Математические байки – Telegram
Математические байки
4.3K subscribers
1.44K photos
15 videos
27 files
914 links
Рассказы про разную математику.

Архив: http://dev.mccme.ru/~merzon/mirror/mathtabletalks/
Download Telegram
https://youtu.be/mH0oCDa74tE

Вышло новое видео 3blue1brown — от обсуждения того, что такое группы и зачем они нужны, до Монстра (простой группы порядка 808,017,424,794,512,875,886,459,904,961,710,757,005,754,368,000,000,000)

Бонус для желающих подробностей: http://www.ams.org/notices/200209/what-is.pdf — короткий текст Борчердса про Монстра (из серии «What is…»)
Математические байки
Можно ли разрезать треугольник вершиной вверх на конечное число частей (прямолинейными разрезами), сдвинуть каждую из них, не поворачивая, и получить треугольник вершиной вниз?
Давайте я скажу ещё пару слов про исходную задачу — про то, что треугольники вершиной вверх и вниз разрезаниями и параллельными переносами друг в друга превратить нельзя. А именно, интересно, что в "Images de Maths" эту невозможность рассказывают по-другому. И мне тут потребуется экскурс, казалось бы, совсем в сторону.
Если у нас (на плоскости, или в R^n) есть два множества, A и B, то можно определить их сумму Минковского: просто множество всевозможных сумм x+y:
A+B = {x+y | x\in A, y\in B}
Правда, при таком определении расположение этой суммы будет зависеть от того, где находится начало координат, так что давайте сразу рассматривать множества с точностью до параллельного переноса.
Если вместо суммы брать полусумму — то получится множество середин отрезков, соединяющих точки этих множеств. И я тут хочу вспомнить статью Н. Б. Васильева "Сложение фигур" в "Кванте" — http://kvant.mccme.ru/1976/04/slozhenie_figur.htm .
Кстати — хорошая задача оттуда: как выглядит ГМТ середин отрезков, соединяющих две точки на полуокружности?
Если множества A и B выпуклые, то и их сумма A+B выпуклая. (Собственно, с этой задачи статья Н. Б. Васильева и начинается.)

А сумма множества A с кругом/с шаром радиуса ε это ε -окрестность A.
А как устроена площадь ε-окрестности выпуклой фигуры на плоскости?
Легко понять, что при небольших ε она возрастает примерно на (периметр фигуры)*ε. А в старшей размерности — объём фигуры увеличивается в первом порядке на ε*(её площадь поверхности).
Утверждение, которое меня в своё время удивило: площадь ε-окрестности A_ε выпуклой фигуры A на плоскости — многочлен от ε:
S(A_ε) = S(A)+ε*L(A)+πε^2,
где L(A) — периметр A.
Доказательство для случая многоугольника:
ε-окрестность разбивается на сам многоугольник, прямоугольники, построенные на его сторонах, и сектора в вершинах, собирающиеся в точности в круг радиуса ε.
Эта иллюстрация для случая треугольника — но для случая любого выпуклого многоугольника будет то же самое. Кстати, собирающиеся сектора это то же самое рассуждение, что сумма внешних углов выпуклого многоугольника равна 2π:
Математические байки
Photo
Правда, тут внешние углы, а наши сектора это угол между перпендикулярами вовне к сторонам, но одно от другого отличается поворотом на 90 градусов.
Так что — площадь ε-окрестности выпуклой фигуры это в точности многочлен второй степени от ε!