Výzva k odhalení, že s číslem pí nemůžete

Pod tímto velmi přesným heslem „Matematika nás spojuje“ se dnes po celém světě slaví Mezinárodní den matematiky, jak to vyhlásila 40. Generální konference UNESCO v roce 2019. Tento konkrétní den, 14. března ( 03. března), si některé země připomněly pí. Den (všimněte si, že část vstupuje a první dvě desetinná místa tohoto čísla se shodují se zkráceným způsobem označování dne, počínaje měsícem), a protože je to jistě jedna z konstant, které občané lépe poznají ve spojení s matematikou, bylo to rozhodli, že toto je přesně ten nejvhodnější termín pro takovou událost.

Propagátorka tohoto hesla, kanadská studentka magisterského studia algebraické geometrie Yuliya Nesterova, naznačila, že touto frází chtěla ukázat, že matematika je společný jazyk, který máme všichni, a předmět, se kterým se můžeme setkat.

Matematika nás spojuje jako sociální tvory, jako nástroj v technice i ve vzdělávání, pomáhá nám vytvářet vazby mezi námi, bez ohledu na geografii, bohatství, pohlaví, náboženství, etnickou příslušnost atd. Bohužel, současná mezinárodní situace byla těžkostí pro aspiraci na globální unii lidstva a způsobila izolaci některých zemí, která již začala mít neblahé důsledky v oblasti vědeckého výzkumu (viz v tomto smyslu další článek) . Nejokamžitější byla změna místa konání Mezinárodního kongresu matematiků (ICM; největší mezinárodní matematická událost), který se měl konat v červenci příštího roku v Petrohradě. Několik stovek ruských matematiků bylo mezi prvními, kteří důrazně odsoudili neospravedlnitelnou invazi své země na Ukrajinu a naříkali nad tím, jak to znehodnotí celosvětovou reputaci jejich země jako předního matematického centra, což je pozice, kterou vždy zastávali mezi nejvíce uváděnými.

Navzdory všemu se zbytek civilizovaného a mírumilovného světa pokusí situaci normalizovat různými událostmi. Ve Španělsku se od minulého týdne po celé zemi konají různé akce, které se na to připravují. Mezi nimi CEMat (Španělský matematický výbor) navrhl konference a workshopy, některé virtuálně, s cílem povzbudit učitele, aby se spojili se studenty, i když jejich studijní centra neměla příležitost organizovat osobní akce. Tyto rozhovory byly zaznamenány a kdokoli si je může kdykoli prohlédnout. Později jsou uvedeny některé konkrétní problémy, které byly probrány, a odkazy, kde si je můžete vychutnat. Byly také vyhlášeny soutěže zaměřené na studenty a školy, jejichž slavnostní vyhlášení proběhne dnes ve městě Don Benito (Badajoz). Stejně tak Královská španělská matematická společnost (RSME) a ​​Národní muzeum Thyssen-Bornemisza se budou podílet na cenách pro vítězné projekty soutěže MaThyssen, jejímž záměrem je prozkoumat propojení umění a matematiky.

Některé univerzity a studijní centra tento den slaví již několik let, takže letos existuje mnoho návrhů, z nichž většina obnovuje formu prezenční. Odkazujeme zde pouze na malou ukázku obsahu přístupnou z jakéhokoli zařízení, které používáme, aby si čtenář mohl udělat představu o tom, jak bude den probíhat. Například Univerzita Complutense v Madridu uspořádala v 16:30 soutěž se dvěma výzvami (jedna teoretická, druhá více aplikovaná) a přednáškou s provokativním názvem „A ty, jak si zavazuješ tkaničky? ? ?“, kterou poskytla Marithania Silvero Casanova z univerzity v Seville (odkaz na přednášku ve tři odpoledne se objeví v odkazu). Od 8. do 18. března od 8:00 do 20:00 budou v Bizkaia Aretoa UPV/EHU (Bilbao) také výstavy, jako je Natural Geometrie. . Výstavu tvoří fotografie Pilar Moreno, Lucía Morales, Inmaculada Gutiérrez a Leopoldo Martínez, doplněné krátkými vysvětlujícími texty.

Nezapomínáme na Pí

V jednom z přednášek, které vám náš kolega Rafael Ramírez Uclés z univerzity v Granadě řekl o ‚Překvapivé matematice‘ (v odkazu máte přístup k celé přednášce, která je, stejně jako ostatní řečené, zajímavá a doporučená) , který navrhuje následující otázku: Kolik čtverců, jako je ten stínovaný, se vejde do kruhu, který vidíme? Čtverečky samozřejmě můžeme 'rozsekat' na menší části. Je zřejmé, že méně než čtyři, protože jejich umístěním například po kvadrantech (ten, který vidíme, je umístěn v prvním kvadrantu, za předpokladu, že počátek souřadného systému je ve středu kruhu), část čtverců v každém by vyčníval.kvadrant.

Intuitivní je také ověření, že jeden z nich, dokonce dva, lze snadno zaregistrovat, jak vidíme na druhém obrázku. Nyní, v oblasti, která ještě není pokryta kruhem, by se vešel třetí? Dílky budou muset být ještě menší než čtyři obdélníkové proužky druhého ze čtverců, ale s trochou fantazie a trpělivosti, jako měli Rafaelovi studenti, pro které by tato otázka byla jistě jako puzzle s papírem a nůžkami, to může být dosaženo, jak vidíme na následujícím obrázku (je snadné vidět, že zelený a růžový trojúhelník tvoří úplný čtverec).

Uvnitř máme tedy tři kompletní čtverce. Ale místa je ještě dost, málo, ale je. Jak moc? je další otázka. Děláním menších dílků se dá ověřit, že můžeme zařadit desetinu nového čtverce a ještě je místo. Prostor, do kterého můžeme vepsat čtyři setiny čtverce (to znamená, že kdybychom další desetinu čtverce rozdělili na deset kusů, mohli bychom umístit čtyři z těchto částí). Prostor k vyplnění se zmenšuje, ale stále máme místo.

Jistě si to už nějaký čtenář všiml, když si zapamatoval čísla, která jako by tvořila číslo 3.14, pro tuto chvíli první desetinná místa pí. Kolik desetinných míst má pí? Ve skutečnosti má nekonečně mnoho desetinných míst, takže můžeme stále vytvářet menší a menší bity, ale nikdy bychom zcela nevyplnili oblast kruhu, protože pí má nekonečně mnoho neopakujících se desetinných míst.

Tato praxe, velmi názorná pro studenty, mohla být rychle vyřešena analytickou analýzou (co my matematici děláme, když děláme formální důkaz): pokud by poloměr kruhu byl r, která z původního obrázku by byla také stranou každý čtverec ), jak nám bylo řečeno nebo ukázáno v hodinách matematiky, plocha ohraničená kruhem by byla přesně

to znamená přesně pí krát plocha každého čtverce (r na druhou). Jinými slovy, plocha čtverce zapadá do pí krát do povrchu kruhu. Pokud vás to překvapilo, že kvůli nekonečným desetinným čárkám nikdy nedokončíme vyplňování kruhu, doporučuji Rafaelovo video znovu, protože je to jen jedno z překvapení, které popisuje velmi zábavnou formou. Nemohu odolat, že vás nechám s další záhadou: Znám typický hrnec se třemi tenisovými míčky, jako je ten na obrázku. Je loď vyšší než je délka zátky (okraj zátky, její obvod), nebo naopak? Řešení vás bezesporu překvapí, protože není vůbec intuitivní.

Víctor Manero z University of Zaragoza, kolega v této sekci, také letos přispěl k rozhovorům, které jsem zmínil na začátku. Otázka, že naše rostlina, Ale pane učiteli, k čemu mi to je?, nás jistě napadla nejednou.

Zbytek přednášek, přibližně 50 minut dlouhý, pokrývající různá témata a aspekty, ve kterých je matematika přítomna, je následující:

Hledáme matematické detektivy pro přístupnost na veřejných místech. Lorenzo J. White Nieto. University of Extremadura.

V... grafické situaci. Luis Maya a Ana Caballero. University of Extremadura

Dejte mi problém a... pohnu světem! Julio Mulero Gonzalez. University of Alicante Tessellations with Geogebra: krásné bez hranic. Alexander Gallardo. Škola Rafaela Ybarra, Madrid.

Iluzionismus a rekreační matematika. Alejandro Garcia Gonzalez. IES Az-Zait z Jaénu

MathCityMap - aplikace pro pouliční matematiku. Beatriz Blanco Otano, IES Eugenio Frutos (Guareña, Badajoz) a Claudia Lázaro del Pozo, ministerstvo školství a odborné přípravy v Kantábrii.

Nůžky vzhůru, to je stavba! Maria Garcia Monera. Univerzita ve Valencii.

Modely pro naši společnost. Jak nám matematika pomáhá zkoušet a řídit svět. Daniel Ramos. IMAGINARY / Matematické výzkumné centrum.

Na mezinárodní úrovni můžeme také „pomoci“ dalším rozhovorům. Globální online program lze konzultovat na tomto odkazu a zobrazit ho s lekcemi v pěti různých jazycích (čtyři hovory po patnácti minutách), z nichž každý v různých časových úsecích: arabština (od 12 do 13 hodin), portugalština (od 13 do 14 hodin), angličtina (od 15:00 do 16:00), francouzština (od 15:30 do 16:30) a španělština (od 18:00 do 19:00). V každém jazyce je to jiné, takže pokud je ovládáte všechny, můžete si užít dvacet různých přednášek.

To vše je jen malá část všeho naprogramovaného, ​​tvořící širokou a rozmanitou nabídku. Takže pokud chcete, neexistují žádné výmluvy, proč nemůžete den oslavit. Nezbylo nám než všem popřát, a

Šťastný matematický den 2022!!!

Alfonso Jesús Población Sáez je profesorem na univerzitě ve Valladolidu a členem komise pro šíření informací Královské španělské matematické společnosti (RSME).

ABCdario of Mathematics je sekce, která vznikla ze spolupráce s RSME Dissemination Commission.