Доклад: Арифметика и алгебра
Однажды некий шах объявил, что щедро вознаградит того, кто лучше всех решит такую задачу: "В трех чашах хранил я жемчуг. Подарил я старшему сыну половину жемчужин из первой чаши, среднему — одну треть из второй, а младшему — только четверть жемчужин из последней. Затем я подарил старшей дочери четыре лучшие жемчужины из первой чаши, средней — шесть из второй, а младшей — только две жемчужины из третьей чаши. И осталось у меня в первой чаше 38, во второй — 12, а в третьей — 19 жемчужин. Сколько жемчужин хранил я в каждой чаше?" И вот во дворец пришли из разных стран три мудреца. Первый мудрец поклонился и сказал: — Если в первой чаше, о великий шах, оставалось 38 жемчужин, а подарил ты старшей дочери четыре жемчужины, то эти 42 жемчужины и составляют половину того, что было в чаше. Ведь вторую половину ты подарил старшему сыну? Значит, в первой чаше хранилось 84 жемчужины. Во второй чаше оставалось 12 жемчужин, да 6 ты подарил другой дочери. Эти 18 жемчужин составляют две трети того, что хранилось во второй чаше. Ведь одну треть ты подарил сыну? Значит, во второй чаше было 27 жемчужин. Ну а в третьей чаше оставалось 19 жемчужин, да две ты подарил младшей дочери. Выходит, что 21 жемчужина — это три четверти содержимого третьей чаши. Ведь одну четверть ты отдал младшему сыну? Значит, в этой чаше 28 жемчужин. Решить такую задачу помогла мне арифметика — наука о свойствах чисел и о правилах вычисления.
Это очень древняя наука: люди считают уже много тысяч лет. Название этой науки произошло от греческого слова "арифмос", что означает "число". Ученые Древней Греции больше всех помогли нам разобраться в арифметических правилах. — Твое решение мне нравится, — одобрил шах. — Рассказывай ты, — обратился он к другому мудрецу. —О, великий шах! Я не знаю, сколько жемчужин было в первой чаше. Поэтому я обозначил их число буквой "икс" — х. Выходит, что старшему сыну ты подарил половину — х/2. Если я из икса вычту его половину да еще 4 жемчужины, что ты подарил дочери, то остаток нужно приравнять к 38. Вот какое уравнение я для этого составил: х—х/2-4=38. Если от икса отнять его половину, половина икса и останется, а 4 надо прибавить к 38. Оказывается, х/2=42. Значит, сам икс в два раза больше: х= 84. Выходит, что в первой чаше было 84 жемчужины. А для второй чаши надо из икса вычесть только одну треть его — ту, что ты подарил сыну, да еще вычесть 6 жемчужин. А приравнял я эту разность к 12. Вот какое уравнение у меня получилось: хх/3— 6=12. Решить его нетрудно, две трети икса равны 18: 2/3х = 18. Чтобы узнать, сколько составляет целое, надо 18 разделить на 2 и умножить на 3. Значит, во второй чаше было 27 жемчужин: х = 27. Рассуждая так же, составляю уравнение для третьей чаши: х—х/4—2 = 19; 3/4x= 21. Отсюда следует, что в третьей чаше хранилось 28 жемчужин: х = 28. — Твое решение мне тоже нравится, — сказал шах. — А что скажешь ты? — обратился он к третьему мудрецу. Тот поклонился и молча протянул клочок бумаги, на котором было написано: х— ах— b=с, а рядом и ответ: x=(b+c)/(1-a). — Я здесь ничего не понимаю! — рассердился шах. — И почему у тебя только один ответ? Ведь у меня три чаши! — Все три ответа уместились в одном.
Ведь задачи совершенно одинаковые, лишь числа разные. А я не только упростил, но и объединил три решения в одно. Я тоже обозначил через х неизвестное число жемчужин в интересующей тебя чаше. Через а я обозначил ту часть жемчужин, которую из этой чаши ты подарил сыну, а через b — число жемчужин, отданных потом из этой чаши дочери. Наконец, через с я обозначил число жемчужин, оставшихся в этой чаше. Подставь вместо этих букв те числа, которые ты задал в своей задаче, и получишь правильные ответы. Будь у тебя 100 чаш, 100 сыновей и 100 дочерей, одного моего уравнения хватит, чтобы получить все сто ответов. Помогла решить эту задачу опять-таки алгебра. Она появилась более 1000 лет назад в Хорезме, и создал ее великий узбекский ученый Мухаммед аль-Хорезми. Алгебра почти та же арифметика. Только использует она наравне с числами и буквы. Использовать вместо чисел буквы предложили в 15—16-м вв. французские ученые Р. Декарт и Ф. Виет. Под буквой можно разуметь любое число. Алгебра дает самое короткое, самое общее решение для многих похожих друг на друга задач. А когда вы станете старше, вы узнаете и о других, еще более сложных задачах, которые решает алгебра.