nối cảm ứng với cuộn dây thứ nhất và đóng kín với một điện trở không đổi là gì?
  7. Công tắc ở bài toán 7 trong bài viết có thể được chuyển đổi ở tần số tối thiểu nào nếu biết rằng cuộn dây điện từ có thể chịu được dòng điện tối đa I0I_0?

(Để bắt đầu, xem trang 28)

82; B. Goldfarb (Moscow) 74; V. Gorbunov (Kommunarsk) 79, 80, 82-84, 86, 87; S. Gorodko (Dnepropetrovsk) 74, 76, 78, 79; A. Grizoreko (Makeeva, vùng Donetsk) 79, 80, 82—84, 87; I. Gruzbere (Perm) 74, 76, 78-80, 84; I. Gubin (Yerevan) 75, 76, 80, 82; A. Gullev (Moscow) 78, 80, 82, 84; M. Gundilovich (Gorodeya) 82; L. Guralnik (Zhitomir) 76, 82; A. Davoyan (Leninakan) 78, 82; M. Danilin (Novoanninsky) 75, 76, 78; I. Danilovsky (Gorky) 78-80, 82, 84; V. Dvortsova (Lipetsk) 84; I. Derebas (Magnitogorsk) 74; S. Dovbysh (Moscow) 74, 76; A. Dolinin (Vladimir) 76; A. Dremin (làng Chernogolovka, vùng Moscow) 78, 80, 82; Yu. Eliseev (Velikiye Luki) 80, 82; I. Elishevich (Chernigov) 75, 76, 79, 80, 82; E. Zheltsovskaya (Moscow) 74—76, 83, 84, 87; I. Zhitenev (làng Chernogolovka, vùng Moscow) 74, 76, 78-80, 82-84; V. Zhordichkin (Orsk) 80, 82, 84; A. Zanevsky (Lenin-grad) 78-80, 82; A. Zakharyan (Chernigov) 75, 76; M. Zeifman (Vologda) 74, 76, 78-80, 82-84; I. Zilberbere (Alma-Ata) 80, 82-84; S. Zinevsky (làng Khoroshoe, vùng Ocherigov) 84; A. Zolotykh (Kursk) 82; V. Zubko (Ivano-Frankivsk) 79, 80, 82; I. Ivanov (Saratov) 75, 76, 78-80, 82-84, 87; V. Ivakhenenko (Kyiv) 83; V. Izerenin (Novosibirsk) 78, 84; V. Izrailit (Dnepropetrovsk) 75, 80, 82, 84; A. Izralits (Tbilisi) 75; O. Isupova (Orenburg) 76; A. Kanel (Moscow) 74-76; V. Katin (Zhitomir) 75, 76, 78, 79, 82-84, 86, 87; E. Kafarov (Baku) 80; A. Klink (Kovrov) 76, 82; E. Kozan (Dnepropetrovsk) 75, 76, 78-80, 82-84, 86; A. Kozhevnikov (Dnepropetrovsk) 76, 78—80, 82; G. Kozhoridze (Telvi) 82-84, 86; V. Kozlovsky (Novolukoml) 75, 76, 78-80, 82, 84, 86, 87; A. Koldorkin (Kuibyev) 74-76; G. Kolomotsez (Sumgant) 74-76, 78-80, 82-84, 87; V. Komov (Alexandrov) 74-76, 78-80, 82-84, 87; V. Konshin (Rostov-on-Don) 84; V. Korobov (Kirovograd) 74, 76, 80, 83, 84; G. Korotkov

(Cuối cùng xem trang 56)

Tờ 44

tr. 42Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

42

Những lựa chọn cho kỳ thi tuyển sinh đại học năm 1979

Đại học bang Leningrad được đặt theo tên. A. A. Zhdanova

Toán học
Bài thi viết
Tùy chọn 1
(Khoa Toán và Cơ học)

  1. Phương trình có bao nhiêu nghiệm?
    f(x)−af′(x)=0,f(x) - af'(x) = 0,
    nếu f(x)=(x−x1)(x−x2)(x−x3)(x−x4)f(x) = (x-x_1)(x-x_2)(x-x_3)(x-x_4), aa, x1x_1, x2x_2, x3x_3, x4x_4 là số thực (x1<x2<x3<x4x_1 < x_2 < x_3 < x_4)?
  2. Giải phương trình (tại a∈Ra \in \mathbb{R})
    log⁡a(1−8a−x)≥2(1−x).\log_a(1-8a^{-x}) \geq 2(1-x).
  3. Giải phương trình (tại a∈Ra \in \mathbb{R})
    a⋅sin⁡x+tgx+1=1cos⁡x.a \cdot \sin x + \mathrm{tg} x + 1 = \frac{1}{\cos x}.
  4. Một đường tròn bán kính RR nội tiếp đường cong đều ABCDABCD; KK là giao điểm của đồ thị đường chéo, [AB][AB] là cơ sở chính của nó, KBA=aKBA = a. Tìm bán kính của đường tròn tiếp xúc với đường tròn đã cho và các đoạn chéo [KB][KB], [KC][KC].
  5. Các điểm M,N,P,QM, N, P, Q được đặt trong không gian sao cho (MN)⊥(PQ)(MN) \perp (PQ), (MP)⊥(NQ)(MP) \perp (NQ). Chứng minh điều đó và (MQ)⊥(NP)(MQ) \perp (NP).

Tùy chọn 2
(Khoa Toán ứng dụng - Quy trình điều khiển)

  1. Với a(a∈[0;1])a (a \in [0; 1]) diện tích hình được giới hạn bởi đồ thị của hàm y=f(x)y = f(x) và các đường thẳng x=0,x=1,y=f(a)x = 0, x = 1, y = f(a) có ​​nhiều giá trị nhất và nhiều nhất, nếu f(x)=xa+3xβf(x) = x^a + 3x^\beta, a,βa, \beta là số thực và a>1a > 1, β>1\beta > 1?
  2. Đối với a(a∈R)a (a \in \mathbb{R}) bất kỳ phương trình lời giải nào
    log⁡3(x2−3x+7)/log⁡3(3x+2)<1\log_3(x^2 - 3x + 7) / \log_3(3x + 2) < 1
    cũng sẽ là nghiệm của bất đẳng thức x2+(5−2a)x≤10ax^2 + (5-2a)x \leq 10a?
  3. Giải phương trình (tại a∈Ra \in \mathbb{R})
    (8a2+1)sin⁡3x−(4a2+1)sin⁡x+2a⋅cos⁡3x=0.(8a^2 + 1) \sin^3 x - (4a^2 + 1) \sin x + 2a \cdot \cos^3 x = 0.
  4. Độ dài hai chân của một tam giác vuông là aa và bb, độ dài các bisserris của một góc vuông là ll. Có đúng là l≤ab2l \leq \sqrt{\frac{ab}{2}} không?
  5. Quả cầu đi qua tâm của một quả cầu nội tiếp một tam giác đều và chạm vào ba cạnh của tam giác xuất phát từ cùng một đỉnh. Tìm bán kính của hình cầu nếu độ dài cạnh của tam giác là aa.

Tùy chọn 3
(Khoa Vật lý)

  1. Chiều rộng của sông là aa m, tốc độ dòng chảy của nó là ww m/giây, tốc độ của người bơi trong nước tĩnh là vv m/giây (v<wv < w) và tốc độ di chuyển của người đó trên cạn là uu m/giây. Trong thời gian ngắn nhất một người bơi có thể đến được điểm nằm ở bờ đối diện nơi anh ta bắt đầu vượt biển? Giả sử rằng trong nước người bơi không thay đổi chuyển động mà anh ta đã chọn khi bắt đầu băng qua và vectơ vận tốc của dòng sông song song với bờ sông, được coi là thẳng.
  2. Đối với a(a∈R)a (a \in \mathbb{R}) thì điểm (a;a2)(a; a^2) nằm bên trong tam giác giới hạn bởi đồ thị của hàm y=f(x)y = f(x) và các đường x=0,x=1,y=f(a)x = 0, x = 1, y = f(a) có nhiều giá trị nhất và nhiều nhất, nếu f(x)=xa+3xβf(x) = x^a + 3x^\beta, a,βa, \beta là số thực và a>1a > 1, β>1\beta > 1?
  3. Giải phương trình
    sin⁡6x+cos⁡6x=1+sin⁡4x.\sin^6 x + \cos^6 x = 1 + \sin 4x.
  4. Tìm lim⁡n→∞xn\lim_{n \to \infty} x_n nếu
    xn=11⋅2+11⋅4+12⋅3+14⋅7+⋯+1n(n+1)+1(3n−2)(3n+1)x_n = \frac{1}{1 \cdot 2} + \frac{1}{1 \cdot 4} + \frac{1}{2 \cdot 3} + \frac{1}{4 \cdot 7} + \dots + \frac{1}{n(n+1)} + \frac{1}{(3n-2)(3n+1)}
  5. Ba vòng tròn lớn có cùng bán kính RR chạm vào nhau theo cặp. Ba vòng tròn nhỏ có cùng bán kính và tiếp xúc nhau theo từng cặp. Tìm bán kính của một đường tròn nhỏ nếu mỗi đường tròn nhỏ cũng tiếp xúc với hai đường tròn lớn.

A. Ponomarenko

Tờ 45

tr. 43Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

43

Đại học bang Kiev được đặt theo tên. T. G. Shevchenko

Matematika

Bài thi viết

Tùy chọn 1
(Khoa Cơ và Toán)

  1. Giải hệ phương trình
    {log⁡4x+log⁡4y=1+log⁡49,x+y=20.\begin{cases} \log_4 x + \log_4 y = 1 + \log_4 9, \\ x + y = 20. \end{cases}

  2. Giải bất đẳng thức
    9x+3x≥9−3x.\sqrt{9^x + 3^x} \geq 9 - 3^x.

  3. Một hình nón được mô tả xung quanh một quả cầu có thể tích VV sao cho thể tích của nó nhỏ nhất có thể. Tìm thể tích của hình nón.

  4. Tại giá trị nào của aa thì đường y=ay = a chia diện tích của hình được giới hạn bởi các đường y=0y = 0 và y=2+x−x2y = 2 + x - x^2 làm đôi?

  5. Giải phương trình
    2tgx21+tg2x2=y2−4y+5.\frac{2 \mathrm{tg} \frac{x}{2}}{1 + \mathrm{tg}^2 \frac{x}{2}} = y^2 - 4y + 5.

Tùy chọn 2
(Khoa Điều khiển học)

  1. Cho phép
    max⁡(A,B)={A,еслиA⩾BB,еслиB⩾A.\max (A, B) = \begin{cases} A, если A \geqslant B \\ B, если B \geqslant A. \end{cases}

Tính diện tích hình phẳng giới hạn bởi các phần của các đường thẳng max (x,y)=1(x, y) = 1 và x2+y2=1x^2 + y^2 = 1 nằm trong hình vuông đầu tiên.

  1. Biết bán kính rr của đáy hình nón, hãy xác định bán kính của phần song song với đáy và chia thể tích của hình nón làm đôi.

  2. Giải phương trình
    2sin⁡2x−5sin⁡x⋅cos⁡x−8cos⁡2x=−2.2 \sin^2 x - 5 \sin x \cdot \cos x - 8 \cos^2 x = -2.

  3. Với những giá trị nào của aa thì phương trình ax2=ln⁡xax^2 = \ln x có một nghiệm?

Tùy chọn 3
(khoa vật lý và vật lý phóng xạ)

  1. Điểm chuyển động thẳng đều tuân theo định luật
    s(t)=−16t3+3t2−5s(t) = -\frac{1}{6} t^3 + 3t^2 - 5
    (thời gian tính bằng giây, quãng đường đi được tính bằng mét). Định nghĩa:
  1. thời điểm mà gia tốc của một điểm bằng không;
  2. Lúc này điểm đang chuyển động với tốc độ bao nhiêu?
  1. Một quả cầu nội tiếp trong một hình nón có chiều cao bằng bán kính đáy. Tìm tỉ số thể tích của hình cầu và thể tích của hình nón.

  2. Giải bất đẳng thức
    x+2<x+14.x + 2 < \sqrt{x + 14}.

  3. Giải hệ phương trình
    {log⁡3(log⁡2x)+log⁡13(log⁡12y)=1,xy2=4.\begin{cases} \log_3 (\log_2 x) + \log_{\frac{1}{3}} (\log_{\frac{1}{2}} y) = 1, \\ xy^2 = 4. \end{cases}

  4. Tìm giá trị lớn nhất và lớn nhất của hàm
    y=sin⁡(x+π8)⋅cos⁡(x−π24).y = \sin \left( x + \frac{\pi}{8} \right) \cdot \cos \left( x - \frac{\pi}{24} \right).

Bài toán thi vấn đáp

  1. Giải phương trình
    a) log⁡3(cos⁡x)+log⁡13(−sin⁡x)=0\log_3 (\cos x) + \log_{\frac{1}{3}} (-\sin x) = 0;
    b) tg∣x∣=∣tgx∣tg |x| = |tg x|;
    b) πsin⁡x=∣x−π4∣−∣x−3π4∣\pi \sin x = \left| x - \frac{\pi}{4} \right| - \left| x - \frac{3\pi}{4} \right|.

  2. Giải bất đẳng thức
    ∣x+2∣1x2−x−6≥∣x+2∣2x3.|x + 2|^{\frac{1}{x^2 - x - 6}} \geq |x + 2|^{\frac{2}{x^3}}.

  3. Tìm các khoảng đa tương đối và điểm cực trị của hàm số
    y=∣∣x2−1∣−2∣.y = \left| |x^2 - 1| - 2 \right|.

Xây dựng đồ thị của hàm số này.

  1. Vẽ đồ thị hàm số
    y={lx−1, если x<0,4x−x2, если x⩾0.y = \begin{cases} l^x - 1, \text{ если } x < 0, \\ \sqrt{4x - x^2}, \text{ если } x \geqslant 0. \end{cases}

  2. Vì chức năng aa nào
    f(x)=x3+3(a−7)x2+3(a2−9)x+1f(x) = x^3 + 3(a - 7)x^2 + 3(a^2 - 9)x + 1 có điểm cực đại dương không?

  3. Vì chức năng mm nào
    f(x)=2ex−me−x+(1+2m)x−3f(x) = 2e^x - me^{-x} + (1 + 2m)x - 3

tăng đơn điệu trên mọi trục?

  1. aa phương trình để làm gì
    3xlg⁡x=1+alg⁡x3x \lg x = 1 + a \lg x có: a) một lời giải; 6) hai lời giải?

  2. Tùy thuộc vào tham số aa, phương trình có bao nhiêu nghiệm?
    x2⋅e2∣x∣=4a.x^2 \cdot e^{2|x|} = 4a.

  3. Phương trình có bao nhiêu nghiệm thuộc khoảng [−π;π][-\pi; \pi]?
    3sin⁡x+sin⁡3x=2a3 \sin x + \sin 3x = 2a

tùy thuộc vào tham số aa?

  1. Tại aa tổng lập phương của các nghiệm của phương trình là bao nhiêu
    6x2+6(a−1)x−5a+2a2=06x^2 + 6(a - 1)x - 5a + 2a^2 = 0

lớn nhất?

  1. Vẽ tập hợp điểm trên mặt phẳng
    {(x;y)∣x2+y2−2x−2y+1=0}.\{(x; y) | x^2 + y^2 - 2x - 2y + 1 = 0 \}.

Viết phương trình ảnh của tập hợp này tại giao điểm song song p⃗=(0;−1)\vec{p} = (0; -1).

  1. Tìm các giá trị của aa mà tập phương trình
    {(x;y)∣x2+y2+2x⩽1}∩{(x;y)∣x−y+a⩾0}\{(x; y) | x^2 + y^2 + 2x \leqslant 1 \} \cap \{(x; y) | x - y + a \geqslant 0\}

Tờ 46

tr. 44Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

44

chỉ chứa một điểm. Tìm điểm này.

  1. Hình này được giới hạn bởi đồ thị của hàm y=xy = \sqrt{x}, đường thẳng y=2y = 2 và trục y. Tại điểm nào trên đồ thị của hàm số này, tiếp tuyến của hàm số này phải được kiểm tra sao cho nó cắt tam giác có diện tích lớn nhất khỏi hình đã cho?

  2. Điểm (x;y;z)(x; y; z) nằm trên mặt phẳng x+y+z=6x + y + z = 6. Chứng minh rằng x2+y2+z2≥12x^2 + y^2 + z^2 \geq 12.

  3. Chứng minh rằng với một số tự nhiên tùy ý nn đẳng thức

(1−41)(1−49)(1−425)…\left(1 - \frac{4}{1}\right)\left(1 - \frac{4}{9}\right)\left(1 - \frac{4}{25}\right) \dots

…(1−4(2n−1)2)=1+2n1−2n.\dots \left(1 - \frac{4}{(2n-1)^2}\right) = \frac{1+2n}{1-2n}.

  1. Trong tam giác ABCABC vẽ đường trung tuyến CMCM. Lấy ll song song với (CM)(CM) cắt (BC)(BC), (CA)(CA) và (AB)(AB) lần lượt tại các điểm A1,B1A_1, B_1 và C1C_1. Chứng minh rằng A1C1+B1C1=CA+CBA_1C_1 + B_1C_1 = CA + CB.

  2. Đường tròn K1K_1 tiếp tuyến nội bộ với đường tròn K2K_2 tại điểm AA, [BC][BC] là dây cung của đường tròn K2K_2 tiếp xúc với đường tròn K1K_1 tại điểm DD. Chứng minh rằng BAD=DACBAD = DAC.

  3. Trong một tam giác vuông, ABCABC [BD] là chiều cao giảm từ đỉnh của góc vuông đến cạnh huyền ACAC. Chứng minh rằng

1∣BD∣2=1∣AB∣2+1∣BC∣2.\frac{1}{|BD|^2} = \frac{1}{|AB|^2} + \frac{1}{|BC|^2}.

  1. Chứng minh rằng trong một tam giác tùy ý

1r=1ha+1hb+1hc,\frac{1}{r} = \frac{1}{h_a} + \frac{1}{h_b} + \frac{1}{h_c},

trong đó ha,hb,hch_a, h_b, h_c là độ dài các đường cao của tam giác, rr là bán kính của hình tròn đã vẽ.

N. Perestok, M. Yadrenko

Đại học bang Rostov

(Khoa Cơ và Toán)

Toán học

Bài thi viết

Tùy chọn 1

(khoa toán học)

  1. Tìm chiều cao của hình trụ có thể tích lớn nhất nội tiếp một hình nón có chiều cao HH và bán kính đáy RR.

  2. Giải phương trình

log⁡13(2(12)x−1)=log⁡13((14)x−4).\log \frac{1}{3}\left(2\left(\frac{1}{2}\right)^x-1\right) = \log \frac{1}{3}\left(\left(\frac{1}{4}\right)^x-4\right).

  1. Giải phương trình

sin⁡2x+sin⁡22x+sin⁡23x=32.\sin^2 x + \sin^2 2x + \sin^2 3x = \frac{3}{2}.

Học viện sư phạm quốc gia Moscow được đặt theo tên. V. I. Lênin

Toán học

Bài thi viết

Tùy chọn 1

(khoa toán học)

Giải bất kỳ năm câu nào sau đây bài toán:

  1. Tìm diện tích của hình nằm giữa các dòng y=−x2+6x−2y = -x^2 + 6x - 2 và y=x2−2x+4y = x^2 - 2x + 4.

  2. Giải phương trình

1−cos⁡2xsin⁡2x=0.\frac{1-\cos 2x}{\sin 2x} = 0.

  1. Giải phương trình

log⁡0,1(x2+x−2)>log⁡0,1(x+3).\log_{0,1}\left(x^2+x-2\right) > \log_{0,1}(x+3).

Tờ 47

tr. 45Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

45

  1. Trong hình bình hành ABCDABCD tọa độ của các đỉnh AA (3; 1; 2), BB (0; -1; -1), CC (-1; -1; 0) đã biết. Tìm độ dài đường chéo BDBD.

  2. Trong một tham số tứ giác đều SABCDSABCD, độ dài cạnh đáy là aa, độ dài chiều cao là hh, MM là giao điểm của các đường trung tuyến của mặt BSCBSC. Tìm góc nghiêng của đường thẳng AMAM với mặt phẳng đáy của paramid.

  3. Chúng ta hãy sử dụng ma trận để tạo một bảng có dạng (abcd)(\begin{matrix} a & b \\ c & d \end{matrix}), trong đó a,b,c,da, b, c, d là các số thực. Nếu A=(abcd)A = \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \end{pmatrix}, B=(lmnp)B = \begin{pmatrix} l & m \\ n & p \end{pmatrix} thì A=BA = B có nghĩa là a=la = l, b=mb = m, c=nc = n, d=pd = p. Tích của A⋅BA \cdot B bởi ma trận AA và BB là ma trận
    (a+bnam+bpcl+dncm+dp).\begin{pmatrix} a+bn & am+bp \\ cl+dn & cm+dp \end{pmatrix}.
    a) Tìm tích của ma trận (2113)(\begin{matrix} 2 & 1 \\ 1 & 3 \end{matrix}) và (1223)(\begin{matrix} 1 & 2 \\ 2 & 3 \end{matrix}).

  1. “Tìm ma trận XX sao cho (1223)×X=(47711)(\begin{matrix} 1 & 2 \\ 2 & 3 \end{matrix}) \times X = (\begin{matrix} 4 & 7 \\ 7 & 11 \end{matrix}).

Tùy chọn 2
(Khoa Vật lý)

  1. Một số lượng vé xem kịch và một số vé xem phim nhất định đã được mua. Đối với vé xem phim họ trả 24 rúp, đối với vé xem phim - 14 rúp. Mỗi vé xem phim trị giá 1 rub. rẻ hơn vé xem kịch. Hỏi có bao nhiêu vé xem phim được mua nếu số vé xem phim ít hơn 2 vé?

  2. Vẽ đồ thị hàm số
    y=x44−2x2.y = \frac{x^4}{4} - 2x^2.

  3. Tính diện tích hình được giới hạn bởi các đường y=xy = x, y=−x2+4xy = -x^2 + 4x.

  4. Cạnh đáy của một paramid tứ giác đều là aa. Vì góc đỉnh là aa, hãy tìm thể tích của paramid và diện tích bề mặt bên của nó.

  5. Giải phương trình
    sin⁡x=1+cos⁡x.\sin x = 1 + \cos x.

Vật lý

Bài toán thi vấn đáp
(Khoa Vật lý)

  1. Vào giây cuối cùng của quá trình rơi tự do, cơ thể đã đi được một nửa quãng đường. Vật rơi từ độ cao nào và trong bao lâu?

  2. Một người đứng trên mép của một bệ hình tròn nằm ngang có bán kính R=4R = 4 m, bệ này quay quanh một trục thẳng đứng đi qua tâm của bệ. Sàn phải quay với tốc độ góc bằng bao nhiêu để một người không thể đứng trên đó? Hệ số ma sát μ=0,2\mu = 0,2.

  3. Một đoàn tàu có khối lượng m=1000m = 1000 t dừng lại t=100t = 100 s khi phanh gấp với sức mạnh ∣a⃗∣=0,2|\vec{a}| = 0,2 m/c2c^2. Bao nhiêu Tellote đã được giải phóng trong quá trình phanh?

  4. Ở trạng thái nhiệt hóa, hỗn hợp nước nặng m1=200m_1 = 200 g và nước đá nặng m2=40m_2 = 40 g ở nhiệt độ t1=t2=0∘Ct_1 = t_2 = 0^\circ C. Hơi nước nặng m3=10m_3 = 10 g ở nhiệt độ t3=100∘Ct_3 = 100^\circ C được đưa vào bình. Xác định nhiệt độ sau khi cân bằng ấm được thiết lập. Nhiệt độ riêng của nước r=2,3⋅106r = 2,3 \cdot 10^6 J/kg, nhiệt độ riêng của nước đá λ=3,3⋅105\lambda = 3,3 \cdot 10^5 J/kg, nhiệt độ riêng của nước c=4200c = 4200 J/(kg K).

  5. Khi bắn thẳng đứng lên trên, viên đạn chì trúng một vật thể không đàn hồi và tan chảy. Vụ va chạm này sẽ xảy ra ở độ cao nào nếu tốc độ ban đầu của viên đạn là ∣v⃗0∣=400|\vec{v}_0| = 400 m/s? Giả sử rằng 50% nhiệt lượng tỏa ra đã bị nóng chảy. Nhiệt độ riêng của chì λ=2,5⋅104\lambda = 2,5 \cdot 10^4 J/kg.

  6. Một chất khí phải được nung nóng nhanh đến nhiệt độ nào để khối lượng riêng của nó giảm đi một nửa so với khối lượng riêng ở nhiệt độ ban đầu t0=0∘Ct_0 = 0^\circ C?

  7. Hai điện tích chính xác q1=6,6⋅10−9q_1 = 6,6 \cdot 10^{-9} Kl và q2=1,32⋅10−8q_2 = 1,32 \cdot 10^{-8} Kl cách nhau r=40r = 40 cm. Phải thực hiện bao nhiêu công để liếm chúng đến khoảng cách r1=25r_1 = 25 cm?

  8. Một số mạch có điện trở R=200R = 200 Ohm được cấp nguồn bằng nguồn điện áp không đổi. Để thay đổi cường độ dòng điện, một ampe kế có điện trở trong r=1r = 1 Ohm được kết nối với mục tiêu. Cường độ hiện tại ở mục tiêu trước khi bật ampe kế là bao nhiêu, nếu ampe kế hiển thị dòng điện I=5I = 5 A?

  9. Hướng U=220U = 220B gồm ba bóng đèn giống hệt nhau: hai bóng đèn song song và bóng thứ ba mắc nối tiếp. Vẽ sơ đồ và xác định hiệu điện thế trên mỗi đèn. Cái nào tạo ra sức mạnh mạnh nhất?

  10. Dòng điện chạy trong mạch điện sôi bằng bao nhiêu nếu V=10V = 10 lít nước được đun nóng từ t1=20∘Ct_1 = 20^\circ C lên t2=100∘Ct_2 = 100^\circ C trong vòng t=30t = 30 phút? Hiệu suất sôi η=75%\eta = 75\%, điện áp mạng U=220U = 220 V. Nhiệt dung riêng của nước c=4200c = 4200 J/(kg K).

A. Berezman, K. Duntsiev, O. Ovchinnikov

Học viện sư phạm bang Leningrad được đặt theo tên. A. I. Herzen Toán học

Bài thi viết
(khoa toán học)
Tùy chọn 1

  1. Tìm giá trị của một biểu thức
    ((x2+a2)−1/2+(x2−a2)−1/2(x2−a2)−1/2)−2\left( \frac{(x^2 + a^2)^{-1/2} + (x^2 - a^2)^{-1/2}}{(x^2 - a^2)^{-1/2}} \right)^{-2}

Tờ 48

tr. 46Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

46

tại x=a(m2+n22mn)1/2,a>0,m>0,n>0,m>nx = a \left( \frac{m^2 + n^2}{2mn} \right)^{1/2}, a > 0, m > 0, n > 0, m > n.

  1. Giải phương trình
    log⁡6x−2+12log⁡6(x−11)=1.\log_6 \sqrt{x-2} + \frac{1}{2} \log_6 (x-11) = 1.

  2. Tính diện tích hình được giới hạn bởi đường thẳng
    y=2x;y=2;x=−1.y = 2^x; y = 2; x = -1.

  3. Tìm cực trị của hàm số
    y=x+sin⁡2x.y = x + \sin 2x.

  4. Cơ sở của tham số là một tam giác cân bằng có góc α\alpha ở đỉnh, tất cả các mặt bên của tham số nghiêng với đáy một góc ϕ\phi. Thể tích của quả bóng ghi trong tham số bằng VV. Tìm thông số âm lượng.

Tùy chọn 2

  1. Đơn giản hóa
    cos⁡0+cos⁡π7+cos⁡2π7+cos⁡3π7+cos⁡4π7+cos⁡5π7+cos⁡6π7.\cos 0 + \cos \frac{\pi}{7} + \cos \frac{2\pi}{7} + \cos \frac{3\pi}{7} + \cos \frac{4\pi}{7} + \cos \frac{5\pi}{7} + \cos \frac{6\pi}{7}.

  2. Giải quyết hệ thống
    {2(log⁡yx+log⁡xy)=5,xy=8.\begin{cases} 2(\log_y x + \log_x y) = 5, \\ xy = 8. \end{cases}

  3. Giải phương trình
    22x−3=4x2−3x−12^{2x-3} = 4^{x^2-3x-1}

  4. Viết phương trình tiếp tuyến ngang của đồ thị hàm số y=ex+e−xy = e^x + e^{-x}.

  5. Đáy của hình bình hành bên phải là hình thoi có đường chéo nhỏ hơn bằng dd và góc nhọn của nó bằng α\alpha. Diện tích bề mặt bên là SS. Tìm thể tích của hình bình hành.

Vật lý
Bài thi vấn đáp
(Khoa Vật lý)

  1. Khoảng cách giữa hai ga là s=18s = 18 km, tàu chạy với tốc độ trung bình vcp=54v_{cp} = 54 km/h, tăng tốc t1=2t_1 = 2 phút, sau đó đi với tốc độ không đổi và mất t2=1t_2 = 1 phút giảm tốc đến khi dừng hẳn. Xác định vận tốc lớn nhất của đoàn tàu.

  2. Sóng truyền dọc theo dây cao su với tốc độ v=3v = 3 m/s ở tần số v=2v = 2 Hz. Sự khác biệt giữa các điểm cách nhau l=75l = 75 cm là bao nhiêu?

  3. Xác định rằng với mỗi khối lượng hydro ở nhiệt độ t=0∘Ct = 0^\circ C, vẽ đồ thị trên hình.

  4. Trên bề mặt S=5S = 5 km², một lớp không khí dày h=1000h = 1000 m có nhiệt độ t1=20∘Ct_1 = 20^\circ C và độ ẩm tương đối r=73%r = 73\%. Không khí nguội đến t2=10∘Ct_2 = 10^\circ C. Tìm khối lượng chất lỏng rơi xuống. Mật độ hơi nước bão hòa ở nhiệt độ t1t_1 và t2t_2 lần lượt là qh1=17,3q_{h1} = 17,3 g/m³ và qh2=9,4q_{h2} = 9,4 g/m³.

  5. Một hạt bụi có khối lượng m=10−8m = 10^{-8} g nằm trong một điện trường đều giữa các bản có hiệu điện thế U=6000U = 6000 V. Khoảng cách giữa các bản là d=5d = 5 cm. Một hạt bụi sẽ bị nhiễm bẩn như thế nào nếu lực tác dụng lên nó cân bằng với lực điện?

  6. Một pin gồm n=50n = 50 phần tử mắc nối tiếp với suất điện động δ=1,4\delta = 1,4 V và điện trở trong r=0,4r = 0,4 Ohm; mỗi cell pin có một thiết bị điện thoại có điện trở R=90R = 90 Ohm. Dòng điện được cung cấp qua một dây sắt có tiết diện S=3S = 3 mm² và chiều dài l=20l = 20 km. Tìm cường độ dòng điện trong mạch và hướng áp suất tác dụng lên thiết bị. Điện trở suất của sắt là ρ=0,98⋅10−7\rho = 0,98 \cdot 10^{-7} Ohm m.

  7. Một thang máy có khối lượng m=1,2m = 1,2 t tăng h=15h = 15 m trong t=0,5t = 0,5 phút. Điện áp ở các cực của động cơ là U=220U = 220 V, hiệu suất của nó là η=90%\eta = 90\%. Tìm dòng điện trong động cơ:

  8. Phần máy phải được phủ một lớp đồng dày d=0,5d = 0,5 mm. Sẽ mất bao lâu nếu điện được tạo ra bởi dòng điện có mật độ j=1,5j = 1,5 A/dm²? Đương lượng điện của đồng k=0,33k = 0,33 mg/Kl; mật độ đồng ρ=8,9\rho = 8,9 g/cm³.

  9. Hồ quang của Petrov được cung cấp năng lượng bởi dòng điện xoay chiều (δmax⁡=110\delta_{\max} = 110 V, T=0,02T = 0,02 s). Khả năng chống hồ quang nóng R=1,5R = 1,5 Ohm. Cuộn dây nên có biểu hiện gì khi đưa vào mạch nối tiếp với hồ quang, nếu Imax⁡=30I_{\max} = 30 A?

  10. Công suất quang của đường dây riêng D=5D = 5 ditr. Điểm sáng nằm cách thấu kính trên trục quang của nó d=30d = 30 cm. Hình ảnh của điểm này sẽ ở đâu và như thế nào? Xây dựng một hình ảnh.

M. Kalinina, O. Onorrenko

Tờ 49

tr. 47Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

47

Về số P

Điều gì dễ dàng hơn, điều gì thích hợp hơn - đoán đúng đáp số toán học bài toán, sau đó chứng minh nó một cách nghiêm túc hay tìm kiếm nó trong sự thiếu hiểu biết hoàn toàn? Tất nhiên, tốt hơn là cái đầu tiên. Việc đoán được thực hiện dễ dàng hơn bằng cách biến đổi thành công. Ví dụ hài hước

S=πR2S = \pi R^2

Hình vẽ ở đây thể hiện sự biến đổi như vậy. Bạn đọc hãy tưởng tượng rằng bạn vẫn chưa biết diện tích hình tròn được biểu thị như thế nào theo bán kính của nó. Hãy thử đoán công thức tương ứng. Hãy cắt hình tròn thành mười hai phần bằng nhau và cắt mỗi phần thành một hình tam giác, từ

3R23R^2

ném các đoạn như được chỉ ra bằng màu đỏ trong hình. Chúng tôi cắt mỗi phần tư các hình tam giác thu được thành một hình tam giác đều và hai hình tam giác cân, như trong hình. Từ các hình tam giác thu được, cộng ba hình vuông có cạnh bằng bán kính của hình tròn RR. Vì vậy, xấp xỉ, cho đến các đoạn bị loại bỏ, diện tích của hình tròn bằng 3R23R^2. Việc tính đến các phân đoạn bị loại bỏ buộc chúng tôi phải lấy hệ số lớn hơn một chút ở phía trước R2R^2 trong công thức này. Số nào, lớn hơn ba một chút và liên quan đến đường tròn, có thể hữu ích ở đây? Tất nhiên, π=3,14...π = 3,14.... Vì vậy, chúng tôi đã đoán công thức tính diện tích hình tròn có bán kính RR - đây là: S=πR2S = πR^2.

Vì mục đích này, chúng tôi muốn ước tính tổng diện tích của các phân đoạn, theo thỏa thuận của chúng tôi, là 0,14R20,14R^2. Như trong hình, thay đoạn thẳng bằng tam giác ACD. Diện tích của một tam giác như vậy bằng tích 2AB⋅BD2AB \cdot BD, hệ số này dễ dàng được biểu thị thông qua các hàm lượng giác của góc αα, và chúng có thể được ước tính lần lượt bằng cách tính đến sin của góc gần đúng nhỏ bằng chính góc đó, biểu thị bằng số đo radian. Các phép tính bên cạnh hình vẽ, với độ chính xác đến hai chữ số thập phân, giá trị 0,11R20,11R^2, rất gần với giá trị ước tính. Sau đó, chúng ta có lý do để tin rằng diện tích của một hình tròn có bán kính RR thực sự là πR2πR^2.

Yu. Pobozhy

π=3,1415926535897932384626433832π = 3,1415926535897932384626433832

Tờ 50

tr. 48Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

48

A. Saltovsky

Tổ chức đầu vào và đầu ra trong máy tính

Bài viết này tiếp tục xuất bản nối tiếp về cấu trúc của máy tính (“Bộ nhớ máy tính” trong “Kvant số 4” và “Bộ xử lý hoạt động như thế nào” trong “Kvant số 5”).

Chế độ hàng loạt và hộp thoại
Tốc độ của bộ xử lý máy tính hiện đại đạt tới hàng trăm nghìn, hàng triệu thao tác mỗi giây. Với sự trợ giúp của nhiều kỹ thuật lời giải khác nhau với cùng tốc độ, có thể trao đổi thông tin giữa bộ xử lý và bộ nhớ.

Tình hình phức tạp hơn với việc cung cấp thông tin đến máy tính và kết quả tính toán được đưa ra từ máy. Những chức năng rất khác nhau này được thực hiện bởi các thiết bị đầu vào/đầu ra (I/O).

Giao tiếp trực tiếp giữa một người và một máy tính trong quá trình được gọi là đầu vào chương trình và dữ liệu “runic” từ bảng điều khiển, khi mỗi từ máy riêng lẻ được nhập vào máy của một người bằng một từ của người vận hành, tốn nhiều công sức ngay cả với các chương trình nhỏ. Trong chế độ hoạt động này, không thể bàn cãi về việc sử dụng máy tính hiệu quả. Một mặt, mâu thuẫn giữa tốc độ cao của bộ xử lý và bộ nhớ với sự không hoàn hảo của con người được giải quyết theo hai cách chính sau.

Trong phương pháp đầu tiên, thông tin dự định đưa vào máy tính được chuẩn bị trước trên một số phương tiện thông tin trung gian, ví dụ như thẻ đục lỗ, băng giấy đục lỗ hoặc băng từ. Các thiết bị giúp thực hiện công việc chuẩn bị trước khi nhập chương trình, dữ liệu vào máy tính gọi là thiết bị chuẩn bị, thêm tên thông tin –

Ảnh của V. Polykov và I. Fedorenko

Tờ 51

tr. 49Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

49

phương tiện kỹ thuật số - trên thẻ đục lỗ, băng đục lỗ hoặc băng từ (ảnh 1). Việc chuẩn bị thông tin trên phương tiện trung gian có thể được thực hiện mà không cần phải vội vàng vì các thiết bị chuẩn bị dữ liệu hoạt động độc lập với máy tính và không cần phải biên dịch tốc độ nhanh bằng máy. Đồng thời, một chương trình đã chuẩn bị sẵn (được đục lỗ trên thẻ hoặc băng đục lỗ, hoặc ghi trên băng từ) có thể được lưu trữ trong máy tính với tốc độ rất cao nhờ một đầu đọc đầu vào đặc biệt: đối với mỗi loại phương tiện có một thiết bị đầu vào cụ thể riêng. So với việc nhập thông tin “thủ công” từ bảng điều khiển máy tính, phương pháp chuẩn bị thông tin sơ bộ cho phép bạn giảm bớt quá trình sử dụng thiết bị máy tính tốc độ cao đắt tiền. Chế độ nhập thông tin vào máy này được gọi là batch.

Phương thức nhập/xuất thông tin thứ hai tương đối mới: sự tồn tại của nó là do sự xuất hiện của các máy tính mạnh mẽ thuộc thế hệ mới nhất - những máy nhanh hơn và có dung lượng RAM lớn hơn các máy của thập niên 50 và đầu thập niên 60. Nhìn bề ngoài, phương pháp này khác một chút so với cách nhập “thủ công” tồn tại vào buổi bình minh của máy tính: phương tiện giao tiếp giữa người và máy là bảng điều khiển máy tính, cũng như bảng điều khiển từ xa được kết nối với máy tính - thiết bị đầu cuối. Đúng vậy, điều khiển từ xa đã được cải tiến phần nào: tin nhắn của máy được hiển thị trên màn hình tivi dưới dạng văn bản dễ đọc. Phần “phản hồi” của điều khiển từ xa hiện đại lấp đầy bàn phím của một chiếc máy sang trọng. Một người đã từng “nói chuyện” một chút với máy sử dụng điều khiển từ xa hoặc thiết bị đầu cuối như vậy sẽ nhanh chóng quen với hình thức giao tiếp với máy tính này. Thiết bị đầu cuối điều khiển từ xa như vậy có thể được tháo ra khỏi ô tô khi đi một quãng đường dài. Các thiết bị đầu cuối phổ biến nhất hiện nay là điều khiển từ xa với màn hình tivi và bàn phím - màn hình (ảnh 2). Máy đánh chữ điện và tivi kết nối với máy tính cũng có thể đóng vai trò tương tự.

Điều quan trọng nhất có lẽ là thực tế là trong các hệ thống máy tính hiện đại, cùng với một điều khiển từ xa duy nhất (như trong các máy thế hệ đầu tiên), số lượng thiết bị đầu cuối đã tăng lên vài chục. Đồng thời, đối với mỗi người làm việc tại thiết bị đầu cuối, người dùng tạo ra ảo tưởng về công việc duy nhất với máy tính: thông tin mà mỗi chương trình yêu cầu sẽ được hiển thị ngay lập tức trên màn hình và thông tin mà chương trình nhập vào máy tính ngay lập tức được đặt vào đúng vị trí trong bộ nhớ. Chế độ giao tiếp với máy này được gọi là tương tác.

Lượng tử thời gian
để “trò chuyện” với máy tính

Khả năng đối thoại tương tác nhanh chóng giữa con người và máy tính dựa trên thực tế là phản ứng “tức thời” (theo quan điểm của con người) của máy thực sự xảy ra trong những khoảng thời gian tương đối lớn.

Tờ 52

tr. 50Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

50

trục thời gian (theo quan điểm của máy tính tốc độ cao): 40–100 mili giây ((40–100) · 10⁻³ s). Ví dụ: nếu một máy tính có khả năng thực hiện 10⁶ thao tác mỗi giây, thì đối với mỗi thao tác ngay lập tức và “ngay lập tức”, máy tính có thể thực hiện từ 40 đến 100 nghìn thao tác. Ví dụ: nếu mỗi người dùng - lập trình viên - được phân bổ một phần thời gian 5 mili giây, thì máy tính có thể “tiến” quá trình đối thoại với mỗi người trong số họ bằng 5000 lệnh trong thời gian này. Đó là lý do tại sao mọi người dùng đều chắc chắn rằng mình là người duy nhất làm việc với máy tính. Đúng vậy, một phần thời gian hoạt động của máy tính đã bị các chương trình quản lý và bảo trì - hệ điều hành “lấy đi”. Nếu trong ví dụ của chúng tôi, chúng tôi giả định rằng con người “ngay lập tức” là 100 mili giây, thì việc sử dụng khoảng thời gian này - 50 mili giây - sẽ được dành cho hoạt động của chương trình hệ điều hành. Sau đó, dựa trên tính toán rằng mỗi người dùng được phân bổ một phần 5 mili giây thời gian truy cập trực tiếp để làm việc với máy tính, chúng ta có thể nói rằng máy tính sẽ có thể “đồng thời”, duy trì ảo giác tức thời đáp số, giao tiếp với các lập trình viên đang hoạt động. Hệ điều hành được mô tả ở đây hoàn toàn mang tính minh họa. Điều quan trọng cần lưu ý là trong đó thời gian máy tính được phân phối giữa những người dùng một cách được quy định chặt chẽ. Trong việc này, hệ điều hành được hỗ trợ bởi đồng hồ điện tử của máy (còn gọi là “bộ hẹn giờ”) và hệ thống ngắt (xem “Cách thức hoạt động của bộ xử lý,” «Kvant», Số 5). Những hệ thống như vậy được gọi là hệ thống chia sẻ thời gian.

Hoạt động trao đổi cơ bản của sóng vô tuyến - Trí nhớ

Các thiết bị trên không giúp tổ chức giao tiếp giữa máy tính và thế giới bên ngoài. Sự trợ giúp nằm ở chỗ UVV đảm bảo chuyển đổi thông tin nhận được từ bên ngoài thành dạng thuận tiện cho việc xử lý trong máy tính. UVW cũng thực hiện chuyển đổi ngược lại: lời giải bài toán mà máy nhận được sẽ được xuất từ ​​máy sang thiết bị in. Tên thông thường của nó là

Ảnh 2.

tion - ATsPU, thiết bị in chữ và số (ảnh 3). Các máy tính hiện đại, trong số các phương tiện đầu ra của chúng, cũng có thể có nhiều thiết bị “kỳ lạ” hơn - một máy vẽ mô tả các hình vẽ trên giấy được lưu trữ ở dạng mã hóa trong bộ nhớ máy tính; photoguide - một thiết bị sử dụng chùm ánh sáng để tạo hình ảnh (slide) trên phim ảnh; một công cụ xây dựng phim cung cấp đầu ra của một loạt khung hình được vẽ trên phim, tức là phim hoạt hình, v.v.

Hoạt động của thiết bị trên không được điều khiển bằng các lệnh đầu vào/đầu ra. Chúng tạo thành một phần của hệ thống chỉ huy của máy. Một lệnh I/O thường chứa các thông tin sau:

Ảnh 3.

Tờ 53

tr. 51Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

51

Hình 1.

  • loại (thường là số) thiết bị trên không mà người lập trình dự định làm việc;
  • tính chất công việc - các luồng khí, theo quy luật, có thể hoạt động ở các chế độ khác nhau;
  • lượng thông tin cần được truyền theo hướng này hay hướng khác.

Ngoài ra, lệnh đầu vào/đầu ra chứa thông tin điều khiển về địa chỉ nào (tại địa chỉ nào) trong bộ nhớ có thông tin dành cho đầu ra từ máy tính hoặc địa chỉ (địa chỉ) cần thiết để đặt thông tin đến máy tính từ thiết bị đầu vào.

Thông thường, giao tiếp của lập trình viên với máy tính bắt đầu và kết thúc bằng các lệnh đầu vào/đầu ra. Ngay từ đầu, các chương trình và dữ liệu được chuyển vào bộ nhớ, chẳng hạn như được chuẩn bị trước trên thẻ narfocard ngoại vi. Vào cuối phiên giao tiếp, ví dụ, kết quả sẽ được xuất ra ADPA. Từ sơ đồ đơn giản hóa này, có thể thấy rằng trong khi lệnh đầu vào/đầu ra đang được xử lý, thiết bị điều khiển (CU) kết nối bộ nhớ thông qua đường dẫn thông tin đến nguồn không khí đã chọn (Hình 1).

Đường dẫn thông tin là nơi lưu trữ ngắn hạn hoạt động của thông tin được truyền từ thiết bị này sang thiết bị khác. Tuy nhiên, một trong những đặc điểm của nó là độ rộng: lượng thông tin được truyền đi đồng thời. Do độ rộng của đường dẫn thông tin từ máy bay đến máy bay

thường ít hơn một từ máy, thông tin được chuẩn bị để truyền bắt đầu được tích lũy trước trong các điện trở đệm đặc biệt (Hình 2). Ví dụ, các máy tính hiện đại thuộc dòng EC cho phép trao đổi thông tin bằng bộ nhớ ở dạng từ kép (64 bit) và phần trao đổi chính trong truyền hàng không - bộ nhớ là một byte (8 bit). Tám byte được khớp trên thanh ghi bộ đệm 64 bit và sau khi thanh ghi bộ đệm đầy, các kết nối bộ nhớ sẽ được yêu cầu.

Ở những mẫu ô tô đời đầu, tại thời điểm giao tiếp, tôi khôi phục bộ nhớ của đơn vị logic số học (ALU). Tốt nhất, ALU tham gia vào việc đếm lượng thông tin được truyền theo byte hoặc từ máy. Với sự ra đời của bộ nhớ tốc độ cao, các khoảng dừng trong quá trình tập hợp hoặc phân tách thông tin sẽ có sẵn để trao đổi thông tin giữa P và ALU. Đây là sự gia tăng đáng kể về hiệu suất của máy tính, đặc biệt là các máy hoạt động ở chế độ đa chương trình.

Kênh là một bộ xử lý chuyên dụng

Hệ thống đầu vào-đầu ra của máy tính hiện đại nên

  • chuyển đổi thông tin sang dạng thuận tiện cho việc truyền sang máy tính và khi cần thiết, thực hiện chuyển đổi ngược lại;

Tờ 54

tr. 52Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

52

  • kết nối với bộ nhớ để trao đổi thông tin với luồng không khí và chỉ khi thực sự cần thiết, đồng thời tập hợp hoặc tách rời thông tin trong khi tạm dừng;

  • cung cấp khả năng làm việc song song với các thiết bị máy tính khác, đặc biệt là với ALU;

— chỉ sử dụng các công cụ xử lý khi cần thiết: ​​ví dụ: để phân tích tình huống lỗi hoặc để kích hoạt các hoạt động I/O.

Trong trường hợp này, phương pháp kết nối thiết bị phun khí với hệ thống đầu vào-đầu ra, nếu có thể, phải phổ biến cho các loại thiết bị phun khí khác nhau.

Trong các máy tính hiện đại, các yêu cầu được liệt kê đối với hệ thống đầu vào-đầu ra được thực hiện bởi các thiết bị gọi là bộ xử lý đầu vào-đầu ra. Trong các máy dòng EC, chúng được gọi là các kênh.

Hình 3 cho thấy cấu trúc của EC-1060. Theo các khái niệm hiện đại, đây là một máy tính khá mạnh, có hai kênh - khu vực và bộ khuếch đại đa - khác nhau, trước hết, về đặc tính tốc độ: đối với kênh khu vực, thông lượng đạt 1,25 MB (1,25 × 22⁰ byte) mỗi giây; Kênh cung được kết nối với tốc độ sóng không khí - ổ đĩa từ (ảnh 4), máy ghi băng. Thông lượng tối đa cho các luồng thông tin truyền qua kênh nhiều loại là 600 KB (600×2¹⁰ byte) mỗi giây. Các thiết bị tốc độ thấp được kết nối với kênh nhiều loại - đây là máy đục lỗ, đầu đọc thẻ đục lỗ và băng đục lỗ, màn hình, máy đánh chữ điện tử và ADPU.

Định dạng lệnh kênh

Giống như hoạt động của máy tính được xác định bởi chương trình điều khiển nó, công việc của bộ xử lý chuyên dụng - một kênh - được điều khiển bởi một chương trình kênh dành cho bộ nhớ. Một chương trình kênh bao gồm một chuỗi các lệnh kênh, mỗi lệnh khiến kênh

Tờ 55

tr. 53Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

53

đáp ứng được định nghĩa về công việc. Trong một số trường hợp, không phải bằng cách xử lý mà bằng cách vận chuyển thông tin. Một định dạng lệnh kênh điển hình được trình bày trong Hình 4. Các trường chính trong định dạng này là:

  • trường lệnh (mã hoạt động);
    do thiết bị đầu vào/đầu ra có thể hoạt động ở các chế độ khác nhau nên trường lệnh mã hóa tính chất công việc mà kênh đã chọn và sóng vô tuyến tương ứng phải thực hiện; các thao tác điển hình nhất là “Đọc” và “Ghi”;

  • trường địa chỉ dữ liệu, nghĩa là trường trong đó địa chỉ bắt đầu của một mảng thông tin dự định truyền qua kênh từ vụ nổ không khí (hoặc tới sóng không khí) được ghi lại;

  • một trường thuộc tính trong đó các chi tiết nhất định về thông tin liên quan đến việc trao đổi được quy định.

Xử lý lệnh trong kênh
Hệ thống lệnh máy tính ES cũng chứa các lệnh đầu vào/đầu ra, nhưng không giống như các lệnh đầu vào/đầu ra, chúng chỉ thể hiện việc thực hiện ban đầu của một thao tác đầu vào/đầu ra. Vì vậy, ví dụ,

Lệnh vào/ra trong máy tính ES, được gọi là I/O Started, được phản ánh trong máy tính như sau:

— đầu tiên là lệnh từ bộ nhớ tới thanh ghi lệnh; Bộ điều khiển của bộ xử lý “nhận ra” nó, nghĩa là nó xác định rằng lò đang phản hồi cụ thể với lệnh khởi động I/O; sau đó, bằng cách sử dụng thông tin có trong lệnh địa chỉ, số kênh và thiết bị đầu vào/đầu ra mà quá trình trao đổi sẽ bắt đầu được xác định (Hình 5a);

  • mỗi sóng được kết nối với kênh có số riêng; khi bất kỳ thiết bị vào/ra nào thuộc số của chính nó thì “xác nhận” đã nhận được lời mời liên lạc; Thông tin “xác nhận” chứa thông tin rằng thiết bị trên không có số hiệu như vậy đã thực sự sẵn sàng hoạt động (đặc biệt, thiết bị này không bị ngắt kết nối khỏi mạng); Trong khi thực hiện quy trình lấy mẫu mẫu ban đầu, kênh đồng thời truy cập vào một trong các ô nhớ được phân bổ cố định - từ địa chỉ kênh (ACK) được lưu trữ ở đó; ACK được gửi tới kênh; đặc biệt là ACK chứa địa chỉ bắt đầu của chương trình kênh (Hình 56), địa chỉ này sẽ được sử dụng trong quá trình trao đổi thông tin;

  • kênh truy cập bộ nhớ tại địa chỉ được chỉ định trong ACK và

Xếp hạng miễn phí
Đội
Địa chỉ dữ liệu
Dấu hiệu
Quầy tính tiền
0 18 31 32 36 48 63
Hình 4.
KÊNH
Micro giây
Không vận số 1
Không vận số 2
Không vận số 3
Đội NBB
Thanh ghi lệnh
Lựa chọn kênh
tới Lực lượng Không quân số 2
Hình 5a.

Tờ 56

tr. 54Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

54

nhận lệnh kênh đầu tiên từ chương trình kênh; tuy nhiên, chương trình này có thể bao gồm một lệnh kênh duy nhất (Hình 5c);

— kênh bắt đầu giải mã lệnh kênh; nó gửi lệnh (bit 0-7 của lệnh kênh) đến thiết bị trên không, thiết bị này “nhận ra” số của nó ngay khi bắt đầu “tương tác” của bộ xử lý với kênh; nếu thiết bị trên không có khả năng thực hiện lệnh được đề xuất thì nó sẽ “phản hồi” với kênh, cho phép “bơm” thông tin (Hình 5d);

  • sau đó, bộ xử lý “đánh giá” kênh và xử lý thông tin khác; kênh được “tích điện” quản lý thông tin hoạt động với bộ nhớ, thỉnh thoảng cung cấp bộ nhớ cho bộ xử lý;

  • khi kênh xử lý lệnh kênh đầu tiên một cách bình thường (không ghi lại bất kỳ sự cố thiết bị nào, bất kỳ thẻ đục lỗ nào bị kẹt, v.v.), tiến trình hoạt động tiếp theo của kênh sẽ được xác định bằng cách quản lý thông tin trong trường thuộc tính (Hình 4) của lệnh kênh; đặc biệt, nếu thuộc tính “Chuỗi lệnh” hoặc thuộc tính “Chuỗi dữ liệu” được chỉ định trong đó, thì kết nối kênh với bộ nhớ có thể tiếp tục; danh bạ của họ trong trường hợp này không liên quan đến bộ xử lý (Hình 5d);

  • nếu thông tin được hoàn thành thì kênh sẽ khởi động lại công việc của bộ xử lý; Trước khi truyền, kênh chuẩn bị một “từ trạng thái kênh” (CCW) trong thanh ghi đệm, trong đó nó báo cáo ở dạng mã hóa tất cả các điều kiện kết thúc phiên giao tiếp, yêu cầu truyền được gửi đến bộ xử lý và đồng thời CSC được ghi vào một trong các ô nhớ cố định; hệ điều hành được giải mã

Tờ 57

tr. 55Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

55

xác định các trường hợp kết thúc và tùy theo chúng mà chấp nhận lời giải: ví dụ: tiếp tục làm việc hoặc in yêu cầu tới người vận hành để thay cuộn băng từ thành từ tính, v.v.

Mặc dù việc truy xuất lệnh kênh gợi nhớ đến việc sáng tác một câu chuyện cổ tích đầy ý nghĩa: một cái kim trong một quả trứng, một quả trứng trong một con vịt, một con vịt trong một con thỏ…, hiệu quả của việc tổ chức I/O như vậy là cực kỳ cao.

KIỂM SOÁT TRAO ĐỔI THÔNG TIN
Mọi quá trình truyền thông tin tới máy tính đều được kiểm soát. Để điều khiển, mỗi đường dẫn thông tin được kèm theo các bit bổ sung, được gọi là các bit điều khiển. Mục đích của chúng là lượng bit bổ sung được truyền trong một khoảng thời gian (chu kỳ) nhất định, lên tới số lẻ. Ví dụ,

một byte 0 được kèm theo một byte trong bit kiểm tra. Do đó, 9 dây được sử dụng để truyền một byte (dây thứ chín giống với bit). Bit điều khiển được hình thành trong nguồn thông tin bằng mạch logic đặc biệt; Người nhận thông tin, sau khi nhận được byte, cũng tạo ra một bit điều khiển. Việc truyền thông tin được coi là hoàn thành thành công nếu các bit điều khiển của nguồn và máy thu khớp nhau. Phương pháp điều khiển này được gọi là “tích chập modulo 2”. Dễ dàng nhận thấy phương pháp này không phát hiện được lỗi ở số bit chẵn. Có các phương pháp kiểm soát phần cứng cho phép bạn phát hiện lỗi kép.

ĐỌC TIẾP THEO:

  1. FLORES A. Tổ chức máy tính. (M., “Mir”, 1972).
  2. FLORES A. Thiết bị máy tính bên ngoài (M., “Mir”, 1977).

Tờ 59

tr. 57Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

57

Tư vấn: vô địch cờ vua thế giới, kiện tướng quốc tế A. Karpov.
Trang này sẽ được giới thiệu bởi E. Gik, Thạc sĩ Thể thao Cờ vua Liên Xô, Ứng viên Khoa học Kỹ thuật.
Trong số trước của “Trang cờ vua”, chúng tôi đã giới thiệu cho bạn ý nghĩa của sự kết hợp mở đầu, trong đó, ở nước đi thứ sáu, họ đã hy sinh quân Hậu và tuyên bố chiếu hết quân vua không quay trong hai nước đi (“Chiếu tướng của pháp luật”). Những màn hiến tế quân hậu hiệu quả luôn gây ấn tượng mạnh và đọng lại trong trí nhớ của người chơi cờ rất lâu. Hôm nay chúng tôi sẽ cho bạn thấy thêm một vài sự kết hợp trong đó quân hậu bị hy sinh. Tất cả đều thuộc về những viên ngọc sáng tạo trong cờ vua.
Sự kết hợp đầu tiên thuộc về kỳ thủ cờ vua người Mỹ của thế kỷ trước, nhà vô địch thế giới không chính thức của ông, Paul Morphy.

L. Paulsen - P. Morphy.

Vị trí này đã gặp phải trong trận đấu của ông với L. Paulsen ở giải đấu ở New York năm 1857 - giải đấu đầu tiên mà P. Morphy thi đấu. Tiếp theo: 1…Q:f3!!
2. gf Rg6+ 3. Kph1 Ch3
4. Rd1 (4. Rg1 được theo sau bởi bạn đời trong ba nước đi, Đen không có khả năng phòng thủ và sau 4. Qd3 f5
5. Qc4+ Npf8!) 4…Cg2+
5. Kpg1 C:f3+ 6. Kpf1 Cg2+

  1. Kpg1 Ch3+ (Morphy chọn con đường dễ dàng nhất để giành chiến thắng, nhưng Đen có thể thông báo một đồng đội đã thành lập sau bốn nước đi: 7…Ce4+

  2. Kpf1 Cf5! 9. Qe2 Ch3+

  3. Kpe1 Rg1×) 8. Kph1 C:f2 9. Qf1 C:f1 10. R:f1 Re2

  4. Ra1 Rh6 12. d4 Ce3. Trắng đã bỏ cuộc.
    Sự hy sinh nữ hoàng tiếp theo thuộc về một bậc thầy kết hợp vĩ đại khác, M. Tal. Hai bên cách nhau hơn 110 năm!

  5. K. Torre - Ừm. Lasker. Trắng bắt đầu và thắng.

M. Tal - A. Suetin.

  1. Hỏi:e5! de 2.ef+, và Black từ chức. 2…Kpf8 được theo sau bởi 3. Ch6×, và 2…Kpd7 được giải bằng 3. Cf5++ Kpc6
  2. Ce4+ Kd5 5. C:d5+Kpd7
  3. C:a8+ Kpe7 7. Cg5+ Kpf8
  4. Ch6+ Kpe7 9. f8Q+.

Sự kết hợp thú vị nhất trong sơ đồ sau xảy ra cách đây đúng 70 năm trong trận đấu của hai kiện tướng xuất sắc Reti và Tartakover.

  1. Adams - C. Torre. Trắng bắt đầu và thắng.

Cả hai đều có họa tiết hình học. Các phần được đảm nhận bởi bậc thầy cơ khí tài năng của thế kỷ trước K. Torre, và trong một trường hợp, ông là tác giả của sự kết hợp, còn trường hợp kia là đồng tác giả.

Chúng tôi nhắc nhở độc giả về “Trang cờ vua” mà trong số tiếp theo «Kvant» “Cuộc thi cờ vua” của chúng tôi sẽ mở ra, người chiến thắng sẽ được trao giải cờ vua và văn học toán học do nhà vô địch thế giới A. Karpov sáng tác.

Tờ 60

tr. 58Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

58

Phương pháp điểm cố định

  1. Ví dụ,
    f(x)={bпри x∈[a;(a+b)/2]aпри x∈[a+b]/2;b.f(x) = \begin{cases} b & \text{при } x \in [a; (a+b)/2] \\ a & \text{при } x \in [a+b]/2; b \end{cases}.

  2. Ví dụ, các chức năng thể hiện trong Hình 1 và 16 là phù hợp.

  3. Ví dụ, một vòng tròn và nó quay quanh tâm một góc không chia hết cho 2π.

Hình 1a.

Hình 16.

Hình 2.

  1. Ví dụ: P−1TvPP^{-1}T_vP, trong đó TvT_v là bản dịch song song của mặt phẳng aa lên vectơ khác 0 v⃗\vec{v} và PP là ánh xạ một-một của đường tròn KK lên mặt phẳng aa, như trong Hình 2.

  2. Gợi ý: sử dụng ý lời giải của bài tập 1.

  3. Gợi ý: Một bằng chứng tương tự cho thấy điểm cc (trong định lý thứ nhất) là cố định.

Cảm ứng điện từ

1.I=∣B→∣l∣v→∣(R1+R2)R1R2;1. I = \frac{|\overrightarrow{B}|l|\overrightarrow{v}|(R_1+R_2)}{R_1R_2};

P=∣B→∣2l2∣v→∣2(R1+R2)R1R2.P = \frac{|\overrightarrow{B}|^2 l^2 |\overrightarrow{v}|^2 (R_1+R_2)}{R_1R_2}.

  1. Biên độ của dòng điện và tần số của nó sẽ tăng gấp đôi.

  2. I=∣B→∣a∣v→∣/RI = |\overrightarrow{B}|a|\overrightarrow{v}|/R; nếu hình vuông chuyển động với gia tốc không đổi thì dòng điện sẽ thay đổi theo quy luật tuyến tính.

  3. Dòng điện trong vòng sẽ tăng gấp đôi.

  4. Điện tích bảo vệ trên cuộn dây là như nhau, nhưng lượng nhiệt thoát ra trong cuộn dây lớn hơn trong trường hợp đầu tiên.

  5. Gợi ý. Thứ nhất, tổng cảm ứng từ trường tỷ lệ thuận với số vòng dây. Thứ hai, tổng diện tích bề mặt được bao phủ bởi các vòng dây cũng tỷ lệ thuận với số vòng dây.

  6. Cuộn dây thứ hai có dòng điện không đổi.

  7. vmin⁡=εLI0v_{\min} = \frac{\varepsilon}{LI_0}.

Đại học bang Leningrad được đặt theo tên. A. A. Zhdanova

Toán học

Tùy chọn 1

  1. 4 (với mọi a∈Ra \in \mathbb{R}). Gợi ý. Cho a≠0a \neq 0, chia cả hai vế của phương trình cho af(x)af(x) và vẽ đồ thị của hàm y=f′(x)f(x)y = \frac{f'(x)}{f(x)}.

  2. [log⁡a(4+16+a2);3log⁡a2[[\log_a(4+\sqrt{16+a^2}); 3\log_a2[ tại a∈]0;1[,[log⁡a(4+16+a2);+∞[a \in ]0; 1[, [\log_a(4+\sqrt{16+a^2}); +\infty[ tại a∈]1;+∞[a \in ]1; +\infty[. Tại a∈]−∞;−1[∪]−1;−2(2−1)]∪[2(2+1);+∞[a \in ]-\infty; -1[ \cup ]-1; -2(\sqrt{2}-1)] \cup [2(\sqrt{2}+1); +\infty[. Gợi ý. Phương trình này tương đương với hệ hỗn hợp

{a⋅(sin⁡x+cos⁡x)2−12+(sin⁡x+cos⁡x)=1,cos⁡x≠0.\left\{ a \cdot \frac{(\sin x+\cos x)^2-1}{2} + (\sin x+\cos x) = 1, \cos x \neq 0. \right.

  1. R(2−1)tg2aR(\sqrt{2}-1)tg^2a. 5. Gợi ý. MQ→=MP→+PQ→,NP→=NQ→+QP→\overrightarrow{MQ} = \overrightarrow{MP} + \overrightarrow{PQ}, \overrightarrow{NP} = \overrightarrow{NQ} + \overrightarrow{QP}.

Tùy chọn 2

  1. Lớn nhất là a=1a=1, nhỏ nhất là a=12a=\frac{1}{2}. Gợi ý. Hình được đề cập ở bài toán được bảo vệ trong Hình 3.2. 52;+∞\frac{5}{2}; +\infty. 3. x=π2k(k∈Z)x = \frac{\pi}{2} k (k \in \mathbb{Z}) tại a=0;x1=arctg(2a)=πk,x2=12arctg(4a)+π2l(k,l∈Z)a=0; x_1 = \arctg(2a) = \pi k, x_2 = \frac{1}{2} \arctg(4a) + \frac{\pi}{2} l (k, l \in \mathbb{Z}) tại a≠0a \neq 0. Gợi ý.

Biểu thị vế trái của phương trình dưới dạng tam thức bậc hai tương ứng với aa.

  1. Hai. Gợi ý. Thể hiện ll theo aa và bb.

  2. 182(3−3)a\frac{1}{8}\sqrt{2}(3-\sqrt{3})a. Gợi ý.

Đặt SABCSABC là tứ diện đều đã cho, MM là trung điểm của cạnh BC,HBC, H là đáy của chiều cao của tứ diện được vẽ từ S,KS, K là trung điểm của cạnh SA,O1=(MK)∩(SH)SA, O_1 = (MK) \cap (SH) (Hình 4).

Khi đó O1O_1 là tâm của quả bóng nội tiếp tứ diện, ∣O1H∣|O_1H| là bán kính của nó. Tâm O2O_2 của hình cầu, được đề cập trong các điều kiện, nằm trên [SO1][SO_1] và nếu (O2D)⊥(AS)(D∈AS)(O_2D) \perp (AS)(D \in AS) thì ∣O2O1∣=∣O2D∣|O_2O_1| = |O_2D| là bán kính loại trừ.

Tờ 62

tr. 60Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

60

  1. Một gốc cho a=0a=0, hai cho a=1a=1, bốn cho 0<a<10<a<1; tại a<0a<0 và tại a>1a>1 không có gốc. Gợi ý. Xây dựng đồ thị của hàm y=14x2e2−xy=\frac{1}{4}x^2e^{2-x} (đối với hành vi tại x→+∞x\rightarrow+\infty, xem đoạn 117 của sách giáo khoa “Đại số và Giải tích cơ bản 10”). 9. Hai gốc ở a∈{−2,2}a\in\{-\sqrt{2},\sqrt{2}\} U]=−1;0[U]0;1[U]=-1; 0[U]0; 1[, ba gốc ở a∈{−1,0,1}a\in\{-1,0,1\}, bốn gốc ở a∈]−2;−1[U]1;2[a\in]-\sqrt{2};-1[U]1; \sqrt{2}[; tại ∣a∣>2|a|>\sqrt{2} không có rễ.
  2. −12-\frac{1}{2}. 12. a=−1a=-1; điểm mong muốn (0;−1)(0;-1).
  3. Tại điểm (169;43)\left(\frac{16}{9};\frac{4}{3}\right). 14. Gợi ý. Xem bài toán Số 28 trong § 45 của sổ tay “Hình học 9-10”. 15. Gợi ý. Áp dụng phương pháp quy nạp toán học. 16. Gợi ý. Xem § 22 của sổ tay “Hình học 9-10”. Vẽ qua CC một đường thẳng song song với (AB)(AB) và qua BB một đường thẳng song song với (CM)(CM).
  4. Gợi ý. Khi nấu với tâm AA và hệ số ∣AK2∣∣AK1∣\frac{|AK_2|}{|AK_1|}, điểm DD đi vào điểm D1∈K2D_1\in K_2 và tiếp tuyến (BC)(BC) để khoanh tròn K1K_1 thành tiếp tuyến song song với đường tròn K2K_2.

Đại học bang Belarus được đặt theo tên. V. I. Lênin
(xem “Số lượng” số 5)

Toán học
Tùy chọn 1

  1. a) ]−∞;−1[U]54;+∞]-\infty;-1[U]\frac{5}{4};+\infty [;6)[;6) [−1][-1];
    b) ]−∞;1[U{54};Γ)]-\infty;1[U\{\frac{5}{4}\};\Gamma) [1][1]. 2. ]0;16[U]0;\frac{1}{6}[U
    U]32;+∞U]\frac{3}{2};+\infty [.[. 3. [1−52;0[U[1+52;[\frac{1-\sqrt{5}}{2};0[U[\frac{1+\sqrt{5}}{2};
    +∞+\infty [.[. 4. −1.-1. 5. 1315πR3)\frac{1}{3}\sqrt{15}\pi R^3).

Tùy chọn 2

  1. 14\frac{1}{4}. 2. x=a2−4ax=a^2-4a tại a>2a>2. 3. 6.
  2. x=π4+πk(k∈Z)x=\frac{\pi}{4}+\pi k(k\in Z), tại a=−32a=-\frac{3}{2}, x=(−1)karcsin⁡(1−2a+3)2+π2k(k∈Z)x=(-1)^k\frac{\arcsin(1-\sqrt{2a+3})}{2}+\frac{\pi}{2}k(k\in Z)
    cho a∈]−32;12]a\in]-\frac{3}{2};\frac{1}{2]} (tuy nhiên, trường hợp a=−32a=-\frac{3}{2} không cần viết riêng).
  3. 3a38sin⁡α22cos⁡α+1\frac{3a^3}{8\sin\frac{\alpha}{2}}\sqrt{2\cos\alpha+1}.

Tùy chọn 3

  1. ]0;1[.]0;1[. 2. S1=x2n+2−1x2−1S_1=\frac{x^{2n+2}-1}{x^2-1} tại ∣x∣≠1|x|\neq1, S1=n+1S_1=n+1 tại ∣x∣=1|x|=1.
    S2=2x[nx2n+2−(n+1)x2n+1](x2−1)2S_2=\frac{2x[nx^{2n+2}-(n+1)x^{2n}+1]}{(x^2-1)^2} tại ∣x∣≠1|x|\neq1,
    S2=n(n+1)S_2=n(n+1) cho x=1x=1, S2=−n(n+1)S_2=-n(n+1) cho x=−1x=-1. 4. [−1][-1]. 5. 23h3⋅tg2α⋅sin⁡β\frac{2}{3}h^3\cdot tg^2\alpha\cdot\sin\beta.

Khoa Vật lý và Khoa Vật lý vô tuyến và Điện tử

  1. Hình trụ sẽ nghiêng một góc a=arctgD/h≈22∘a=arctg D/h\approx22^\circ.
  2. VnVc=ρc−(1−n)ρb(1−n)ρb−ρb=1,0×103kg/m3\frac{V_n}{V_c}=\frac{\rho_c-(1-n)\rho_b}{(1-n)\rho_b}-\rho_b=1,0\times10^3\mathrm{kg/m^3}—mật độ của nước).
  3. T=(1+n)ΔTT=(1+n)\Delta T.
  4. q=n−1nEq=\frac{n-1}{n}\mathcal{E}.
  5. I=∣F∣∣v∣R≈0,3AI=\sqrt{\frac{|F||v|}{R}}\approx0,3\mathrm{A}.
  6. Không thể chọn góc tới của ánh sáng.
  7. Γ2=Γ12Γ1−1=23\Gamma_2=\frac{\Gamma_1}{2\Gamma_1-1}=\frac{2}{3}.

Khoa Toán Cơ và Khoa Toán Ứng dụng

  1. xmax⁡=Δl+(Δl)2+2hΔl=20x_{\max}=\Delta l+\sqrt{(\Delta l)^2+2h\Delta l}=20 xem
  2. l=N2N2−N2=Δl=64l=\frac{N^2}{N^2-N^2}=\Delta l=64 xem
  3. l=h+ρgh2/pl=h+\rho gh^2/p (ở đây ρ\rho là mật độ thủy ngân).
  4. Sự căng thẳng sẽ là đủ.
  5. q=πD2∣B→∣/4Rq=\pi D^2|\overrightarrow{B}|/4R.
  6. β≈(nϕ−nκ)α=0,12∘\beta\approx(n_\phi-n_\kappa)\alpha=0,12^\circ.
  7. d=F/nd=F/n.

Khoa Hóa học

  1. N1N2=3cos⁡α−2=4\frac{N_1}{N_2}=\frac{3}{\cos\alpha}-2=4.
  2. T=1−nnΔT=297KT=\frac{1-n}{n}\Delta T=297\mathrm{K} (ở đây n=0,01n=0,01).
  3. R1=U/I−(n−1)R2R_1=U/I-(n-1)R_2.
  4. R1=0,96R2R_1=0,96R_2.
  5. U3=hce(1λ−1λ0)U_3=\frac{hc}{e}\left(\frac{1}{\lambda}-\frac{1}{\lambda_0}\right) (ở đây hh là hằng số Planck, cc là tốc độ ánh sáng, ee là điện tích electron).
    Đại học bang Vilnius được đặt theo tên của V. Kapsukas
    (xem “Số lượng” số 5)

Toán học
Tùy chọn 1

  1. 112\frac{1}{12}. Lời giải. Chúng ta hãy biểu thị giao điểm của các đường trung tuyến của tam giác ABCABC bằng OO. Diện tích của hình tam giác PQR,POQ,QOR,ROP,AOB,BOC,COAPQR, POQ, QOR, ROP, AOB, BOC, COA sẽ được biểu thị bằng q,q1,q2,q3,Q1,Q2,Q3q, q_1, q_2, q_3, Q_1, Q_2, Q_3 tương ứng. Sau đó ∣OP∣∣OA∣=13\frac{|OP|}{|OA|}=\frac{1}{3} (kể từ ∣OA∣=23∣AK∣|OA|=\frac{2}{3}|AK| và ∣AP∣∣PK∣=1\frac{|AP|}{|PK|}=1), ∣OQ∣∣OB∣=12,∣OR∣∣OC∣=16\frac{|OQ|}{|OB|}=\frac{1}{2}, \frac{|OR|}{|OC|}=\frac{1}{6}. TỪ SABL=SCBLS_{ABL}=S_{CBL} và SAOL=SCOLS_{AOL}=S_{COL} nó theo sau SABO=SCBOS_{ABO}=S_{CBO}. Tương tự như SCBO=SACOS_{CBO}=S_{ACO}. Vì vậy, Q1=Q2=Q3=13Q_1=Q_2=Q_3=\frac{1}{3}. Tôi sẽ đăng q1/q2/q3=∣OP∣∣OA∣⋅∣OQ∣∣OB∣=18q_1/q_2/q_3=\frac{|OP|}{|OA|}\cdot\frac{|OQ|}{|OB|}=\frac{1}{8}.

Tờ 63

tr. 61Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

61

Tương tự như q2Q2=112,q3Q3=124\frac{q_2}{Q_2} = \frac{1}{12}, \frac{q_3}{Q_3} = \frac{1}{24}. Sau đó q=q1+q2+q3=112q = q_1 + q_2 + q_3 = \frac{1}{12}.

  1. [2321;+∞]\left[ \frac{2}{3} \sqrt{21}; +\infty \right]. 3. x=±π8+2πk(k∈Z)x = \pm \frac{\pi}{8} + 2\pi k (k \in \mathbf{Z}).

  2. [53;+∞]\left[ \frac{5}{3}; +\infty \right].

Tùy chọn 2

  1. 1112\frac{11}{12}. 2. [−5+132;1]\left[ \frac{-5+\sqrt{13}}{2}; 1 \right]. 3. x=±π8+2πk(k∈Z)x = \pm \frac{\pi}{8} + 2\pi k (k \in \mathbf{Z}).

  2. [−1;73]\left[ -1; \frac{7}{3} \right].

Vật lý

Tùy chọn 1

  1. Calipmeter sẽ chứa hỗn hợp m1′≈0,3m'_1 \approx 0,3 kg nước và m2′≈0,7m'_2 \approx 0,7 kg nước đá; nhiệt độ hỗn hợp t=0∘Ct = 0^{\circ}\mathrm{C}.

  2. F=l2−a24l=0,12F = \frac{l^2-a^2}{4l} = 0,12 m.

Tùy chọn 2

  1. Khách du lịch đang ở tại điểm có tọa độ x=x0+scos⁡α≈−1,5x = x_0 + s \cos \alpha \approx -1,5 km và y=y0+ssin⁡α≈4,5y = y_0 + s \sin \alpha \approx 4,5 km.

  2. R=U/I−r≈0,34R = U/I - r \approx 0,34 Ohm (ở đây I=SD[c(T−T0)+λ]ρτI = S \sqrt{\frac{D[c(T-T_0)+\lambda]}{\rho\tau}} là dòng điện ngắn mạch, r=ϱl/Sr = \varrho l/S là điện trở cầu chì).

Đại học bang Novosibirsk được đặt theo tên. Lênin Komsomol
(xem «Kvant» số 5)

Toán học

Tùy chọn 1

  1. 10 km/giờ. Lời giải. Nếu chúng ta đặt ∣AC∣=x|AC| = x (km), thì xv0+120−xv1=xv1+120−xv0\frac{x}{v_0} + \frac{120-x}{v_1} = \frac{x}{v_1} + \frac{120-x}{v_0}, do đó x=60x = 60. Nếu tt là thời gian (tính bằng giờ) cần thiết để một người đi xe máy di chuyển với tốc độ v0v_0 km/h để đi hết quãng đường từ AA đến CC, thì
    {v0t=60,v0(8−t)+a(8−t)22=60.\begin{cases} v_0 t = 60, \\ v_0(8-t) + \frac{a(8-t)^2}{2} = 60. \end{cases}
    Do đó, tính đến điều kiện a=2v0a = 2v_0, chúng ta thu được v02−15v0+50=0v_0^2 - 15v_0 + 50 = 0
    hoặc v0∈{5,10}v_0 \in \{5, 10\}. Giá trị v0=5v_0 = 5 không thỏa mãn các điều kiện, vì vậy ngay cả để đi hết khoảng cách từ AA đến CC cũng sẽ mất 12 giờ. Giá trị thứ hai thỏa mãn mọi điều kiện bài toán.

  2. ]−1−5;−3[∪]−1+5;5[]-1-\sqrt{5}; -3[\cup]-1+\sqrt{5}; 5[.

  3. x=136π+4πk(k∈Z)x = \frac{13}{6} \pi + 4\pi k (k \in \mathbf{Z}). Gợi ý.

Tờ 64

tr. 62Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

62

Hình 7.

Hình 8.

2x+π3=2(x−π3)+π.2x + \frac{\pi}{3} = 2 \left( x - \frac{\pi}{3} \right) + \pi.

  1. 516π(3−22)a2\frac{5}{16} \pi (3 - 2 \sqrt{2}) a^2. Gợi ý và giao điểm là một phần của hình tròn có chu vi nội tiếp △ABC\triangle ABC (Hình 7).

    1. Gợi ý và giao lộ. Chúng ta hãy vẽ một mặt phẳng đi qua ll và (MN)(MN). Đặt [ME][ME] là giao điểm của mặt phẳng này với mặt ABB1A1ABB_1A_1 (Hình 8). Khi đó (ME)∥(NK)(ME) \parallel (NK) - các đường thẳng NK,MN,MENK, MN, ME và ll tạo thành hình bình hành. Từ sự giống nhau của các tam giác MAEMAE và C1NKC_1NK dễ dàng suy ra ∣ME∣<∣NK∣|ME| < |NK|. Điều này có nghĩa là hình bình hành này giao với mặt ABCDABCD và đường thẳng ll cắt với mặt đó (tại điểm FF), chứ không phải với phần tiếp theo của nó. Từ sự giống nhau của các tam giác A1MNA_1MN và CKFCKF dễ dàng tìm được ∣KF∣|KF|.

Vật lý

Tùy chọn 1

  1. Theo phương nằm ngang, chỉ có lực ma sát tác dụng lên vật có khối lượng mm: maгор=∣F⃗rp∣ma_{\text{гор}} = |\vec{F}_{\text{rp}}|. Từ đây
    ∣F⃗rp∣=m∣a⃗∣cos⁡α=mgsin⁡αcos⁡α.|\vec{F}_{\text{rp}}| = m |\vec{a}| \cos \alpha = mg \sin \alpha \cos \alpha.

  2. Hãy viết giá trị áp suất ban đầu và cuối cùng ở các phần khác nhau của ống. Áp lực ban đầu: pAB=2ρgh=p,pCD=ρgh=p/2,pEF=0p_{AB} = 2 \rho gh = p, p_{CD} = \rho gh = p/2, p_{EF} = 0. Áp lực cuối cùng: pF=ρgh+pCD′=p/2+pCD′,pCD′=ρgh+pAB′=p/2+pAB′p_{F} = \rho gh + p'_{CD} = p/2 + p'_{CD}, p'_{CD} = \rho gh + p'_{AB} = p/2 + p'_{AB}. Theo định luật Boyle-Mariotte, pABh=pAB′xp_{AB}h = p'_{AB}x và pCDh=pCD′(3h−x)p_{CD}h = p'_{CD}(3h - x), trong đó xx và 3h−x3h - x lần lượt là độ dài cuối cùng của các phần ABAB và CDCD. Kết quả là, chúng ta thu được phương trình 6p2−12ppF+5p2=06p^2 - 12pp_F + 5p^2 = 0, từ đó pF=p(1+1/6)p_F = p(1 + 1/\sqrt{6}) (hệ số thứ hai - có dấu trừ trong ngoặc - bị loại bỏ, vì theo nghĩa của bài toán thì áp suất phải được thông báo).

  3. Theo định luật Faraday, điện áp trên cuộn dây là UL=ΔΦΔt=LΔIΔtU_L = \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} = L \frac{\Delta I}{\Delta t}. Vì dòng điện trong mạch tăng tỷ lệ thuận với thời gian nên ULU_L không thay đổi theo thời gian và tại bất kỳ thời điểm nào tt UL=LItU_L = L \frac{I}{t}. Do đó, điện áp trên tụ điện bằng điện áp trên cuộn dây cũng không đổi: Q0C0=Q0−qC\frac{Q_0}{C_0} = \frac{Q_0 - q}{C}, trong đó Q0Q_0 là điện tích ban đầu trên tụ điện, qq là điện tích rời khỏi bản tụ trong thời gian tt, CC là điện dung của tụ điện tại thời điểm tt. Từ đẳng thức LIt=Q0C0L \frac{I}{t} = \frac{Q_0}{C_0} ta tìm được I:I=Q0LC0tI:I = \frac{Q_0}{LC_0} t. Khi đó điện tích rời khỏi tụ điện là q=Icpt=I2t=Q02LC0t2q = I_{cp} t = \frac{I}{2} t = \frac{Q_0}{2LC_0} t^2. Từ việc vẽ điện áp trên tụ điện, chúng ta tìm thấy CC:

C=C0Q0−qQ0=C0(1−t22LC0).C = C_0 \frac{Q_0 - q}{Q_0} = C_0 \left( 1 - \frac{t^2}{2LC_0} \right).

  1. Khi nhập tần số tối thiểu ở vị trí trên, bạn có thể viết: mω2l=mgm\omega^2 l = mg. Do đó v=ω2π=12πglv = \frac{\omega}{2\pi} = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{g}{l}}. Chọn l∼1l \sim 1 m, g=10g = 10 m/s2^2, chúng ta nhận được v∼0,5v \sim 0,5 Hz.

  2. Chúng ta hãy lưu ý ngay rằng không thể quan sát được giao diện ánh sáng yếu trong thí nghiệm này, vì bóng đèn điện là nguồn bức xạ không kết hợp. Hình 9 thể hiện thiết kế thử nghiệm. Ở đây SS là một bóng đèn, S1S_1 và S2S_2 là hình ảnh đầu tiên của nó trong gương (trong thực tế có vô số hình ảnh, nhưng để giải thích định tính về hiện tượng này thì chỉ cần tách hai hình ảnh là đủ). Chỉ có ánh sáng trực tiếp từ bóng đèn chiếu vào phần CD của màn hình, trong khi cả ánh sáng trực tiếp và ánh sáng phản xạ từ gương chiếu vào phần BC và DE. Đây là lý do tại sao vùng BC và DE có vẻ nhẹ hơn vùng CD. Sau đó, mẫu này được lặp lại trên cả hai mặt của sọc trung tâm.

Tùy chọn 2

  1. Chúng ta sẽ tìm khoảng cách cần thiết ll so với định luật bảo toàn năng lượng, nó sẽ đi vào hệ thống báo cáo, nơi mặt phẳng tích điện sẽ tích tụ:

Hình 9.

Tờ 65

tr. 63Chép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

63

l=l0−m(∣v⃗∣sin⁡α−∣u⃗∣)2ε0σq.l = l_0 - \frac{m(|\vec{v}| \sin \alpha - |\vec{u}|)^2 \varepsilon_0}{\sigma q}.

  1. Chúng ta hãy viết biểu thức đẳng thức mômen lực của điểm tương đối của hệ thống treo: mg(R−x)=Mgxmg(R - x) = Mgx. Từ đây chúng ta tìm được vai xx của lực Mg⃗\vec{Mg}: x=mRm+Mx = \frac{mR}{m + M}. Từ hình vẽ về điều kiện bài toán suy ra sin⁡α=xR+l\sin \alpha = \frac{x}{R + l}. Rồi cuối cùng α=arcsin⁡1(1+l/R)(1+M/m)\alpha = \arcsin \frac{1}{(1 + l/R)(1 + M/m)}.

  2. Chúng ta hãy viết các điều kiện cân bằng của piston trước khi thấm vào gel: p0+mg/S=pO2p_0 + mg/S = p_{O_2} và sau khi cân bằng nồng độ của gel trong toàn bình: mg/S=pO2′mg/S = p'_{O_2}. Theo định luật Boyle - Maryutta pO2lS=pO2′(l+x)Sp_{O_2}lS = p'_{O_2}(l + x)S. Cuối cùng, đối với giá trị xx của độ dịch chuyển của piston, chúng ta thu được x=p0Smglx = \frac{p_0S}{mg}l.

  3. Như bạn đã biết, p=∣F⃗∣/Sp = |\vec{F}|/S. Chọn F⃗∼1H\vec{F} \sim 1\text{H}, độ dày đường d∼0,2 mm=2⋅10−4 md \sim 0,2\text{ mm} = 2 \cdot 10^{-4}\text{ m}. Sau đó p=∣F⃗∣S=∣F⃗∣πd2/4∼3⋅107 Pap = \frac{|\vec{F}|}{S} = \frac{|\vec{F}|}{\pi d^2/4} \sim 3 \cdot 10^7\text{ Pa}.

  4. Rõ ràng, một trong những nguồn cung cấp điện áp không đổi và nguồn thứ hai - xoay chiều. Với dòng điện xoay chiều, hồ quang yếu hơn đáng kể so với dòng điện một chiều (xuất hiện điện trở lớn hơn của cuộn cảm).

Tùy chọn 3

  1. Ở nhiệt độ t1=100∘Ct_1 = 100^\circ\text{C}, áp suất hơi của nước là 105 Pa10^5\text{ Pa}, tức là p/3p/3. Do đó, áp suất riêng phần của không khí dưới piston sẽ trở thành 2/3p2/3 p. Từ định luật khí tự nhiên, chúng ta tìm được khoảng cách mới xx từ piston đến mặt nước:

phT=2/3pxT1, и x=32T1Th≈2h.\frac{ph}{T} = \frac{2/3px}{T_1}, \text{ и } x = \frac{3}{2} \frac{T_1}{T} h \approx 2h.

  1. Hiệu điện thế giữa các điểm là AA′UAA′=UAA'U_{AA'} = U và giữa các điểm BB′UBB′=U3=U∣r−R∣r+RBB'U_{BB'} = \frac{U}{3} = U \frac{|r - R|}{r + R}. Dấu hiệu mô hình bắt đầu vì vôn kế chỉ giá trị tuyệt đối của điện áp. Có tính đến sự khác biệt r−Rr - R, chúng tôi có được

R={r/2 при R<r2r при R>r.R = \begin{cases} r/2 \text{ при } R < r \\ 2r \text{ при } R > r. \end{cases}

  1. Tốc độ tối thiểu đạt được khi trọng tâm của một phần dây có khối lượng m1=m2πRlm_1 = m \frac{2\pi R}{l}, tạo thành một vòng tròn, được nâng lên độ cao RR:

m∣v⃗min⁡∣22=m1gR.\frac{m |\vec{v}_{\min}|^2}{2} = m_1 g R.

  1. Theo mô hình, lực nổi tác động lên cơ thể con người từ không khí bằng FBbT=QBO3DVgF_{BbT} = Q_{BO3D}Vg. Thể tích VV sẽ được biểu thị thông qua khối lượng của một người mm, có tính đến mật độ của cơ thể gần như bằng mật độ của nước:

V=mρBO3D. Таким образом, FBbT∼QBO3DρBO3Dmg.V = \frac{m}{\rho_{BO3D}}. \text{ Таким образом, } F_{BbT} \sim \frac{Q_{BO3D}}{\rho_{BO3D}} mg.

theo định luật Mendeleev-Clapeyron và định luật Avogadro: QBO3D∼pμRT=pμT0p0V0TQ_{BO3D} \sim \frac{p\mu}{RT} = \frac{p\mu T_0}{p_0V_0T}. Đây p0=105 Pa,T0=273 K,V0=2,24⋅10−2 m3p_0 = 10^5 \text{ Pa}, T_0 = 273 \text{ K}, V_0 = 2,24 \cdot 10^{-2} \text{ m}^3. Lấy p∼p0=105 Pa,T∼300 Kp \sim p_0 = 10^5 \text{ Pa}, T \sim 300 \text{ K} và biết QBO3D=103 кг/m3Q_{BO3D} = 10^3 \text{ кг/m}^3, chúng ta nhận được QBO3D/QBO3D∼760Q_{BO3D} / Q_{BO3D} \sim 760 đó. Do đó, lực nổi nhỏ hơn trọng lực khoảng 760 lần. Cuối cùng là khối lượng m∼70 кг,FBbT∼1 Hm \sim 70 \text{ кг}, F_{BbT} \sim 1 \text{ H}.

  1. Tại thời điểm ban đầu, đồng hồ đo áp suất cho thấy áp suất giảm mạnh. Nguyên nhân chủ yếu là do thể tích không khí bên dưới piston tăng lên. Sau đó áp suất tăng lên, vượt quá giá trị ban đầu. Điều này là do thực tế là axeton bay hơi mạnh, trong khi áp suất hơi của nó và do đó tổng áp suất của hơi và không khí tăng lên. Sự gia tăng áp suất cũng được tạo điều kiện thuận lợi bằng cách tăng nhiệt độ của hỗn hợp lên nhiệt độ môi trường.

«Kvant» cho học sinh nhỏ

(xem «Kvant» số 4)

  1. Lời giải:

7=9−27 = 9 - 2
3=1+23 = 1 + 2
==== = =
4=8−44 = 8 - 4

Với những giá trị chữ cái này, bạn có thể tạo ra rất nhiều dấu chấm. Dưới đây là một số trong số họ:

OL—IM+PI+BP: A=80,
(O+L—I—M—P) • (IA+D): A=80,
(O: (L—I) + MP) • I+A+D+A=80,
(O • L—IM) + PIA—DA=80,
O : (L—I) • MPI : A+D : A=80,
(OL—I+M) • (PI : A—D : A)=80.

  1. (63!−61!)=61!(62⋅63−1)=61!(71−9)(63! - 61!) = 61!(62 \cdot 63 - 1) = 61!(71 - 9)
    (71−8)−1)=61!(712−17⋅71+71)=61!(71⋅55)(71 - 8) - 1) = 61!(71^2 - 17 \cdot 71 + 71) = 61!(71 \cdot 55).

  2. Xem Hình 10.

  3. Vì Sasha có thể đứng cạnh Misha nên anh ấy là người đầu tiên hoặc người cuối cùng. Nhưng Yura dẫn trước Misha nên Misha không thể đứng thứ hai, do đó Misha đứng thứ hai và Sasha đứng cuối.

Rõ ràng là Oleg đang đứng trước mặt Yura, và vì Voldya không đứng cạnh Oleg nên anh ấy chỉ có thể ở giữa Yura và Misha, tức là ở giữa. Những người bạn theo thứ tự sau: Oleg, Yura, Voldya, Misha và Sasha.

  1. Trong hệ thống số kép.

  2. Hình 11 minh họa cách giải tam giác này thành 8 tam giác đều. Để có được 11 hình tam giác, chỉ cần cắt một trong các hình tam giác thu được thành bốn là đủ.

(xem «Kvant» số 5)

  1. Bạn có thể: Hình 12 thể hiện một hình vuông. Những hình vuông như vậy được hình thành ở mỗi cạnh trong số 12 cạnh của khối lập phương.

  2. 1 - Tikon Pedot, 2 - Tikon Vasya, 3 - Pedot Vasya, 4 - Pedot Tikon, 5 - Tikon Padey, 6 - Padey Ostap, 7 - Padey Illya, 8 - Ostap Tikon.

Tờ 67

không đánh sốChép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

  1. ĐỒNG XU HAI ĐIỂM. Con gái tôi có một con heo đất, nhưng tôi đã cắt nó ra chỉ để thu những đồng xu (để khỏi bị vỡ). Một ngày nọ, tôi cần một đồng xu hai kopeck để thực hiện cuộc gọi và tôi muốn đập vỡ con heo đất.

“Đừng làm điều này trừ khi bạn chắc chắn rằng có thể có một đồng xu hai kopeck trong con heo đất để đổ chuông và tôi muốn đập vỡ con heo đất.

“Bạn nói đúng,” tôi đồng ý, và ngay khi nhìn vào mục ghi trên con heo đất, tôi đã phá vỡ nó.

Làm sao tôi lại đồng ý rằng có lẽ sẽ có ít nhất một đồng xu hai kopeck trong con heo đất?

  1. BÓNG ĐÈN. Mỗi ngày, mỗi buổi tối, củi được lấy từ chuồng. Để thắp sáng chuồng trại, bạn cần bật đèn trong thời gian ngắn. Khi bạn bật đèn, dòng điện ngắn mạch bổ sung sẽ xuất hiện trong mạng, do đó bóng đèn có thể quá nóng. Khi bật tắt đèn hàng ngày, tuổi thọ trung bình của một bóng đèn là một tháng.

Điện trong chuồng là miễn phí nên để tiết kiệm bóng đèn, đèn trong chuồng hoàn toàn có thể bật sáng. Tuy nhiên, ngay cả khi đó, do sự biến động ngẫu nhiên của dòng điện trong mạng, bóng đèn lại bị cháy trung bình trong vòng một tháng.

Như vậy, trong nhiều phương thức sử dụng ánh sáng trong chuồng trại, trung bình một bóng đèn sẽ hỏng trong vòng một tháng. Làm thế nào bạn có thể kéo dài tuổi thọ trung bình của bóng đèn và tuổi thọ tối đa là bao nhiêu?

M. Mamikon

Tờ 68

không đánh sốChép lại từ bản quét · Bản dịch sơ bộ, chất lượng thấp

Bạn nghĩ sao: có bao nhiêu đa giác đều nội tiếp trong một đường tròn bán kính đơn vị có diện tích có độ lớn được biểu thị bằng một số hữu tỉ? Hoá ra tất cả đối với b đều là hình vuông và hình mười hai cạnh; diện tích của chúng lần lượt bằng hai và ba. Một bằng chứng rất hay cho thấy diện tích của một hình mười giác đều nội tiếp trong một vòng tròn đơn vị bằng diện tích của nhà toán học Hungary, người tích cực tổ chức các cuộc thi Olympic toán học Hungary dành cho học sinh, J. Kürszák (1864-1933). Bằng chứng được đưa ra từ hình kèm theo, trong đó hình vuông ở cạnh 2 được chia thành các tam giác đều và tam giác cân có các góc 15°, 15° và 150° đến mức một số trong số chúng thay thế diện tích của một hình mười hai cạnh đều và mặt khác, cùng một bộ tam giác thay thế ba hình vuông có diện tích đơn vị. Chứng minh này cũng là một minh chứng hay cho định lý Bolle-Gerwin rằng hai đa giác bất kỳ có diện tích bằng nhau đều có thể được phân chia thành các phần bằng nhau theo cặp.

A.P.