Живая математика. Математические рассказы и головоломки

114. Требование задачи легко удовлетворить, если расставить людей в форме шестиугольника, как показано на рис. 141.

115. На рис. 142 указаны следы сабельных ударов, а на рис. 143 видно, как надо расположить образовавшиеся 4 куска, чтобы составить второй, более характерный символ фашистской диктатуры: квадрат концентрационного лагеря.

Рис. 142

Рис. 143

Рис. 144

Рис. 145

Рис. 146

116. Читатели, слыхавшие о неразрешимости задачи квадратуры круга, сочтут, вероятно, и предлагаемую задачу неразрешимой строго геометрически. Раз нельзя превратить в равновеликий квадрат полный круг, то, думают многие, нельзя превратить в прямоугольную фигуру и луночку, составленную двумя дугами окружности. Между тем задача, безусловно, может быть решена геометрическим построением, если воспользоваться одним любопытным следствием общеизвестной Пифагоровой теоремы.

Следствие, которое я имею в виду, гласит, что сумма площадей полукругов, построенных на катетах, равна полукругу, построенному на гипотенузе (рис. 144). Перекинув большой полукруг на другую сторону (рис. 145). видим, что обе заштрихованные луночки вместе равновелики треугольнику [38] .

Если треугольник взять равнобедренный, то каждая луночка в отдельности будет равновелика половине этого треугольника (рис. 146).

38

Положение это известно в геометрии под названием «теоремы

о Гиппократовых луночках».

Рис. 147

Рис. 148. Превращение квадрата в крест

Отсюда следует, что можно геометрически точно построить равнобедренный прямоугольный треугольник, площадь которого равна площади серпа. А так как равнобедренный прямоугольный треугольник легко превращается в равновеликий квадрат (рис. 147)» то и серп наш возможно чисто геометрическим построением заменить равновеликим квадратом.

Остается только превратить этот квадрат в равновеликую фигуру Красного Креста (составленную, как известно, из 5 примкнутых друг к другу равных квадратов). Существует несколько способов выполнения такого построения; два из них показаны на рис. 148 и 149.

Оба построения начинают с того, что соединяют вершины квадрата с серединами противоположных сторон. Важное замечание: превратить в равновеликий крест можно только такую фигуру серпа, которая составлена из двух дуг окружностей: наружного полукруга и внутренней четверти окружности соответственно большего радиуса [39] .

Рис. 149. Другой способ превращения квадрата в крест

Рис. 150

39

Тот лунный серп, который мы видим на небе, имеет несколько иную форму: его наружная дуга – полуокружность, внутренняя же – полуэллипс. Художники часто изображают лунный серп неверно, составляя его из дуг окружностей.

Итак, вот ход построения креста, равновеликого серпу. Концы А и В серпа (рис. 150) соединяют прямой: в середине О этой прямой восставляют перпендикуляр и откладывают ОС=ОА. Равнобедренный треугольник ОАС дополняют до квадрата ОАDС, который превращают в крест одним из способов, указанных на рис. 148 и 149.

117. Приводим окончание прерванного рассказа Бенедиктова:

«Задача была мудреная. Дочери, идучи на рынок, стали между собой совещаться, причем вторая и третья обращались к уму и совету старшей. Та, обдумав дело, сказала:

–  Будем, сестры, продавать наши яйца не десятками, как это делалось у нас до сих пор, а семерками: семь яиц - семерик; на каждый семерик и цену положим одну, которой все и будем крепко держаться, как мать сказала. Чур, не спускать с положенной цены ни копейки! За первый семерик алтын¹, согласны?

–  Дешевенько, - сказала вторая.

–  Ну, - возразила старшая, - зато мы поднимем цену на те яйца, которые за продажею круглых семериков в корзинах у нас останутся. Я заранее проверила, что яичных торговок, кроме нас, на рынке никого не будет. Сбивать цены некому; на оставшееся же добро, когда есть спрос, а товар на исходе, известное дело, цена возвышается. Вот мы на остальных-то яйцах и наверстаем.

–  А почем будем продавать остальные?
– спросила младшая.

–  По 3 алтына за каждое яичко. Давай, да и только. Те, кому очень нужно, дадут.

–  Дорогонько, - заметила опять средняя.

–  Что ж, - подхватила старшая, - зато первые-то яйца по семерикам пойдут дешево. Одно на другое и наведет.

Согласились.

Пришли на рынок. Каждая из сестер села на своем месте отдельно и продает. Обрадовавшись дешевизне, покупщики и покупщицы бросились к младшей, у которой было полсотни яиц, и все их расхватали. Семерым она продавала по семерику и выручила 7 алтын, а одно яйцо осталось у ней в корзине. Вторая, имевшая три десятка, продала 4 покупательницам по семерику, и в корзине у ней осталось два яйца: выручила она 4 алтына. У старшей купили семерик, за который она получила один алтын; 3 яйца остались.

Вдруг явилась кухарка, посланная барыней на рынок с тем, чтобы купить непременно десяток яиц во что бы то ни стало. На короткое время к барыне в гости приехали сыновья ее, которые очень любят яичницу. Кухарка туда-сюда по рынку мечется, яйца распроданы; всего у трех торговок, пришедших на рынок, осталось только 6 яиц: у одной - одно яйцо, у другой - 2, у третьей - 3. Давайте сюда!

Разумеется, кухарка прежде всего кинулась к той, у которой осталось 3, а это была старшая дочь, продавшая за алтын свой единственный семерик. Кухарка спрашивает:

–  Что хочешь за свои 3 яйца?

А та в ответ:

–  По 3 алтына за яичко.

–  Что ты? С ума сошла!
– говорит кухарка.

А та:

–  Как угодно, - говорит, - дешевле не отдам. Это последние.

Кухарка бросилась к той, у которой 2 яйца в корзине:

–  Почем?

–  По 3 алтына. Такая цена установлена. Все вышли.

–  А твое яичишко сколько стоит?
– спрашивает кухарка у младшей.

Та отвечает:

–  3 алтына.

Нечего делать. Пришлось купить по неслыханной цене.