Tweety na temat @MinorMatematyka

Pomoce dla klasy

Szukaj na tym blogu lub wpisz post nr 1-535

Spirala Ulama

Spirala Ulama a rozkład liczb pierwszych



 
Polski matematyk Stanisław Ulam podczas słuchania nudnej prezentacji na konferencji w 1963 roku zanotował serię numerów w spirali. Ulam zaczął machinalnie wstawiać liczby na skrzyżowaniach linii spiralnego kwadratu, a potem zakreślać liczby pierwsze. Ku swemu zdumieniu, ujrzał przed sobą spiralę liczb pierwszych “Na kwadratowej tablicy zaczynając od 1 w środku spiralnie wypisuje się kolejne liczby naturalne. Na niektórych przekątnych liczby pierwsze częściej grupują się niż na innych. Fakt ten nie został do tej pory wyjaśniony. Zjawisko występuje także, jeśli rozpoczyna się od innych wartości niż 1” Uświadomił sobie, że to świetny sposób na wizualizację niespodziewanych wzorców w rozkładzie liczb pierwszych.



Jeśli liczby naturalne zapiszemy na tablicy 10 x 26 i wyznaczymy wszystkie liczby pierwsze to otrzymamy taką własność liczb pierwszych, że najczęściej liczbą pierwszą jest liczba naturalna, której cyfrą jedności jest {1, 3, 7, 9}, tylko jeden raz występuje liczba (cyfra) 2 i 5.
Zapisując liczby spiralnie względem dowolnej liczby pierwszej liczby te trafiają na nieparzyste miejsca co zwiększa szansę, że liczba ta jest pierwsza i w taki oto sposób na niektórych przekątnych liczby te grupują się częściej niż na innych.

Post nr 66

Jaka to liczba?

Jaka to liczba, że pomniejszona o ...?


 Znaleźć najmniejszą liczbę naturalną spełniającą warunki:
- pomniejszona o 2013 jest podzielna przez 2013
- pomniejszona o 2014 jest podzielna przez 2014
- pomniejszona o 2015 jest podzielna przez 2015
- pomniejszona o 2016 jest podzielna przez 2016
a następnie wykazać, że liczba ta jest podzielna przez {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16}.
Ile dzielników naturalnych ma dana liczba?
Wykazać, że liczba dzielników naturalnych tej liczby jest podzielna odpowiednio przez naturalne potęgi liczby 2 mniejsze lub równe
210

tj. {20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 210}.
x- najmniejsza szukana liczba naturalna spełniająca warunek:
[(x-2013):2013][(x-2014):2014][(x-2015):2015][(x-2016):2016]
Otrzymujemy
(x-2013)(x-2014)(x-2015)(x-2016)
2013 = 3 · 11 · 61
2014 = 2 · 19 · 53
2015 = 5 · 13 · 31
2016 = 2 · 2 · 2 · 2 · 2 · 3 · 3 · 7
Szukana liczba to:  2013 · 2014 · 2015 · 2016 = 16.469.060.287.680
Sprawdzenie:
16.469.060.287.680 – 2013 =  16.469.060.285.667
16.469.060.285.667 : 2013 =          8.181.351.359

16.469.060.287.680 – 2014 =  16.469.060.285.666
16.469.060.285.666 : 2014 =          8.177.289.119

16.469.060.287.680 – 2015 =  16.469.060.285.665
16.469.060.285.665 : 2015 =          8.173.230.911

16.469.060.287.680 – 2016 =  16.469.060.285.664
16.469.060.285.664 : 2016 =          8.169.176.729

Liczbę 16.469.060.287.680 = 2013 · 2014 · 2015 · 2016 w rozkładzie na czynniki pierwsze zapiszemy jako:
16.469.060.287.680 = 2 · 2 · 2 · 2 · 2 · 2· 3 · 3 · 3 · 5 · 7· 11 · 13 · 19 · 31 · 53 · 61,
16.469.060.287.680 = 26 ·33 · 51 · 71· 111 · 131 · 191 · 311 · 531 · 611


Wykazać, że liczba jest podzielna odpowiednio przez:
{2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16}
Zatem liczba jest podzielna przez te wszystkie podane liczby wtedy i tylko wtedy gdy te liczby są jej dzielnikami, możemy z podanych czynników zapisać jej wskazane dzielniki:
16.469.060.287.680 = 2 · 2 · 2 · 2 · 2 · 2· 3 · 3 · 3 · 5 · 7· 11 · 13 · 19 · 31 · 53 · 61,
2 = 2
3 = 3
4 = 2 · 2
5 = 5
6 = 2 · 3
7 = 7
8 = 2 · 2 · 2
9 = 3 · 3
10 = 2 · 5
11 = 11
12 = 2 · 2 · 3
13 = 13
14 = 2 · 7
15 = 3 · 5
16 = 2 · 2 · 2 · 2
Ile dzielników ma dana liczba?
16.469.060.287.680 = 26 ·33 · 51 · 71· 111 · 131 · 191 · 311 · 531 · 611
Ile = (6+1)(3+1)(1+1)(1+1)(1+1)(1+1)(1+1)(1+1)(1+1)(1+1)
Ile = 7 · 4  · 2  · 2  · 2  · 2  · 2  · 2  · 2 · 2
Ile = 71 ·22  · 2  · 2  · 2  · 2  · 2  · 2  · 2 · 2
Ile = 71 ·210 

Wykazać, że liczba jej dzielników naturalnych jest podzielna odpowiednio przez naturalne potęgi liczby 2 mniejsze lub równe 210.
Jeśli liczba 71 ·210  jest podzielna przez 210  to jest podzielnia również przez wszystkie naturalne potęgi liczby 2 mniejsze lub równe 210. Zatem liczba dzielników naturalnych tej liczby jest podzielna odpowiednio przez {20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 210}.
 

Odpowiedź: Najmniejsza liczba naturalna spełniająca powyższe warunki to 16.469.060.287.680

Post nr 65

Księżyce Hipokratesa

Księżyce Hipokratesa


 

Księżyce Hipokratesa zbudowane na:

1. Trójkącie prostokątnym - suma pól księżyców Hipokratesa jest równa polu tego trójkąta prostokątnego

2. Trójkącie równobocznym - suma pól księżyców Hipokratesa jest mniejsza od pola tego trójkąta

3. Sześciokącie foremnym -  suma pól księżyców Hipokratesa jest mniejsza od pola tego sześciokąta

4. Kwadrat - suma pól księżyców Hipokratesa jest równa polu tego kwadratu

5. Prostokąt - suma pól księżyców Hipokratesa jest równa polu tego prostokąta

6. Deltoid - suma pól księżyców Hipokratesa jest równa polu tego deltoidu.

Post nr 64

Reguła Titiusa - Bodego

Reguła Titiusa - Bodego


Liczby
0, 3, 6, 12, 24, 48, 96, 192, 384, ..., an, ...
tworzą pewien nie skończony ciąg liczbowy (an). Do każdego wyrazu tego ciągu dodajmy 4. Otrzymaliśmy ciąg liczbowy (bn), którego wyrazami są:
4, 7, 10, 16, 28, 52, 100, 196, 388, ..., bn, ...
Wyraz ogólny ciągu możemy zapisać bn=an+4. Każdy wyraz ciągu (bn) podzielmy przez 10. Otrzymaliśmy ciąg (cn) o wyrazach:
0,4; 0,7; 1,0; 1,6; 2,8; 5,2; 10,0; 19,6; 38,8 ..., cn, ...
Wyraz ogólny ciągu  cn=bn/10.
Wyrazy ciągu  (cn) opisują przybliżoną odległość planet od Słońca, wyrażoną w jednostkach astronomicznych. Tę teoretyczną regułę odkryli w XVIII w dwaj uczeni J.D.Titius (1766 r.), J.E. Bode (1772 r.).

Reguła Titiusa-Bodego to reguła empiryczna, która głosi, że średnie odległości od Słońca (d) kolejnych planet w układzie Słonecznym (w jednostkach astronomicznych) da się wyznaczyć z ogólnego wzoru:
d = 0,4 + 0,3 n
gdzie: n = {0, 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128} (kolejne potęgi dwójki wraz z zerem)
Reguła jest prawie dokładnie spełniona dla wszystkich planet Układu Słonecznego (od Merkurego do Uranu, najgorzej dla Plutona) wraz z pasem planetoid między Marsem a Jowiszem. 

Post nr 63




Kod PIN

Typowy Kod PIN

Źródło: PIN number analysis

Typowy PIN składa się z czterech cyfr (zakres 0000-9999). Przyjęte jest, że trzecia błędna próba wprowadzenia PIN-u przy uwierzytelnianiu powoduje zablokowanie nośnika umożliwiającego wykonanie danych operacji (Tabela przedstawia dane 3,4 miliona rekordów).

Typowe, najczęściej występujące 20 kodów PIN, które używa 26% populacji.


Najczęściej
#1
1234
10,7130%
#2
1111
6,0160%
#3
0000
1,8810%
#4
1212
1,1970%
#5
7777
0,7450%
#6
1004
0,6160%
#7
2000
0,6130%
#8
4444
0,5260%
#9
2222
0,5160%
#10
6969
0,5120%
#11
9999
0,4510%
#12
3333
0,4190%
#13
5555
0,3950%
#14
6666
0,3910%
#15
1122
0,3660%
#16
1313
0,3040%
#17
8888
0,3030%
#18
4321
0,2930%
#19
2001
0,2900%
#20
1010
0,2850%
Razem
26,832%

Najmniej występujące 20 kodów PIN, które używa 0,02% populacji.


Najmniej
#9981
9047
0,001161%
#9982
8438
0,001161%
#9983
0439
0,001161%
#9984
9539
0,001161%
#9985
8196
0,001131%
#9986
7063
0,001131%
#9987
6093
0,001131%
#9988
6827
0,001101%
#9989
7394
0,001101%
#9990
0859
0,001072%
#9991
8957
0,001042%
#9992
9480
0,001042%
#9993
6793
0,001012%
#9994
8398
0,000982%
#9995
0738
0,000982%
#9996
7637
0,000953%
#9997
6835
0,000953%
#9998
9629
0,000953%
#9999
8093
0,000893%
#10000
8068
0,000744%
Razem
0,020867%





Ilość kodów PIN możemy obliczyć z zasady mnożenia (wariacje 4-elementowe ze zbioru 10-elementowego).

Mamy do dyspozycji 10 cyfr {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}.

Jeśli cyfry w kodzie mogą się powtarzać to mamy:
4 cyfrowy kod PIN, to _  _ _ _ 
Zatem za pomocą 10 cyfr możemy utworzyć 10*10*10*10 = 10.000 kodów PIN o powtarzających się cyfrach.


Jeśli cyfry w kodzie nie mogą się powtarzać to mamy:
4 cyfrowy kod PIN, to _  _ _ _ 
Zatem za pomocą 10 cyfr możemy utworzyć 10*9*8*7=5.040 kodów PIN o niepowtarzających się cyfrach.



Jeśli założymy, że bank nie uwzględnia kodu PIN tych samych czterech cyfr tj. 0000, 1111, 2222, ..., 9999, to ile możliwych kodów jest do dyspozycji banku? 
10.000-10=9.990 

Post nr 62

WESPRZYJ BLOGA ZRZUTKĄ


Czytelniku, komentując nie każdy będzie mógł tu pisać co chce. 
Korzystanie z bloga oznacza akceptację Regulaminu.
Regulamin bloga
1. Myśl zanim coś napiszesz – zanim zechcesz skrytykować podane sposoby rozwiązania zadań zastanów się jak możesz z tego skorzystać. Niemniej niektóre wskazówki po Twojej modyfikacji mogą dobrze Ci służyć. Myśl samodzielnie.
2. Wskazówki mogą pomóc Ci zrozumieć matematykę.
3. Kopiując posty z bloga skorzystaj z przycisków udostępniania.
4. Wszystkie komentarze na blogu są moderowane przez autora bloga.
5. Korzystanie z bloga w całości jest nieodpłatne.