Файл: Задачи для детей от 5 до 15 лет (книга).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.03.2025

Просмотров: 125

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

68.Зная, что 72 ≈ 50, найти приближенно log10 7.

69.Зная log10 64 и log10 7, найти log10 9, log10 3, log10 27, log10 6, log10 12.

70. Зная ln(1 +x) ≈ x (ln – это loge), найти log10 e и ln 10 из соотношения1

log10 a = lnln10a

и из ранее вычисленных log10 a (например, для a =128/125, 1024/1000 и т. п.).

[Решения задач 65–69 доставляют за полчаса вычисленную таблицу четырехзначных логарифмов любых чисел, используя произведение найденных уже чисел как опорные пункты и формулу

ln(1 +x) ≈ x − x2 + x3 − x4 +...

2 3 4

для поправок.] hНьютон составил так таблицу 40-значных логарифмов!i

71. Составим последовательность степеней двойки: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, ... У первых двенадцати чисел десятичная запись начинается с 1 у четырех, а с 7 ни у одного.

Доказать, что в пределе n → ∞ первая цифра чисел 2m, 0 6m 6n, будет в среднем встречаться с определенной часто-

той:

p1

≈ 30%, p2 ≈ 18%, ..., p9

≈ 4%.

72. Проверить, как ведут себя первые цифры степеней тройки, 1, 3, 9, 2, 8, 2, 7, ... Доказать, что и здесь в пределе получаются определенные частоты, причем такие же, как для степеней двойки. Найти точную формулу для p1, ..., p9.

У к а з а н и е: Первая цифра числа x определяется дробной долей числа log10 x, поэтому нужно рассмотреть последовательность дробных долей чисел mα, где α =log10 2.

Доказать, что эти дробные доли распределены на отрезке от 0 до 1 равномерно: среди дробных долей чисел mα,

1Число Эйлера

e =2,71828... определяется как

предел

последовательности

1

n

→∞

1

1

1

n

1!

2! ln(1 +x)

1

+

при n

и равно также сумме ряда 1 +

+

+

+

... Его можно

3!

также определить приведенной формулой для ln(1 +x): lim

=1.

x

x→0

15


0 6m < n, в подинтервал A попадет из этих n дробных долей количество kn (A) такое, что при n → ∞, lim(kn (A)/n) = (длина подинтервала A).

73. Пусть g : M → M –гладкое отображение ограниченной области M на себя, которое взаимно однозначно и сохраняет площади (объемы в многомерном случае) областей.

Доказать, что в любой окрестности U любой точки из M и для любого N найдется точка x такая, что gT x тоже лежит в U при некотором целом T > N («теорема возвращения»).

74. Пусть

M – поверхность тора (с координатами α

(mod 2π), β

(mod 2π), g (α, β) = (α +1, β +√

2) (mod 2π).

Доказать, что последовательность точек {gT (x)}, T =1, 2, ..., всюду плотно заполняет тор.

75. В обозначениях задачи 74 пусть

g (α, β) = (2α +β, α +β) (mod 2π).

Доказать, что имеется всюду плотное на торе подмножество периодических точек x (таких, что gT (x) x =x для некоторого целого T > 0).

76.В обозначениях задачи 74 доказать, что для почти всех точек x тора последовательность точек {gT (x)}, T =1, 2, ..., всюду плотно заполняет тор (точки x без этого свойства образуют множество меры нуль).

77.В задачах 74 и 76 доказать, что последовательность

{gT (x)}, T =1, 2, ..., распределяется на торе равномерно: если в область A из n точек с T =1, 2, ..., n попало kn (A), то

lim

kn (A)

=

mes A

n

n→∞

mes M

(например, для измеримой по Жордану области A меры mes A).

П р и м е ч а н и е к з а д а ч е 13. Я пытался пояснить этой задачей разницу между подходами к делу математиков и физиков в заказанной мне журналом «Успехи физических наук» статье к 2000 юбилею Рождества. Мой успех оказался далеко превосходящим задуманный мною план: редакторы, в отличие от дошкольников, на опыте с которыми я основывал свои планы, решить задачу не смогли, поэтому изменили условие, чтобы подогнать его под указанный мной ответ 4 мм, так: вместо «от первой страницы первого тома до последней второго» набрали «от последней страницы первого тома до первой страницы второго».

Эта правдивая история настолько неправдоподобна, что я помещаю ее здесь: доказательством является опубликованный журналом редакторский вариант.