200 занимательных логических задач

где R – ее радиус. Значит радиус окружности равен

 где l – длина окружности. Таким образом, длина окружности и ее радиус находятся в отношении прямой пропорциональности, но при этом радиус меньше длины. Увеличение длины экваториального обруча – это увеличение длины окружности. Пользуясь вышеприведенной формулой, легко установить увеличение ее радиуса, которое будет величиной зазора, образовавшегося между обручем и поверхностью земного шара. Произведя простые подсчеты, вы увидите, что при увеличении длины экваториального обруча всего на 1 м, его радиус увеличивается приблизительно на 16 см. В такой зазор может пролезть кошка. Увеличение длины обруча на 10 м (как в условии задачи) увеличивает зазор приблизительно на 1,6 м, и в него может пройти человек. Если же длина экваториального обруча увеличится на 100 м, то величина зазора будет приблизительно равна 16 м. В такой зазор вполне сможет «пролезть» пятиэтажный дом. Эта задача будет еще удивительнее и парадоксальнее, если ее сформулировать так. Земной шар стянут обручем по экватору, и точно так же «по экватору» стянут обручем апельсин. Представим, что длина каждого обруча увеличилась на 1 метр. При этом между поверхностями этих тел и их обручами образуется зазор. В каком случае этот зазор будет больше – у земного шара или апельсина? Кажется несомненным, что больше он будет у апельсина. Однако на самом деле в обоих случаях он будет одинаковым, равным примерно 16 см. Доказать это нетрудно. Пусть длина окружности земного шара равна L м, а апельсина l м. Тогда радиус Земли

а радиус апельсина

. После увеличения длины обруча на 1 м окружность обруча у Земли будет L + 1, а у апельсина l + 1, радиусы их, соответственно, будут

. Если из новых радиусов вычесть прежние,

чтобы получить величину зазора, то результат и для Земли, и для апельсина будет одним и тем же:

– для Земли,

– для апельсина.

Этот поразительный результат является следствием постоянства отношения длины окружности к ее радиусу.

151. Может показаться, что последний кусок материи будет отрезан по истечении 8 дней, ведь 16: 2 = 8. На самом же деле последний кусок отрезается по истечении семи дней. Ко второму дню кусок материи станет равным 14 метрам. К седьмому дню от него останется 4 метра, следовательно последний раз 2 метра будет отрезано как раз на седьмой день. На восьмой же день от куска материи останется всего 2 метра.

152.

153. Сначала может показаться, что колесо может вращаться как по часовой стрелке, так и против нее, ведь текущая вода реки с одинаковой силой давит на все его лопасти. Однако нижние слои воды, испытывая на себе давление верхних, движутся с меньшей скоростью, а выше лежащие слои воды перемещаются быстрее. Следовательно, они оказывают большее давление на лопасти колеса, которое, таким образом, будет вращаться по часовой стрелке.

154. На первый взгляд кажется, что Иванов должен получить 3 рубля, а Сидоров – 5 рублей. Однако 8 рублей было уплачено не за 8 поленьев (по 1 рублю за полено), а только за третью часть от 8 поленьев, так как трое соседей пользовались огнем в одинаковой мере. Следовательно, 8 поленьев были оценены в 8 x 3 = 24 рубля, и одно полено стоит 3 рубля. Стало быть, Иванов за свои 3 полена должен получить 9 рублей, но он сам воспользовался плитой на 8 рублей, значит, ему причитается всего 9–8 = 1 рубль; а Сидоров за свои 5 поленьев должен получить 15 рублей, на при вычитании из них 8 рублей за использование общей плиты, ему остается 7 рублей. Итак, из уплаченных Петровым 8 рублей Иванов должен взять себе 1 рубль, а Сидоров – 7 рублей.

155. Может показаться, что круги на воде от камня, брошенного в быструю реку, будут вытягиваться в направлении течения и иметь форму эллипсов. В действительности это не так. На поверхности реки волны будут иметь круговую форму, как и на неподвижной водной поверхности. Когда вода течет, то перемещается каждая ее точка, и происходит то, что в геометрии называется «параллельным переносом»: любая фигура перемещается на новое место, но сама нисколько не меняется (круги остаются кругами).

156. Кажется, что такого числа, кроме нуля, не существует. На самом же деле оно есть. Это произведение всех чисел. Вопрос задачи сформулирован так, что побуждает нас искать какое-то конкретное, определенное и конечное число. Но в данном вопросе нет никакого подвоха. Когда мы пытаемся найти определенное число, то сами ставим себя в некие рамки, ограничивая или суживая диапазон своего поиска, ведь числом является любая величина, в том числе и неопределенная, и бесконечно большая. Произведение всех чисел – это тоже число, только бесконечно большое. Такое число, разумеется, делится на все числа (т. е. на все свои множители) без остатка.

157. На первый взгляд такое расположение людей невозможно, ведь 24: 6 = 4, т. е. в каждом ряду может быть по 4, а не по 5 человек. Однако в условии задачи ничего не сказано о расположении искомых рядов, следовательно, оно может быть произвольным. Людей можно расположить так:

158. Если внимательно прочитать условие задачи, то можно заметить, что отец в будущем никогда не будет в шесть раз старше сына, потому что такое соотношение их возрастов могло быть только в прошлом. Однако задачу вполне можно решить, не замечая этой особенности, с помощью простого уравнения. Примем искомый срок за x. Тогда спустя этот срок отцу будет 32 + x лет, а сыну 5 + x лет. Так как отец в это время должен быть в шесть раз старше сына (по условию), то можно составить уравнение:

32 + x = 6 (7 + x)

преобразуем:

32 + x = 42 + 6x

32 – 42 = 6x – x

– 10 = 5x

x = – 10 : 5

x = – 2

Результат решения уравнения на первый взгляд получается довольно странным: отец будет старше сына в шесть раз через «минус два года». На самом же деле ничего странного нет: через «минус два года» означает не что иное, как «два года назад». И действительно, два года назад отцу было 30 лет, а сыну 5 лет, и первый был в шесть раз старше второго. Как то ни удивительно, но уравнение оказалось «внимательнее» нас, «заметив» то, чего не заметили мы.

159. С перчатками дело обстоит не так просто, как с носками, ведь они отличаются друг от друга не только цветом, но еще и тем, что половина из них – правые, а половина – левые. Чтобы с гарантией получить совпадающую пару, надо достать из шкафа 21 перчатку. Если извлечь меньшее количество, например, 20 перчаток, то может получиться, что все они будут на одну и ту же руку (10 серых левых перчаток и 10 черных тоже левых).

160. Может показаться, что нужно совершить миллионы делений тетрадной странички, чтобы она стала размером с атом. На самом же деле надо будет сделать намного меньше делений. Любое последовательное удвоение (в сторону увеличения или уменьшения) – это последовательное возведение 2 в степень: 2¹ = 2; 2² = 4; 2³ = 8; 2⁴ = 16 и т. д. (увеличение) или 2^{– 1} = 1/2 ; 2^{– 2} = 1/4 ; 2^{– 3} = 1/8; 2^{– 4} = 1/16 и т. д. (уменьшение). Даже устно можно вычислить, что 2¹⁰ 1000 и 2^{– 10} 1/1000 или, что то же самое, 2¹⁰ 10³ и 2^{– 10} 10^{– 3}. Если 10^{– 24} (примерный вес атома) в восемь раз меньше, чем 10^{– 3} и, как мы уже выяснили, 10^{– 3} 2^{– 10}, то 10^{– 24} 2^{– 80}. Последовательное же возведение 2 в отрицательную степень – это не что иное, как последовательное деление пополам (см. выше). Значит, потребуется примерно всего 80 последовательных делений тетрадной странички пополам для того, чтобы она превратилась в частицу атомных размеров.

161. Не подумав, можно сразу ответить, что игрушечный кирпичик весит 2 кг, т. е. вдвое меньше. Однако он не только вдвое короче, чем настоящий кирпич, но и вдвое уже, а также вдвое ниже. Следовательно, его объем и вес меньше в 2 x 2 x 2 = 8 раз. Значит, игрушечный кирпичик весит 4 кг: 8 = 0,5 кг.

162. На первый взгляд может показаться, что определить высоту башни по ее фотоснимку невозможно. Однако это не так. Если фотография верно передает пропорции изображенных на ней объектов, то высота башни на фотографии во столько же раз больше ее основания, во сколько раз ее реальная высота больше ее реального основания. Значит, необходимо измерить длину основания и высоту башни на фотографии, а также – длину реального основания. Последнее измерение можно сделать с помощью рулетки если башня прямоугольная; если же она круглая, то длину окружности ее основания можно измерить с помощью шнура или той же рулетки, а потом найти диаметр основания, разделив длину окружности на число «пи». Зная все эти величины легко вычислить действительную высоту башни. Допустим, высота и длина основания башни – это, соответственно a и b, а реальные высота и длина основания – это x и y. В этом случае имеем:

163. Поначалу кажется, что это число 1111. И действительно, какое же еще большее число можно изобразить с помощью четырех единиц, не употребляя при этом никаких знаков действий? Однако число, большее 1111 во много раз – это 11¹¹.

164. Это утверждение верно. Трехногий стол всегда будет касаться поверхности, на которой он стоит, концами трех своих ножек, потому что (вспомните геометрию) через каждые три точки пространства проходит только одна плоскость (как и через две точки проходит только одна прямая). Именно поэтому стол с тремя ножками никогда не качается. Четвертая ножка не сделала бы его устойчивее и даже наоборот: пришлось бы всякий раз заботиться о том, чтобы стол с четырьмя ножками не качался, подкладывая под них различные выравнивающие предметы. По этой же причине для устойчивости землемерных и фотографических приборов используют треноги. Как видим, данная задача не физическая (как может показаться), а геометрическая.