Processing math: 100%
Перейти до основного вмісту

Цікаві властивості об'ємів тіл обертання

 У шкільному курсі геометрії вивчають властивості тіл обертання: циліндра, конуса та кулі. Але такі фігури можуть приховувати таємниці, у які складно повірити. Про таку властивість тіл обертання розкажемо у дописі. Візьмемо правильний циліндр (висота якого дорівнює діаметру) і впишемо у нього конус і кулю. Радіус циліндра дорівнює r , а висота 2 r . Тоді об'єм вписаного конуса, радіус основи якого r , а висота 2 r , дорівнює V_{con}=\frac{2}{3}\pi r^3 Об'єм кулі радіуса r V_{k}=\frac{4}{3}\pi r^3 Якщо додамо ці формули,  то отримаємо об'єм циліндра V_{cyl}=2\pi r^3 Здається дивовижним, проте математично доведеним факт, що об'єм, який залишається незайнятим у циліндрі після вписання конуса, дорівнює об'єму кулі. І навпаки, незайнятий об'єм циліндра після вписання кулі дорівнює об'єму конуса.

Марина В'язовська


Українка Марина В'язовська - друга жінка, що отримала престижну премію Філдса за розв'язання задачі, над якою роздумували ще Кеплер і Ньютон. Вручення відбулося 5 липня 2022 року. 
Марина В’язовська народилася в Києві в 1984 році, навчалась на механіко-математичному факультеті Київського національного університету імені Шевченка, у 2007 році отримала ступінь магістра у німецькому Кайзерслаутерні, а в 2013 року - ступінь доктора природничих наук у Боннському університеті. З 2017 року працює в Федеральній політехнічній школі Лозанни, у 2018 році отримала посаду професора, очолює кафедру теорії чисел.

Задача про пакування куль

Отримано розв'язок задачі про пакування куль у восьмивимірному просторі, відомої ще з 16 століття. Початково вона була пов'язана з військовою необхідністю придумати найбільш ефективний спосіб укладання гарматних ядер на кораблях британського військового флоту.

У подальшому задача потрапила до списку з 23 невирішених математичних задач. Про її розв'язання дискутували такі відомі науковці, як Йоган Кеплер та Ісаак Ньютон.

Типова задача пакування куль у тривимірному просторі полягає в тому, щоб знайти розташування, за якого вони заповнюють якомога більший простір. Частка простору, заповненого кулями, називається щільністю пакування. Оскільки локальна щільність пакування в нескінченному просторі може змінюватися залежно від об’єму, у якому вона вимірюється, проблема зазвичай полягає в тому, щоб максимізувати середню або асимптотичну щільність, виміряну у достатньо великому об’ємі.

Для куль однакового діаметру у трьох вимірах найщільніше пакування займає приблизно 74% об’єму. Випадкове пакування однакових куль зазвичай має щільність близько 63,5%.

Коментарі

Популярні дописи з цього блогу

Цікаві задачі

  Задача 6.  Півкруги рівні між собою. Знайдіть їх діаметр.

Значення тригонометричних функцій

Усім відомі таблиці значень тригонометричних функцій кутів від 0° до 90°. Їх нескладно запам'ятати. Однак можна використати і прості формули значень синуса та косинуса цих кутів. Використовувати формули можна за допомогою пальців руки.  Розташуємо руку так, щоб мізинець співпадав з напрямком осі Ох, а великий палець - з напрямком осі Оу.  Обчислення значень синусів і косинусів кутів 0°, 30°, 45°, 60° та 90° проводять за тією ж формулою: sin{ \alpha} (cos{\alpha}) =\frac{\sqrt{N}}{4}, де N - номери пальців. Для синуса нумерація починається з 0 - мізинець (0°), 1 - підмізинний палець (30°),  2 - середній палець (45°),  3 - вказівний палець (60°), 4 - великий палець (90°).  Для косинуса - навпаки: 0 - великий палець (90°), 1 - вказівний палець (60°), 2 - середній палець (45°), 3 - підмізинний палець (30°), 4 - мізинець (0°). Знаючи формули, можна легко записати таблицю значень тригонометричних функцій або обчислити їх значення для кутів  0°, 30°, 45°, 60°...

Стефан Банах

  Видатний математик, представнк Львівської математичної школи, Стефан Банах зробив значний внесок у розвиток нового розділу математики - функціонального аналізу. Народився Стефан 30 березня 1892 року у Кракові. Навчався у народній школі, а потім у гімназії. Під час навчання виявляє зацікавленість математикою та приодничими науками. Після завершення навчання у 2010 році переїжджає у Львів для продовження навчання. Після переїзду вступає до Львівської політехніки на факультет будови машин, а пізніше переводиться на інженерний факультет. Проте Стефану не вдається закінчити повний курс навчання. Значний вплив на подальше життя Стефана Банаха відіграла його випадкова зустріч у 1916 році з відомим математиком того часу Гуго Штайнгаузом у Кракові, який розгледів у молодому вченому видатну особистість та розпочав співпрацю з ним. У 1920 році Стефан Банах за рекомендацією Штайнгауза був прийнятий на роботу асистентом кафедри математики Львівського університету. У 1920 році він написав докт...