Περί του αριθμού 28721 (η σημερινή ημερομηνία!)

28/7/21

Στην εικόνα μπορείτε να διαβάσετε τις ιδιότητες του αριθμού της σημερινής ημερομηνίας: 28721

©Rushik Dharaiya Ka Pitaara 

Περί του αριθμού 27721 (η σημερινή ημερομηνία!)

 

27/7/21 σήμερα...

Στην εικόνα βλέπουμε τις ιδιότητες που "κρύβονται" στη σημερινή ημερομηνία, δηλαδή κάποιες ενδιαφέρουσες ιδιότητες του αριθμού: 29721 

Πρόκειται για μια πραγματικά αξιόλογη δουλειά του συναδέλφου Rushik Dharaiya, τον οποίο ευχαριστώ θερμά! 

©Rushik Dharaiya Ka Pitaara

"Η μαθηματική γλώσσα, εκτός του ότι είναι η μοναδική γλώσσα που μπορούμε να μιλήσουμε, είναι στην πραγματικότητα η σωστή γλώσσα".

E.P. Wigner

Περί του αριθμού 26721 (η σημερινή ημερομηνία!)

 

26/7/21 σήμερα!

Στην εικόνα μπορείτε να διαβάσετε τις αξιοσημείωτες ιδιότητες που "κρύβει" ο αριθμός της σημερινής ημερομηνίας: 26721... 

©Rushik Dharaiya Ka Pitaara

Τα Μαθηματικά στην Τέχνη: Η Σάλπιγγα του Γαβριήλ & ένα παράδοξο!

 

Γλυπτό όπου απεικονίζεται ο Αρχάγγελος Γαβριήλ φυσώντας τη σάλπιγγά του για να αναγγείλει την Ημέρα της Κρίσης

Η Σάλπιγγα (ή κέρας) του Γαβριήλ που απεικονίζεται στο παραπάνω γλυπτό έδωσε (δικαιολογημένα) το όνομά της σε μια επιφάνεια, με την οποία ασχολήθηκε διεξοδικά ο Evangelista Torricelli (1608-1647), μαθητής του Γαλιλαίου, προσπαθώντας να λύσει ένα παράδοξο. Η λέξη "παράδοξο" σημαίνει ότι αν επιχειρήσουμε να χρησιμοποιήσουμε τη διαίσθησή μας για να το ερμηνεύσουμε, αυτό φαίνεται παράλογο. Στον φυσικό κόσμο ίσως και να είναι όντως αδύνατο να συμβεί. Όμως, μαθηματικά, όλα είναι σωστά! Και δεν μπορείς να φέρεις αντίρρηση στα μαθηματικά...

Lady Lindsay Blanche (1844-1912) - "Angel Playing a Flageolet"

Τα βιβλία γράφουν...

Η Σάλπιγγα του Γαβριήλ (Gabriel's horn, ή Torricelli's trumpet) είναι μια επιφάνεια εκ περιστροφής που προκύπτει αν πάρουμε τη γραφική παράσταση της συνάρτησης  \(y=\frac{1}{x} \), με \( x \geq 1\) και την περιστρέψουμε στις τρεις διαστάσεις γύρω από τον άξονα των \(x\).

Περισσότερα γύρω από τις επιφάνειες εκ περιστροφής, μπορείτε να διαβάσετε εδώ...

Russell Kightley (σύγχρονος επιστημονικός γραφίστας) - "Gabriel's Horn"

Για τη συγκεκριμένη επιφάνεια, ο Torricelli παρατήρησε το 1641 το εξής παράδοξο, γνωστό πλέον και ως το παράδοξο του ελαιοχρωματιστή:

• Αρχικά υπολόγισε τον όγκο που περιέχεται από την επιφάνεια της σάλπιγγας του Γαβριήλ. Ουσιαστικά, για να βρούμε τον όγκο που περιέχεται από την επιφάνεια εκ περιστροφής, αρκεί να προσθέσουμε τα εμβαδά όλων των κύκλων της επιφάνειας. Δεδομένου ότι το εμβαδόν ενός κύκλου με ακτίνα \(r\) είναι \(A=\pi r^2\) και η ακτίνα \(r\) στη θέση \(x\) ισούται με \( r=y=\frac{1}{x} \), προκύπτει ότι 

Επομένως ο όγκος της σάλπιγγας του Γαβριήλ βρίσκεται αν υπολογίσουμε το ολοκλήρωμα

Δηλαδή ο όγκος που περικλείεται από τη σάλπιγγα του Γαβριήλ είναι \( \pi\) κυβικές μονάδες.

• Μετά τον υπολογισμό του όγκου, ο Torricelli θέλησε να βρει και το εμβαδόν της επιφάνειας εκ περιστροφής. Δεδομένου ότι η περίμετρος ενός κύκλου με ακτίνα \(r\) είναι \(L=2 \pi r\) και η ακτίνα \(r\) στη θέση \(x\) ισούται με \( r=y=\frac{1}{x} \), προκύπτει τελικά το επιφανειακό ολοκλήρωμα 

Δηλαδή το εμβαδόν της επιφάνειας είναι άπειρο! Με άλλα λόγια, έχουμε περιστρέψει μια άπειρη περιοχή γύρω από μια ευθεία και πήραμε έναν πεπερασμένο όγκο! Το παράδοξο του ελαιοχρωματιστή, λοιπόν, μας λέει ότι μπορούμε να γεμίσουμε τη σάλπιγγα του Γαβριήλ με \( \pi \simeq 3,14\) κυβικές μονάδες χρώματος, αλλά δεν υπάρχει αρκετή μπογιά στον κόσμο για να χρωματίσουμε το εξωτερικό της!

Να σημειώσουμε ότι ο Evangelista Torricelli δεν έκανε τους υπολογισμούς του με τη χρήση ολοκληρωμάτων, αφού ο ολοκληρωτικός λογισμός δεν είχε ακόμη επινοηθεί. Στην πραγματικότητα, χρησιμοποίησε μια τεχνική που ονομάζεται μέθοδος του Cavalieri. Αλλά δεν μπορούσε να βγάλει άκρη! Πώς είναι δυνατόν μια επιφάνεια με άπειρο εμβαδόν να περικλείει έναν πεπερασμένο όγκο;

"Gabriel's Horn"

Πού οφείλεται λοιπόν το παράδοξο αυτό; Έχετε στο νου σας ότι εδώ κάνουμε Μαθηματικά, όχι Φυσική ή άλλες επιστήμες που επιχειρούν να εξηγήσουν το σύμπαν... Η απάντηση είναι πως δεν είναι έγκυρο να υποθέσουμε ότι μπορούμε να εκτελέσουμε διαδικασίες μόνο και μόνο επειδή αυτές συσχετίζονται με πεπερασμένα μεγέθη. H σάλπιγγα του Γαβριήλ είναι μια άπειρη επιφάνεια. Έτσι, είναι δεκτό ότι δεν μπορούμε να βάψουμε την επιφάνεια αυτή, επειδή δεν έχουμε άπειρη μπογιά. Όμως είναι λάθος να συμπεράνουμε ότι μπορούμε να γεμίσουμε το εσωτερικό της, απλώς επειδή υπάρχει η συνολική ποσότητα χρώματος που απαιτείται. Η διαδικασία γεμίσματος δεν θα μπορούσε να γίνει σε πεπερασμένο χρόνο, αφού πρόκειται για μια άπειρη επιφάνεια, δηλαδή δεν έχει τέλος...

Πηγές:

Mathemania: Gabriel's Horn

Russell Kightley

Sarah Colegrave Fine Art

That's Maths: Torricelli's Trumpet & The Painter's Paradox

Wikipedia | Gabriel's Horn

YouTube | Gabriel's Horn Paradox - Numberphile

YouTube | Gabriel's Horn (extra) - Numberphile

Περί του αριθμού 25721 (η σημερινή ημερομηνία!)

 

25/7/21

Στην εικόνα μπορείτε να διαβάσετε τις ιδιότητες που "κρύβει" η σημερινή ημερομηνία, δηλαδή ο αριθμός 25721...

25721 ευχαριστώ στον εξαιρετικό συνάδελφο που δημιούργησε και μου έστειλε την εικόνα.

©Rushik Dharaiya Ka Pitaara 

Περί του αριθμού 24721 (η σημερινή ημερομηνία!)

 

Στην εικόνα μπορείτε να διαβάσετε τις ιδιότητες που "κρύβει" ο αριθμός της σημερινής ημερομηνίας: 24721... 

Μου εστάλη σήμερα το πρωί μέσω του LinkedIn και μου φάνηκε τόσο ενδιαφέρον και εμπνευσμένο, που δεν άντεξα να μην το αναδημοσιεύσω!

©Rushik Dharaiya Ka Pitaara

"Το Θεώρημα του παπαγάλου"

Ετοιμαζόταν να αραδιάσει στο χαρτί όλα όσα είχε σταχυολογήσει, όταν ένα απόσπασμα από το γράμμα του Γκροσρούβρ ήρθε στη μνήμη του: "Μέσα σ' αυτά τα συγγράμματα περιέχονται ιστορίες αντάξιες των καλύτερων μυθιστοριογράφων μας". Μαθηματικά αντάξια του Ζολά, του Μπαλζάκ, του Τολστόι! Ως συνήθως, ο Γκροσρούβρ το είχε παρακάνει... "Γιατί να μην ακολουθήσω τη συμβουλή του; Αλήθεια, ποια ιστορία μού διηγούνται αυτές οι σελίδες;"

Η ιστορία εκτυλίσσεται μέσα σ' ένα επίπεδο και οι πρωταγωνιστές της είναι μια ευθεία κι ένας κύκλος. Τι μπορεί να συμβεί ανάμεσα σε μια ευθεία κι έναν κύκλο; Η ευθεία ή θα τέμνει τον κύκλο ή δε θα τον τέμνει. Μπορεί όμως και να τον αγγίζει μόνο...

(Απόσπασμα από το βιβλίο)

Το βιβλίο από τις εκδόσεις "Κέδρος", σε μετάφραση του μαθηματικού και συγγραφέα Τεύκρου Μιχαηλίδη

Τι σχέση μπορεί να έχει ένας παπαγάλος με τα μαθηματικά; Πώς μπορούν να συνεργαστούν ο παπαγάλος, ένας ηλικιωμένος συνταξιούχος βιβλιοπώλης, καθηλωμένος σε αναπηρικό αμαξίδιο, ένα κωφό αγόρι και τα δίδυμα αδέρφια του, διάνοιες στα μαθηματικά, στη διαλεύκανση ενός φόνου που συνέβη χιλιάδες χιλιόμετρα μακριά τους; Ποια θεωρήματα πρέπει να χρησιμοποιήσεις για να επιλύσεις τις ανεξιχνίαστες υποθέσεις της καθημερινής ζωής; Πόση λογοτεχνία μπορεί να χωρέσει σε μια εξίσωση;

Το μυθιστόρημα του Ντενί Γκετζ "Το Θεώρημα του παπαγάλου" είναι μια λογοτεχνική περιπλάνηση στον μαγικό κόσμο της ιστορίας των μαθηματικών: ένα ταξίδι μύησης στη σκέψη του Ευκλείδη, του Θαλή, του Πυθαγόρα, του Φερμά, του Όιλερ, του Γκόλντμπαχ και άλλων κορυφαίων μαθηματικών... μια αναδρομή στα σημαντικότερα προβλήματα που αντιμετώπισε η επιστήμη τους στο πέρασμα των αιώνων.

Σελίδα από το βιβλίο

"Σ' αυτή την ατμόσφαιρα όπου η σάρκα σήπεται, όπου τα σώματα αποστραγγίζονται, όπου όλα αποσυντίθενται, σ' αυτή την ατμόσφαιρα όπου η έντονη ζωή επιταχύνει το θάνατο, αρπάχτηκα από όντα χωρίς υλική υπόσταση, από ιδέες που ούτε η αποπνικτική ζέστη ούτε η τρομακτική υγρασία μπορούν να φθείρουν. (...) Έχει δει ποτέ κανείς μαθηματικούς ορισμούς να σαπίζουν; Θεωρήματα να λιώνουν; Συλλογισμούς να μουχλιάζουν; Αξιώματα που να τα τρώνε τα σκουλήκια; (...) Τη στιγμή που η διάσωσή μου εξαρτιόταν από αυτό, συνειδητοποίησα ότι τα μαθηματικά είναι άφθαρτα."

(Απόσπασμα από το βιβλίο)

Γρίφος: Τα μαθηματικά μιας μικτής οικογένειας!

 

Ο κύριος Κώστας και η κυρία Ντίνα ζουν μαζί με τα 12 παιδιά τους. Κάποια από αυτά είναι από τον πρώτο γάμο του κυρίου Κώστα και κάποια άλλα από τον πρώτο γάμο της κυρίας Ντίνας. Ο καθένας τους έχει 9 βιολογικά παιδιά. Πόσα παιδιά απέκτησαν μαζί;

Flatland: Η Επιπεδοχώρα

 

Η "Επιπεδοχώρα", πρόδρομος των κλασικών έργων επιστημονικής φαντασίας, αλλά και καυστική κοινωνική σάτιρα της Βικτωριανής Αγγλίας, δημοσιεύτηκε στα τέλη του 19ου αιώνα από τον συγγραφέα, μαθηματικό, φιλόλογο και θεολόγο Edwin A. Abbott και κέρδισε από την πρώτη στιγμή μια δημοτικότητα που παραμένει αμείωτη μέχρι και σήμερα.

Πρόκειται για μια συναρπαστική περιπέτεια μαθηματικής φαντασίας με εικονογράφηση από τον ίδιο τον E. A. Abbott. Η ιστορία διαδραματίζεται σ' έναν δισδιάστατο κόσμο (το επίπεδο), όπου κατοικούν νοήμονα γεωμετρικά σχήματα που κινούνται, μιλούν και έχουν ανθρώπινα αισθήματα. Οι "Γυναίκες" είναι Ευθείες Γραμμές (ευθύγραμμα τμήματα), οι "Στρατιώτες" και οι "Κατώτερες Τάξεις των Εργατών" είναι Ισοσκελή Τρίγωνα, ενώ η "Μεσαία Τάξη" αποτελείται από Ισόπλευρα Τρίγωνα. Οι "Αξιότιμοι Επαγγελματίες" είναι Τετράγωνα και Πεντάγωνα και η τάξη των "Ευγενών" αποτελείται από εξάγωνα, επτάγωνα κλπ, μέχρι τα πολύγωνα με πολύ μεγάλο πλήθος πλευρών, που συμπεριλαμβάνονται στην υψηλότερη τάξη, που λέγεται "Κυκλική ή Ιερατική Τάξη". Όσο περισσότερες, δηλαδή, είναι οι πλευρές του πολυγώνου, τόσο υψηλότερη είναι η τάξη στην οποία ανήκει ο κάτοικος της Επιπεδοχώρας και εδώ είναι που εισέρχεται η καυστική κοινωνική σάτιρα που ασκεί ο E. A. Abbott!

Την τελευταία ημέρα του 1999, παραμονή της νέας χιλιετίας, ο αφηγητής, ένα ορθολογικό Τετράγωνο, θα δει την ισορροπία της επίπεδης ζωής του να ανατρέπεται όταν ένας μυστηριώδης επισκέπτης από τη Χωροχώρα (τον δικό μας κόσμο των τριών διαστάσεων) τού αποκαλύπτει τα μυστικά της Τρίτης Διάστασης.

Το βιβλίο αυτό (τίτλος πρωτοτύπου: FLATLAND, A Romance of many Dimensions) χρησιμοποιείται σε πολλά λύκεια και πανεπιστήμια των ΗΠΑ ως εκπαιδευτικό βοήθημα στο μάθημα της Γεωμετρίας. Αξίζει να το διαβάσετε κι εσείς!

Το Θεμελιώδες Θεώρημα του Απειροστικού Λογισμού

Τα ολοκληρώματα έχουν κάνει αισθητή την απουσία τους στα χρόνια του covid-19. To 2020 βγήκαν από την εξεταστέα ύλη των Πανελλαδικών, αν και πολλοί τυχεροί μαθητές είχαν προλάβει να τα διδαχθούν. Φέτος όμως βγήκαν πολύ νωρίς εκτός της διδακτέας ύλης. Λίγο πριν αρχίσουν λοιπόν οι φετινές Πανελλαδικές εξετάσεις, θέλω να αποτίσω έναν μικρό φόρο τιμής σε αυτά τα όμορφα μαθηματικά αντικείμενα και να παρουσιάσω το Θεμελιώδες Θεώρημα του Απειροστικού Λογισμού, μέσα από ένα βιβλίο που, όσο και να το μελετήσεις, ποτέ δεν είναι αρκετό!

Πηγή: Απειροστικός Λογισμός II, Σ.Κ. Ντούγιας, Leader Books, 2005

Ο τύπος ⭑ είναι γνωστός ως τύπος των Newton-Leibniz και δείχνει τη σχέση που υπάρχει μεταξύ του ορισμένου και του αόριστου ολοκληρώματος. 

Με το παρακάτω πόρισμα, που είναι άμεση συνέπεια του Θεμελιώδους Θεωρήματος του Απειροστικού Λογισμού, παίρνουμε μια μέθοδο υπολογισμού του ορισμένου ολοκληρώματος.

Πηγή: Απειροστικός Λογισμός II, Σ.Κ. Ντούγιας, Leader Books, 2005

*~∞~*~∞~*~∞~*

Αφιερωμένο στους μαθητές μου.

Εύχομαι καλή επιτυχία σε όλα τα παιδιά!!!

*~∞~*~∞~*~∞~*

"Amat victoria curam" ("Η νίκη αγαπά την προετοιμασία").

Gaius Victorius Catullus (1ος αιώνας π.Χ.)