چالشی برای کشف اینکه با عدد Pi نمی توانید

تحت این شعار بسیار دقیق، "ریاضیات ما را متحد می کند"، روز جهانی ریاضیات امروز در سراسر جهان جشن گرفته می شود، همانطور که چهلمین کنفرانس عمومی یونسکو در سال 40 اعلام کرد. در این روز خاص، 2019 مارس (14/03)، برخی از کشورها یاد Pi را گرامی می دارند. روز (توجه داشته باشید که قسمت وارد می شود و دو اعشار اول آن عدد با شکل اختصاری نشان دادن روز، با ماه شروع می شود) منطبق است، و این مطمئنا یکی از ثابت هایی است که شهروندان در ارتباط با ریاضیات می توانند آن را تشخیص دهند. تصمیم گرفت که این دقیقاً مناسب ترین تاریخ برای چنین رویدادی است.

مروج این شعار، دانشجوی کارشناسی ارشد کانادایی هندسه جبری، یولیا نسترووا، اشاره کرد که با این عبارت می‌خواهد نشان دهد که ریاضیات زبان مشترکی است که همه ما داریم و موضوعی است که با آن آشنا می‌شویم.

ریاضیات ما را به عنوان موجودات اجتماعی متحد می کند، به عنوان یک ابزار هم در فناوری و هم در آموزش، به ما کمک می کند تا بدون توجه به جغرافیا، ثروت، جنسیت، مذهب، قومیت و غیره پیوندهایی بین خود ایجاد کنیم. متأسفانه شرایط بین‌المللی کنونی برای آرمان اتحاد جهانی بشریت سخت بوده و باعث انزوای برخی کشورها شده است که بازتاب‌های ناگواری در حوزه تحقیقات علمی داشته است (به این معنا به مقاله بعدی مراجعه کنید). . فوری ترین تغییر محل کنگره بین المللی ریاضیدانان (ICM؛ بزرگترین رویداد ریاضی بین المللی) است که قرار بود در جولای آینده در سن پترزبورگ برگزار شود. صدها ریاضیدان روسی از جمله اولین کسانی بوده اند که تهاجم غیرقابل توجیه کشورشان به اوکراین را به شدت محکوم کردند و ابراز تاسف کردند که چگونه اعتبار جهانی کشورشان را به عنوان یک مرکز ریاضی پیشرو کاهش می دهد، موقعیتی که آنها همیشه در میان برجسته ترین ها بوده اند.

با وجود همه چیز، بقیه جهان متمدن و صلح آمیز سعی خواهند کرد با رویدادهای مختلف اوضاع را عادی کنند. در اسپانیا، از هفته گذشته رویدادهای مختلفی در سراسر کشور برگزار شده است تا برای آن آماده شود. در میان آنها، CEMat (کمیته ریاضیات اسپانیایی) کنفرانس ها و کارگاه هایی را پیشنهاد کرده است، برخی به صورت مجازی، برای تشویق معلمان به ارتباط با دانش آموزان، حتی اگر مراکز مطالعاتی آنها فرصتی برای سازماندهی رویدادهای رو در رو نداشته باشند. این گفتگوها ضبط شده است و هر کسی می تواند هر زمان که بخواهد آنها را مشاهده کند. بعداً برخی از موضوعات خاص که مورد بحث قرار گرفته است و پیوندهایی که از آنجا می توانید از آنها لذت ببرید نشان داده شده است. مسابقاتی با هدف دانش آموزان و مدارس نیز برگزار شده است که مراسم اهدای جوایز آن امروز در شهر دون بنیتو (باداخوز) برگزار خواهد شد. به همین ترتیب، انجمن ریاضی سلطنتی اسپانیا (RSME) و موزه ملی Thyssen-Bornemisza در جوایز پروژه‌های برنده مسابقه MaThyssen شرکت خواهند کرد که هدف آن کشف ارتباط بین هنر و ریاضیات است.

برخی از دانشگاه ها و مراکز مطالعاتی چندین سال است که این روز را جشن می گیرند، بنابراین امسال پیشنهادات زیادی وجود دارد که اکثر آنها فرمت حضوری را بازیابی می کنند. ما در اینجا فقط به نمونه محتوای کوچکی اشاره می‌کنیم که از هر دستگاهی که استفاده می‌کنیم قابل دسترسی است تا خواننده بتواند تصور کند که روز چگونه خواهد گذشت. به عنوان مثال، دانشگاه Complutense مادرید مسابقه ای با دو چالش (یکی تئوری، دیگری کاربردی تر) و یک سخنرانی در ساعت 16:30 بعد از ظهر با عنوان تحریک آمیز "و تو، چگونه بند کفش هایت را می بندی؟" ترتیب داده است؟ ? ?'، ارائه شده توسط ماریتانیا سیلورو کازانووا، از دانشگاه سویل (پیوند سخنرانی در ساعت سه بعد از ظهر در پیوند ظاهر می شود). همچنین نمایشگاه‌هایی مانند هندسه طبیعی در Bizkaia Aretoa UPV/EHU (بیلبائو) از 8 تا 18 مارس از ساعت 8:00 صبح تا 20:00 بعد از ظهر برگزار خواهد شد. . این نمایشگاه با عکس های پیلار مورنو، لوسیا مورالس، اینماکولادا گوتیرز و لئوپولدو مارتینز همراه با متن های توضیحی کوتاه گردآوری شده است.

ما پی را فراموش نمی کنیم

در یکی از صحبت‌هایی که همکارمان رافائل رامیرز اوکلس، از دانشگاه گرانادا، درباره ریاضیات شگفت‌انگیز به شما گفت (در لینک می‌توانید به سخنرانی کامل دسترسی پیدا کنید، که مانند بقیه موارد ارائه شده، جالب و توصیه می‌شود) با طرح سوال زیر: چند مربع مانند مربع سایه دار در دایره ای که می بینیم قرار می گیرد؟ البته، می‌توانیم مربع‌ها را به قسمت‌های کوچک‌تر «خرد کنیم». بدیهی است که کمتر از چهار، زیرا با قرار دادن آنها به عنوان مثال توسط ربع (هر چیزی که می بینیم در ربع اول قرار می گیرد، با فرض اینکه مبدأ دستگاه مختصات در مرکز دایره باشد)، بخشی از مربع ها در هر یک از آنها بیرون زده است.

همچنین بررسی اینکه یکی از آنها، حتی دو تا، به راحتی ثبت شده است، همانطور که در تصویر دوم می بینیم، بصری است. اکنون، در ناحیه ای که هنوز توسط دایره پوشانده نشده است، آیا یک سومی جا می شود؟ قطعات باید حتی از چهار نوار مستطیلی دوم مربع کوچکتر باشند، اما با کمی تخیل و حوصله، همانطور که شاگردان رافائل داشتند، که مطمئناً این سؤال برای آنها مانند یک پازل با کاغذ و قیچی است، می تواند همانطور که در تصویر زیر می بینیم به دست آید (به راحتی می توان دید که مثلث های سبز و صورتی مربع کامل را تشکیل می دهند).

بنابراین ما سه مربع کامل در داخل داریم. اما هنوز فضای زیادی وجود دارد، کمی، اما وجود دارد. چقدر؟ سوال بعدی است با ساخت قطعات کوچکتر، می توان تأیید کرد که می توانیم یک دهم مربع جدید را وارد کنیم و هنوز جا وجود دارد. فضایی که می‌توانیم چهار صدم مربع را در آن بنویسیم (یعنی اگر یک دهم مربع را به ده قطعه تقسیم کنیم، می‌توانیم چهار تا از آن قسمت را قرار دهیم). فضای پر کردن در حال کوچکتر شدن است، اما هنوز فضا داریم.

مطمئناً برخی از خوانندگان قبلاً متوجه شده اند و اعدادی را که به نظر می رسد در حال تشکیل عدد 3.14 هستند، در حال حاضر اولین اعشار پی را به خاطر بسپارند. حالا عدد پی چند رقم اعشار دارد؟ در واقع، تعداد بی نهایت اعشار دارد، بنابراین می‌توانیم به ساخت بیت‌های کوچک‌تر و کوچک‌تر ادامه دهیم، اما هرگز مساحت دایره را به طور کامل پر نمی‌کنیم، زیرا pi دارای بی‌نهایت اعداد اعشاری است که تکرار نمی‌شوند.

این عمل، که برای دانش‌آموزان بسیار گویا است، می‌توانست به سرعت با یک تحلیل تحلیلی حل شود (کاری که ما ریاضیدانان هنگام اثبات رسمی انجام می‌دهیم): اگر شعاع دایره r بود، کدام یک از تصویر اولیه نیز ضلع بود. هر مربع)، همانطور که در کلاس های ریاضی به ما گفته شده یا نشان داده شده است، مساحت محصور در دایره دقیقاً خواهد بود.

یعنی دقیقاً پی برابر مساحت هر مربع (r مجذور). به عبارت دیگر، مساحت مربع با بار پی در سطح دایره متناسب است. اگر این شما را شگفت زده کرده است که ما هرگز به دلیل اعشار بی نهایت دایره را پر نمی کنیم، ویدیوی رافائل را دوباره توصیه می کنم زیرا این فقط یکی از شگفتی هایی است که او به روشی بسیار سرگرم کننده توضیح می دهد. نمی‌توانم در مقابل راز دیگری برای شما مقاومت کنم: من یک گلدان معمولی از سه توپ تنیس را می‌شناسم، مانند آنچه در تصویر است. آیا قایق از طول درپوش (لبه درپوش، محیط آن) بلندتر است یا برعکس؟ راه حل شما را شگفت زده خواهد کرد، بدون شک، زیرا به هیچ وجه شهودی نیست.

ویکتور مانرو، از دانشگاه ساراگوسا، یکی از همکارانش در این بخش، امسال نیز در گفتگوهایی که در ابتدا ذکر کردم، مشارکت داشته است. این سوال که گیاه ما، اما معلم، این برای من چیست؟، مطمئناً بیش از یک بار به ذهن ما خطور کرده است.

بقیه گفتگوها که تقریباً 50 دقیقه طول می کشد و موضوعات و جنبه های مختلفی را که در آنها ریاضیات وجود دارد را پوشش می دهد به شرح زیر است:

به دنبال کارآگاه های ریاضی برای دسترسی در مکان های عمومی. لورنزو جی وایت نیتو. دانشگاه اکسترمادورا

در یک موقعیت ... گرافیکی. لوئیس مایا و آنا کابالرو. دانشگاه اکسترمادورا

مشکلی به من بده و... دنیا را تکان می دهم! خولیو مولرو گونزالس. دانشگاه آلیکانته تسلاسیون با جئوجبرا: زیبا بدون مرز. الکساندر گالاردو مدرسه رافائلا یبارا، مادرید.

توهم گرایی و ریاضیات تفریحی. الخاندرو گارسیا گونزالس. IES Az-Zait of Jaén

MathCityMap - برنامه ای برای ریاضیات خیابانی. Beatriz Blanco Otano، IES Eugenio Frutos (Guareña، Badajoz) و Claudia Lazaro del Pozo، وزارت آموزش و پرورش و آموزش حرفه ای کانتابریا.

قیچی بالا، این یک ساخت است! ماریا گارسیا مونرا. دانشگاه والنسیا

الگوهایی برای جامعه ما چگونه ریاضیات به ما کمک می کند تا جهان را مدیریت کنیم. دنیل راموس Imaginary / مرکز تحقیقات ریاضی.

در سطح بین‌المللی نیز می‌توانیم به گفتگوهای دیگر کمک کنیم. برنامه جهانی آنلاین را می توان در این لینک مشاهده کرد و با جلساتی به پنج زبان مختلف (چهار سخنرانی هر کدام پانزده دقیقه)، هر یک در بازه های زمانی مختلف نمایش داده شد: عربی (از 12 تا 13 ساعت)، پرتغالی (از 13 تا 14 ساعت)، انگلیسی (از ساعت 15:00 تا 16:00 بعد از ظهر)، فرانسوی (از ساعت 15:30 تا 16:30) و اسپانیایی (از ساعت 18:00 تا 19:00 بعد از ظهر). در هر زبانی متفاوت است، بنابراین اگر به همه آنها تسلط داشته باشید، می توانید از بیست سخنرانی مختلف لذت ببرید.

همه اینها فقط بخش کوچکی از همه چیز برنامه ریزی شده است که یک پیشنهاد گسترده و متنوع را تشکیل می دهد. بنابراین اگر می خواهید، هیچ بهانه ای برای عدم امکان جشن گرفتن این روز وجود ندارد. ما فقط باید برای همه آرزو کنیم، یک

روز ریاضی 2022 مبارک!!!

Alfonso Jesús Población Sáez استاد دانشگاه وایادولید و عضو کمیسیون انتشار انجمن سلطنتی ریاضی اسپانیا (RSME) است.

ABCdario of Mathematics بخشی است که از همکاری با کمیسیون انتشار RSME ناشی می شود.