숫자 파이로는 할 수 없다는 것을 발견하기 위한 도전

'수학은 우리를 하나로 묶는다'라는 매우 정확한 모토 아래, 40년 유네스코 제2019차 총회에서 선포된 것처럼 오늘날 세계 수학의 날을 전 세계적으로 기념하고 있습니다. 특정 날인 14월 03일(14/XNUMX), 일부 국가에서는 파이 데이(Pi Day)를 기념했습니다. 해당 부분이 들어가고 해당 숫자의 처음 두 소수는 월부터 시작하여 일을 표시하는 축약된 방식과 일치합니다.) 이는 확실히 수학과 관련하여 시민들이 더 잘 인식할 수 있는 상수 중 하나이기 때문에 다음과 같이 결정되었습니다. 이것은 그러한 사건에 가장 적합한 날짜였습니다.

이 모토의 발기인이자 캐나다의 대수 기하학 석사 학생인 Yuliya Nesterova는 이 문구를 통해 수학이 우리 모두가 가지고 있는 공통 언어이자 만나야 할 주제라는 것을 보여주고 싶었다고 말했습니다.

수학은 기술과 교육의 도구로서 사회적 존재로서 우리를 하나로 묶어줍니다. 수학은 지리, 부, 성별, 종교, 민족 등에 관계없이 서로 유대감을 형성하는 데 도움이 됩니다. 불행하게도, 현재의 국제 상황은 지구촌 통합을 향한 인류의 열망을 어렵게 만들었고, 일부 국가를 고립시켰으며, 이미 과학 연구 분야에 불행한 영향을 미치기 시작했습니다(이와 관련하여 다음 기사 참조). 가장 시급한 일은 내년 XNUMX월 상트페테르부르크에서 열릴 예정이었던 국제수학자회의(ICM; 수학 분야 최대 규모의 국제 행사)의 장소 변경이었습니다. 수백 명의 러시아 수학자들은 자국의 우크라이나 침공을 강력하게 비난한 최초의 사람들 중 하나였으며, 이것이 그들이 항상 가장 주목받는 위치에 있었던 수학 센터의 리더로서 자국의 세계적인 명성을 어떻게 평가절하할지 한탄했습니다.

모든 것에도 불구하고 문명화되고 평화로운 나머지 세계에서는 다양한 사건을 통해 상황을 정상화하려고 노력할 것입니다. 스페인에서는 이를 대비해 지난주부터 전국 각지에서 다양한 행사가 열리고 있다. 그중 CEMat(스페인 수학 위원회)는 학습 센터에서 대면 행사를 조직할 기회가 없더라도 교사가 학생들과 연결되도록 장려하기 위해 컨퍼런스와 워크숍을 제안했으며 일부는 가상으로 진행했습니다. 이 강연은 녹음되었으며 언제든지 누구나 볼 수 있습니다. 나중에 논의된 몇 가지 특정 문제와 해당 문제를 즐길 수 있는 링크가 표시됩니다. 학생과 학교를 위한 콘테스트도 요청되었으며, 시상식은 오늘 Don Benito(Badajoz) 마을에서 열릴 예정입니다. 마찬가지로, 스페인왕립수학학회(RSME)와 티센-보르네미서 국립박물관은 예술과 수학의 연관성을 탐구하려는 MaThyssen 경연대회의 우승 프로젝트에 대한 상금에 참여할 예정입니다.

일부 대학과 연구기관에서는 수년간 이날을 기념해 오고 있어 올해는 제안이 많은데, 대부분 대면 형식을 복원한 것이다. 여기서는 독자가 하루가 어떻게 진행될지에 대한 아이디어를 얻을 수 있도록 우리가 사용하는 모든 장치에서 액세스할 수 있는 작은 콘텐츠 샘플만 참조합니다. 예를 들어, 마드리드 콤플루텐세 대학교는 두 가지 과제(하나는 이론적인 문제, 다른 하나는 더 적용되는 문제)로 콘테스트를 개최하고 오후 16시 30분에 '당신은 신발끈을 어떻게 묶나요? ? ?', 세비야 대학교의 마리타니아 실베로 카사노바(Marthania Silvero Casanova) 제공(링크에는 오후 8시 강연과의 연관성이 나타납니다). 18월 8일부터 00일까지 오전 20시부터 오후 00시까지 UPV/EHU(빌바오)의 Bizkaia Aretoa에서 열리는 자연 기하학과 같은 전시회도 부족하지 않을 것입니다. . 이번 전시회는 Pilar Moreno, Lucía Morales, Inmaculada Gutiérrez 및 Leopoldo Martínez의 사진과 짧은 설명 텍스트로 구성됩니다.

우리는 Pi를 잊지 않습니다

이전에 그가 말한 강연 중 하나에서 그라나다 대학의 동료인 Rafael Ramírez Uclés는 '놀라운 수학'에 대해 이야기했습니다(링크에서 전체 강연에 액세스할 수 있습니다. 이는 제공된 나머지 강연과 마찬가지로 흥미롭고 권장됩니다), 다음 질문을 제안합니다. 우리가 보고 있는 원 안에 음영 처리된 사각형과 같은 사각형이 몇 개나 들어가나요? 물론 사각형을 더 작은 부분으로 '잘라낼' 수도 있습니다. 예를 들어 사분면으로 배치하면(좌표계의 원점이 원의 중심에 있다고 가정하면 우리가 보는 것은 첫 번째 사분면에 배치됨) 사각형은 각 사분면에서 눈에 띕니다.

두 번째 이미지에서 볼 수 있듯이 그 중 하나, 심지어 두 개가 쉽게 등록되었는지 확인하는 것도 직관적입니다. 이제 아직 원으로 덮이지 않은 영역에 세 번째가 맞을까요? 조각은 두 번째 정사각형의 XNUMX개의 직사각형 스트립보다 더 작아야 하지만 약간의 상상력과 인내심만 있으면 이 질문을 종이와 가위로 퍼즐을 맞추는 라파엘의 학생들처럼 달성할 수 있습니다. 다음 이미지에서 볼 수 있듯이 녹색과 분홍색 삼각형이 완전한 사각형을 형성한다는 것을 쉽게 알 수 있습니다.

그래서 우리는 내부에 XNUMX개의 완전한 정사각형을 가지고 있습니다. 그러나 여전히 공간은 충분하고 거의 없습니다. 얼마나 많이? 다음 질문입니다. 더 작은 조각을 만들면 새로운 정사각형의 XNUMX분의 XNUMX 부분을 포함하면서도 여전히 공간이 있다는 것을 알 수 있습니다. 정사각형의 XNUMX분의 XNUMX을 새길 수 있는 공간(즉, 정사각형의 XNUMX분의 XNUMX을 XNUMX개의 조각으로 나눈다면 그 중 XNUMX개의 부분을 배치할 수 있습니다). 채워야 할 공간은 점점 줄어들고 있지만 우리에겐 아직 공간이 남아있습니다.

분명히 일부 독자는 이미 3.14라는 숫자가 형성되는 것처럼 보이는 숫자를 암기하면서 이미 알아차렸을 것입니다. 현재로서는 파이의 소수점 첫째 자리입니다. 이제 파이의 소수점 이하 자릿수는 몇 개일까요? 실제로 소수점 이하 자릿수가 무한히 많기 때문에 계속해서 더 작은 조각을 만들 수 있지만 원의 면적을 완전히 채울 수는 없습니다. 왜냐하면 pi에는 반복되지 않는 소수 자릿수가 무한히 많기 때문입니다.

학생들에게 매우 예시적인 이 관행은 분석 분석(공식 증명을 할 때 수학자들이 수행하는 작업)을 통해 신속하게 해결될 수 있습니다. 원의 반경이 r이라면 초기 이미지 중 어느 것이 각 측면이 될까요? 정사각형), 수학 수업에서 듣거나 보여주듯이 원으로 둘러싸인 영역은 정확히 다음과 같습니다.

즉, 정확히 파이 곱하기 각 정사각형의 면적(r 제곱)입니다. 즉, 정사각형의 면적은 원의 표면 안쪽에 파이 배에 맞습니다. 무한한 소수 때문에 우리가 원 채우기를 끝내지 못할 것이라는 사실에 놀랐다면 Rafael의 비디오를 다시 추천합니다. Rafael이 매우 재미있는 방식으로 우리에게 자세히 설명하는 놀라움 중 하나이기 때문입니다. 저는 여러분에게 또 다른 미지의 사실을 남기고 싶지 않을 수 없습니다. 그것은 이미지에 있는 것과 같은 세 개의 테니스 공으로 구성된 전형적인 보트입니다. 보트가 플러그 길이(플러그 가장자리, 둘레)보다 크나요, 아니면 그 반대인가요? 이 솔루션은 전혀 직관적이지 않기 때문에 의심할 여지 없이 여러분을 놀라게 할 것입니다.

이 섹션의 동료이자 사라고사 대학교의 Víctor Manero도 올해 제가 처음에 언급한 강연에 기여했습니다. 우리 식물에 대한 질문, 그런데 선생님, 이것은 나에게 무엇입니까? 확실히 그것은 한 번 이상 우리 마음을 지나쳤습니다.

수학이 존재하는 다양한 주제와 측면을 다루는 나머지 강연은 각각 약 50분 동안 진행됩니다.

공공장소 접근성을 위해 수학탐정을 찾습니다. 로렌조 J. 블랑코 니에토. 에스트레마두라 대학.

상황에 따라… 그래픽. 루이스 마야와 아나 카바예로. 에스트레마두라 대학교

나에게 문제를 주면... 세상을 움직일게요! 훌리오 물레로 곤잘레스. Geogebra를 사용한 알리칸테 대학교 테셀레이션: 국경이 없는 아름다운 작품입니다. 알렉산더 가야르도. 마드리드 라파엘라 이바라 학교.

환상주의와 레크리에이션 수학. 알렉산더 가르시아 곤잘레스. Jaen의 IES Az-Zait

MathCityMap: 이동 중에도 수학을 할 수 있는 앱입니다. Beatriz Blanco Otano, IES Eugenio Frutos(Guareña, Badajoz) 및 Claudia Lázaro del Pozo, 칸타브리아 교육 및 직업 훈련부.

가위를 위로 올리세요, 이건 건설이에요! 마리아 가르시아 모네라. 발렌시아 대학교.

우리 사회의 모델. 수학이 우리가 세상을 시도하고 관리하는 데 어떻게 도움이 되는지. 다니엘 라모스. IMAGINARY / 수학 연구 센터.

국제적으로 우리는 다른 대화에도 '도움'을 줄 수 있습니다. 글로벌 온라인 프로그램은 이 링크에서 상담할 수 있으며 아랍어(오후 12시부터 13시까지), 포르투갈어(오후 13시부터 오후 14시까지) 등 15개 언어(각각 00분씩 16개의 강연)로 진행되는 세션으로 표시됩니다. 시간), 영어(오후 00시 ~ 오후 15시), 프랑스어(오후 30시 16분 ~ 오후 30시 18분), 스페인어(오후 00시 ~ 오후 19시). 언어마다 다르기 때문에 모두 마스터하면 00가지의 다양한 대화를 즐길 수 있습니다.

이 모든 것은 프로그래밍된 모든 것의 작은 부분일 뿐이며 광범위하고 다양한 제안을 구성합니다. 그러니 원하신다면 그 날을 축하하지 못하는 데에는 변명의 여지가 없습니다. 우리는 모두에게 소원을 빌기만 하면 됐다.

2022년 수학의 날을 축하합니다!!!

Alfonso Jesús Población Sáez는 바야돌리드 대학의 교수이자 왕립 스페인 수학회(RSME) 보급 위원회 위원입니다.

ABCdario of Mathematics는 RSME 보급 위원회와 협력하여 만든 섹션입니다.