July 20

Лишний квадрат

Откуда взялся «лишний» квадрат?!

Берётся квадрат со стороной равной восьми любых условных единиц, например, сторон тетрадных клеток. Далее он разрезается на четыре части — треугольники и трапеции — так, как это показано на рисунке ниже.

Схема разрезания

Затем из этих четырёх частей складывается прямоугольник со сторонами 13 × 5 (условных единиц), как показано на рисунке ниже.

Схема сбора разрезанных частей

Теперь вычисляются площади фигур. Площадь квадрата равна 8² = 64 кв. ед., а прямоугольника 13 × 5 = 65 кв. ед. Получается, что 64 = 65 кв. ед. Как так вышло?!

Ответ прост и шахматная доска тут не при чём: всё дело в ловкости рук и математической мысли.

Стороны треугольников и трапеций, которые образуют «диагональ» прямоугольника, на самом деле, не сходятся в одну линию. Они образуют еле заметную щель, которая является параллелограммом, площадь которого равна ровно 1 кв. ед. («фантомный четырёхугольник»).

Если начертить такой квадрат на бумаге и разрезать его, то не факт, что получится увидеть «фантом».

На самом деле, при идеальном разрезе на указанные части, вместо диагонали получится «сильно сплюснутый» параллелограммом

P.S. Внимательный наблюдатель заметит, что используемые отрезки 3, 5, 8 и 13 являются последовательными числами Фибоначчи: F4, F5, F6 и F7.

Математики знают, что они обладают свойством («тождество Кассини»):

Fₙ₋₁Fₙ₊₁ − Fₙ² = (−1)ⁿ

Запишем:

F5 × F7 − F₆² = (−1)⁶

5 × 13 − 8² = 1

65 − 64 = 1

Всё в порядке, «лишний» квадрат найден!

Историческая справка

Формула Кассини была открыта в 1680 году Джованни Кассини, бывшим в то время директором Парижской обсерватории.

Джованни Доменико Кассини (1625–1712) — итало-французский математик, астроном и инженер

#Опыты #6465 #квадрат #Фибоначчи #Кассини