O prazer de x download para ipad. Um trecho do livro de um dos melhores professores de matemática

Este livro é bem complementado por:

Quanta

Scott Patterson

Brainiac

Ken Jennings

bola de dinheiro

Michael Lewis

Mente flexível

Carol Dweck

A física do mercado de ações

James Weatherall

A alegria de X

Uma visita guiada à matemática, do um ao infinito

Stephen Strogatz

prazer de X

Uma viagem divertida no mundo da matemática de um dos os melhores professores no mundo

Informações da editora

Publicado em russo pela primeira vez

Publicado com permissão de Steven Strogatz, a/c Brockman, Inc.

Strogats, P.

prazer de X. Uma emocionante viagem ao mundo da matemática de um dos melhores professores do mundo / Stephen Strogatz; por. do inglês. - M. : Mann, Ivanov e Ferber, 2014.

ISBN 978-500057-008-1

Este livro é capaz de mudar radicalmente sua atitude em relação à matemática. Consiste em capítulos curtos, em cada um dos quais você descobrirá algo novo. Você aprenderá como os números são úteis para estudar o mundo ao seu redor, entender a beleza da geometria, familiarizar-se com a elegância do cálculo integral, ver a importância da estatística e entrar em contato com o infinito. O autor explica ideias matemáticas fundamentais de forma simples e elegante, dando exemplos brilhantes que todos podem entender.

Todos os direitos reservados.

Nenhuma parte deste livro pode ser reproduzida de qualquer forma sem a permissão por escrito dos detentores dos direitos autorais.

suporte legal editora oferece escritório de advocacia"Vegas Lex"

© Steven Strogatz, 2012 Todos os direitos reservados

© Tradução para o russo, edição em russo, design. LLC "Mann, Ivanov e Ferber", 2014

Prefácio

Tenho um amigo que, apesar do ofício (é artista), é apaixonado pela ciência. Sempre que nos reunimos, ele fala com entusiasmo sobre conquistas recentes em psicologia ou mecânica quântica. Mas assim que falamos de matemática, ele sente um tremor nos joelhos, o que o incomoda muito. Ele reclama que esses estranhos símbolos matemáticos não apenas o desafiam, mas às vezes ele nem sabe como pronunciá-los.

Na verdade, a razão de sua aversão à matemática é muito mais profunda. Ele nunca entenderá o que os matemáticos geralmente fazem e o que querem dizer quando dizem que essa prova é elegante. Às vezes, brincamos que eu deveria apenas sentar e começar a ensiná-lo desde o básico, literalmente de 1 + 1 = 2, e entrar em matemática o máximo que ele puder.

E embora essa ideia pareça louca, é o que tentarei implementar neste livro. Vou guiá-lo através de todos os principais ramos da ciência, da aritmética à matemática avançada, para que aqueles que queriam uma segunda chance possam finalmente aproveitá-la. E desta vez você não precisa se sentar em sua mesa. Este livro não fará de você um especialista em matemática. Mas ajudará a entender o que esta disciplina estuda e por que é tão emocionante para quem a entende.

Aprenderemos como as enterradas de Michael Jordan podem ajudar a explicar os fundamentos do cálculo. Mostrarei uma maneira simples e surpreendente de entender o teorema fundamental da geometria euclidiana - o teorema de Pitágoras. Tentaremos chegar ao fundo de alguns dos mistérios da vida, grandes e pequenos: Jay Simpson matou sua esposa; como mudar o colchão para que dure o maior tempo possível; quantos parceiros precisam ser trocados antes que um casamento seja disputado - e veremos por que alguns infinitos são maiores que outros.

A matemática está em toda parte, você só precisa aprender a reconhecê-la. Você pode ver a sinusóide nas costas de uma zebra, você pode ouvir ecos dos teoremas de Euclides na Declaração de Independência; o que posso dizer, mesmo nos relatórios secos que antecederam a Primeira Guerra Mundial, há números negativos. Você também pode ver como nosso vida de hoje Novos ramos da matemática estão nos afetando, por exemplo, quando procuramos restaurantes com a ajuda de um computador, ou tentamos pelo menos entender, ou melhor ainda, sobreviver às flutuações assustadoras do mercado de ações.

Uma série de 15 artigos sob o título geral "Fundamentos da Matemática" apareceu online no final de janeiro de 2010. Em resposta à sua publicação, chegaram cartas e comentários de leitores de todas as idades, entre os quais muitos alunos e professores. Havia também pessoas simplesmente curiosas que, por uma razão ou outra, “perderam-se” na compreensão da ciência matemática; agora eles sentem que perderam alguma coisa. cerca de e gostaria de tentar novamente. Fiquei particularmente satisfeito com a gratidão de meus pais pelo fato de que, com minha ajuda, eles conseguiram explicar matemática para seus filhos e eles próprios começaram a entendê-la melhor. Parecia que até meus colegas e camaradas, ardentes admiradores dessa ciência, gostavam de ler os artigos, exceto naqueles momentos em que competiam entre si para oferecer todo tipo de recomendações para melhorar minha prole.

Apesar da crença popular, há um claro interesse pela matemática na sociedade, embora pouca atenção seja dada a esse fenômeno. Só ouvimos falar do medo da matemática e, no entanto, muitos de bom grado tentariam entendê-la melhor. E uma vez que isso aconteça, será difícil arrancá-los.

Este livro irá apresentá-lo às ideias mais complexas e avançadas do mundo da matemática. Os capítulos são curtos, fáceis de ler e realmente não dependem um do outro. Entre eles estão os incluídos naquela primeira série de artigos do New York Times. Assim, assim que sentir uma leve fome matemática, não hesite em passar para o próximo capítulo. Se você quiser entender o assunto que lhe interessa com mais detalhes, no final do livro há notas com informação adicional e sugestões sobre o que mais ler sobre isso.

Para conveniência dos leitores que preferem uma abordagem passo a passo, dividi o material em seis partes de acordo com a ordem tradicional dos tópicos.

A Parte I "Números" inicia nossa jornada com aritmética em Jardim da infância e escola primaria. Ele mostra como os números podem ser úteis e como eles são magicamente eficazes para descrever o mundo ao nosso redor.

A Parte II "Proporções" desloca a atenção dos próprios números para as relações entre eles. Essas ideias estão no cerne da álgebra e são as primeiras ferramentas para descrever como uma afeta a outra, mostrando a relação causal de uma ampla variedade de coisas: oferta e demanda, estímulo e reação - em suma, todos os tipos de relações que tornam o mundo tão diverso e rico.

Parte III "Figuras" não é sobre números e símbolos, mas sobre figuras e espaço - o domínio da geometria e trigonometria. Esses tópicos, juntamente com a descrição de todos os objetos observáveis ​​por meio de formas, com a ajuda do raciocínio lógico e da prova, elevam a matemática a novo nível precisão.

Na Parte IV "Time of Change", veremos o cálculo - a área mais impressionante e multifacetada da matemática. O cálculo torna possível prever a trajetória dos planetas, os ciclos das marés, e permite compreender e descrever todos os processos e fenômenos que mudam periodicamente no Universo e dentro de nós. Um lugar importante nesta parte é dedicado ao estudo do infinito, cuja pacificação foi um avanço que permitiu que os cálculos funcionassem. A computação ajudou a resolver muitos problemas que surgiram no mundo antigo, e isso levou a uma revolução na ciência e mundo moderno.

A Parte V "Muitas Faces dos Dados" trata de probabilidade, estatística, redes e processamento de dados - campos ainda relativamente jovens, gerados por aspectos nem sempre ordenados de nossa vida, como oportunidade e sorte, incerteza, risco, volatilidade, aleatoriedade, interdependência. Usando as ferramentas matemáticas certas e os tipos de dados certos, aprenderemos a identificar padrões em um fluxo de aleatoriedade.

Ao final de nossa jornada na Parte VI “Os Limites do Possível” abordaremos os limites do conhecimento matemático, a área limítrofe entre o que já é conhecido e o que ainda é ilusório e desconhecido. Voltaremos a percorrer os tópicos na ordem em que já estamos familiarizados: números, razões, formas, mudanças e infinito - mas ao mesmo tempo consideraremos cada um deles com mais profundidade, em sua encarnação moderna.

Este livro é bem complementado por:

Quanta

Scott Patterson

Brainiac

Ken Jennings

bola de dinheiro

Michael Lewis

Mente flexível

Carol Dweck

A física do mercado de ações

James Weatherall

A alegria de X

Uma visita guiada à matemática, do um ao infinito

Stephen Strogatz

Uma emocionante viagem ao mundo da matemática de um dos melhores professores do mundo

Informações da editora

Publicado em russo pela primeira vez

Publicado com permissão de Steven Strogatz, a/c Brockman, Inc.

Strogats, P.

Prazer de X. Uma emocionante viagem ao mundo da matemática de um dos melhores professores do mundo / Steven Strogatz; por. do inglês. - M. : Mann, Ivanov e Ferber, 2014.

ISBN 978-500057-008-1

Este livro é capaz de mudar radicalmente sua atitude em relação à matemática. Consiste em capítulos curtos, em cada um dos quais você descobrirá algo novo. Você aprenderá como os números são úteis para estudar o mundo ao seu redor, entender a beleza da geometria, familiarizar-se com a elegância do cálculo integral, ver a importância da estatística e entrar em contato com o infinito. O autor explica ideias matemáticas fundamentais de forma simples e elegante, dando exemplos brilhantes que todos podem entender.

Todos os direitos reservados.

Nenhuma parte deste livro pode ser reproduzida de qualquer forma sem a permissão por escrito dos detentores dos direitos autorais.

O apoio jurídico da editora é prestado pela sociedade de advogados "Vegas-Lex"

© Steven Strogatz, 2012 Todos os direitos reservados

© Tradução para o russo, edição em russo, design. LLC "Mann, Ivanov e Ferber", 2014

Prefácio

Tenho um amigo que, apesar do ofício (é artista), é apaixonado pela ciência. Sempre que nos reunimos, ele fala com entusiasmo sobre os últimos desenvolvimentos em psicologia ou mecânica quântica. Mas assim que falamos de matemática, ele sente um tremor nos joelhos, o que o incomoda muito. Ele reclama que esses estranhos símbolos matemáticos não apenas o desafiam, mas às vezes ele nem sabe como pronunciá-los.

Na verdade, a razão de sua aversão à matemática é muito mais profunda. Ele nunca entenderá o que os matemáticos geralmente fazem e o que querem dizer quando dizem que essa prova é elegante. Às vezes, brincamos que eu deveria apenas sentar e começar a ensiná-lo desde o básico, literalmente de 1 + 1 = 2, e entrar em matemática o máximo que ele puder.

E embora essa ideia pareça louca, é o que tentarei implementar neste livro. Vou guiá-lo através de todos os principais ramos da ciência, da aritmética à matemática avançada, para que aqueles que queriam uma segunda chance possam finalmente aproveitá-la. E desta vez você não precisa se sentar em sua mesa. Este livro não fará de você um especialista em matemática. Mas ajudará a entender o que esta disciplina estuda e por que é tão emocionante para quem a entende.

Aprenderemos como as enterradas de Michael Jordan podem ajudar a explicar os fundamentos do cálculo. Mostrarei uma maneira simples e surpreendente de entender o teorema fundamental da geometria euclidiana - o teorema de Pitágoras. Tentaremos chegar ao fundo de alguns dos mistérios da vida, grandes e pequenos: Jay Simpson matou sua esposa; como mudar o colchão para que dure o maior tempo possível; quantos parceiros precisam ser trocados antes que um casamento seja disputado - e veremos por que alguns infinitos são maiores que outros.

A matemática está em toda parte, você só precisa aprender a reconhecê-la. Você pode ver a sinusóide nas costas de uma zebra, você pode ouvir ecos dos teoremas de Euclides na Declaração de Independência; o que posso dizer, mesmo nos relatórios secos que antecederam a Primeira Guerra Mundial, há números negativos. Você também pode ver como novas áreas da matemática afetam nossas vidas hoje, por exemplo, quando procuramos restaurantes usando um computador ou tentamos pelo menos entender, ou melhor ainda, sobreviver às flutuações assustadoras do mercado de ações.

Uma série de 15 artigos sob o título geral "Fundamentos da Matemática" apareceu online no final de janeiro de 2010. Em resposta à sua publicação, chegaram cartas e comentários de leitores de todas as idades, entre os quais muitos alunos e professores. Havia também pessoas simplesmente curiosas que, por uma razão ou outra, “perderam-se” na compreensão da ciência matemática; agora eles sentem que perderam alguma coisa e gostariam de tentar novamente. Fiquei particularmente satisfeito com a gratidão de meus pais pelo fato de que, com minha ajuda, eles conseguiram explicar matemática para seus filhos e eles próprios começaram a entendê-la melhor. Parecia que até meus colegas e camaradas, ardentes admiradores dessa ciência, gostavam de ler os artigos, exceto naqueles momentos em que competiam entre si para oferecer todo tipo de recomendações para melhorar minha prole.

Apesar da crença popular, há um claro interesse pela matemática na sociedade, embora pouca atenção seja dada a esse fenômeno. Só ouvimos falar do medo da matemática e, no entanto, muitos de bom grado tentariam entendê-la melhor. E uma vez que isso aconteça, será difícil arrancá-los.

Este livro irá apresentá-lo às ideias mais complexas e avançadas do mundo da matemática. Os capítulos são curtos, fáceis de ler e realmente não dependem um do outro. Entre eles estão os incluídos naquela primeira série de artigos do New York Times. Assim, assim que sentir uma leve fome matemática, não hesite em passar para o próximo capítulo. Se você quiser entender o assunto que lhe interessa com mais detalhes, no final do livro há notas com informações adicionais e recomendações sobre o que mais você pode ler sobre ele.

Para conveniência dos leitores que preferem uma abordagem passo a passo, dividi o material em seis partes de acordo com a ordem tradicional dos tópicos.

A Parte I "Números" inicia nossa jornada com aritmética no jardim de infância e no ensino fundamental. Ele mostra como os números podem ser úteis e como eles são magicamente eficazes para descrever o mundo ao nosso redor.

A Parte II "Proporções" desloca a atenção dos próprios números para as relações entre eles. Essas ideias estão no cerne da álgebra e são as primeiras ferramentas para descrever como uma afeta a outra, mostrando a relação causal de uma ampla variedade de coisas: oferta e demanda, estímulo e reação - em suma, todos os tipos de relações que tornam o mundo tão diverso e rico.

Parte III "Figuras" não é sobre números e símbolos, mas sobre figuras e espaço - o domínio da geometria e trigonometria. Esses tópicos, juntamente com a descrição de todos os objetos observáveis ​​por meio de formas, raciocínio lógico e provas, elevam a matemática a um novo nível de precisão.

Na Parte IV "Time of Change", veremos o cálculo - a área mais impressionante e multifacetada da matemática. O cálculo torna possível prever a trajetória dos planetas, os ciclos das marés, e permite compreender e descrever todos os processos e fenômenos que mudam periodicamente no Universo e dentro de nós. Um lugar importante nesta parte é dedicado ao estudo do infinito, cuja pacificação foi um avanço que permitiu que os cálculos funcionassem. A computação ajudou a resolver muitos problemas que surgiram no mundo antigo, e isso acabou levando a uma revolução na ciência e no mundo moderno.

A Parte V "Muitas Faces dos Dados" trata de probabilidade, estatística, redes e processamento de dados - campos ainda relativamente jovens, gerados por aspectos nem sempre ordenados de nossa vida, como oportunidade e sorte, incerteza, risco, volatilidade, aleatoriedade, interdependência. Usando as ferramentas matemáticas certas e os tipos de dados certos, aprenderemos a identificar padrões em um fluxo de aleatoriedade.

Ao final de nossa jornada na Parte VI “Os Limites do Possível” abordaremos os limites do conhecimento matemático, a área limítrofe entre o que já é conhecido e o que ainda é ilusório e desconhecido. Voltaremos a percorrer os tópicos na ordem em que já estamos familiarizados: números, proporções, formas, mudanças e infinito - mas ao mesmo tempo consideraremos cada um deles com mais profundidade, em sua encarnação moderna.

Espero que você ache todas as ideias deste livro empolgantes e o faça dizer: “Bem, bem!” mais de uma vez. Mas você sempre tem que começar em algum lugar, então vamos começar com uma ação simples, mas fascinante, como contar.

1. Noções Básicas de Números: Adicionando Peixes

A melhor demonstração do conceito de números que eu já vi (a explicação mais clara e engraçada do que são os números e por que precisamos deles) eu vi em um episódio do popular programa infantil Vila Sésamo chamado 123: Contando Juntos » (123 Counter with Eu). X...

Este livro é capaz de mudar radicalmente sua atitude em relação à matemática. Consiste em capítulos curtos, em cada um dos quais você descobrirá algo novo. Você aprenderá como os números são úteis para estudar o mundo ao seu redor, entender a beleza da geometria, familiarizar-se com a elegância do cálculo integral, ver a importância da estatística e entrar em contato com o infinito. O autor explica ideias matemáticas fundamentais de forma simples e elegante, dando exemplos brilhantes que todos podem entender.

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O prazer de X. Uma emocionante viagem ao mundo da matemática de um dos melhores professores do mundo
Stephen Strogatz

Este livro é capaz de mudar radicalmente sua atitude em relação à matemática. Consiste em capítulos curtos, em cada um dos quais você descobrirá algo novo. Você aprenderá como os números são úteis para estudar o mundo ao seu redor, entender a beleza da geometria, familiarizar-se com a elegância do cálculo integral, ver a importância da estatística e entrar em contato com o infinito. O autor explica ideias matemáticas fundamentais de forma simples e elegante, dando exemplos brilhantes que todos podem entender.

Publicado em russo pela primeira vez.

Stephen Strogatz

O prazer de X. Uma emocionante viagem ao mundo da matemática de um dos melhores professores do mundo

Steven Strogatz

Uma visita guiada à matemática, do um ao infinito

Publicado com permissão de Steven Strogatz, a/c Brockman, Inc.

© Steven Strogatz, 2012 Todos os direitos reservados

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A matemática é a mais precisa e linguagem universal ciência, mas é possível explicar os sentimentos humanos com a ajuda de números? Fórmulas do Amor, Sementes do Caos e Equações Diferenciais Românticas - T&P publica um capítulo de O Prazer de X de um dos melhores professores de matemática do mundo, Steven Strogatz, publicado pela Mann, Ivanov & Ferber.

Na primavera, escreveu Tennyson, a imaginação homem jovem facilmente se volta para pensamentos de amor. Infelizmente, um parceiro em potencial de um jovem pode ter suas próprias idéias sobre o amor, e então seu relacionamento será cheio de altos e baixos turbulentos que tornam o amor tão emocionante e tão doloroso. Alguns sofredores do não correspondido estão procurando uma explicação para essas oscilações de amor no vinho, outros - na poesia. E vamos consultar com os cálculos.

A análise abaixo será ironicamente irônica, mas toca em temas sérios. Além disso, se a compreensão das leis do amor pode nos iludir, então as leis do mundo inanimado estão agora bem estudadas. Eles assumem a forma de equações diferenciais que descrevem como as variáveis ​​inter-relacionadas mudam de momento a momento, dependendo de seus valores atuais. Essas equações podem não ter muito a ver com romance, mas pelo menos podem esclarecer por que, nas palavras de outro poeta, "o caminho do amor verdadeiro nunca foi suave". Para ilustrar o método das equações diferenciais, suponha que Romeu ame Julieta, mas em nossa versão da história, Julieta é um namorado ventoso. Quanto mais Romeu a ama, mais ela quer se esconder dele. Mas quando Romeo se acalma com ela, ele começa a parecer extraordinariamente atraente para ela. No entanto, o jovem amante tende a refletir seus sentimentos: ele brilha quando ela o ama e esfria quando ela o odeia.

O que acontece com nossos desafortunados amantes? Como o amor os absorve e os deixa ao longo do tempo? É aqui que o cálculo diferencial vem em socorro. Fazendo equações resumindo o crescimento e declínio dos sentimentos de Romeu e Julieta, e depois resolvendo-os, podemos prever o curso do relacionamento do casal. O prognóstico final para ela será um ciclo tragicamente interminável de amor e ódio. Pelo menos um quarto desse tempo eles terão amor mútuo.

Para chegar a essa conclusão, assumi que o comportamento de Romeu poderia ser modelado com uma equação diferencial,

que descreve como seu amor ® muda no momento seguinte (dt). De acordo com essa equação, o número de mudanças (dR) é diretamente proporcional (com um fator de proporcionalidade a) ao amor de Julieta (J). Essa relação reflete o que já sabemos: o amor de Romeu aumenta quando Julieta o ama, mas também sugere que o amor de Romeu cresce na proporção direta do quanto Julieta o ama. Essa suposição de uma relação linear é emocionalmente implausível, mas torna possível simplificar bastante a solução da equação.

Em contraste, o comportamento de Juliet pode ser modelado usando a equação

O sinal negativo antes da constante b reflete que seu amor esfria à medida que o amor de Romeu se intensifica.

A única coisa que resta para determinar são seus sentimentos iniciais (ou seja, os valores de R e J no tempo t = 0). Depois disso, todos os parâmetros necessários serão definidos. Podemos usar um computador para avançar lentamente, passo a passo, alterando os valores de R e J de acordo com as equações diferenciais descritas acima. De fato, com a ajuda do teorema fundamental do cálculo integral, podemos encontrar a solução analiticamente. Como o modelo é simples, o cálculo integral produz algumas fórmulas exaustivas que nos dizem o quanto Romeu e Julieta vão amar (ou odiar) um ao outro a qualquer momento no futuro.

As equações diferenciais apresentadas acima devem ser familiares aos estudantes de física: Romeu e Julieta se comportam como osciladores harmônicos simples. Assim, o modelo prevê que as funções R (t) e J (t), descrevendo a mudança em sua relação ao longo do tempo, serão senóides, cada uma delas crescente e decrescente, mas seus valores máximos não coincidem.

"Ideia estúpida para descrever relacionamento amoroso com a ajuda de equações diferenciais veio à minha mente quando eu estava apaixonado pela primeira vez e tentei entender o comportamento incompreensível da minha namorada "

O modelo pode ser mais realista de várias maneiras. Por exemplo, Romeu pode responder não apenas aos sentimentos de Julieta, mas também aos dele. E se ele for um daqueles caras que tem tanto medo de ser abandonado que vai esfriar seus sentimentos. Ou se refere a outro tipo de cara que adora sofrer - é por isso que ele a ama.

Acrescente a esses cenários mais dois comportamentos de Romeu - ele responde ao afeto de Julieta fortalecendo ou enfraquecendo seu próprio afeto - e você verá que existem quatro comportamentos diferentes nos relacionamentos amorosos. Meus alunos e os alunos do grupo de Peter Christopher no Worcester Polytechnic Institute sugeriram nomear esses tipos da seguinte forma: o Eremita ou Misantropo do Mal para o Romeu que esfria seus sentimentos e se afasta de Julieta, e o Narcisista Goon e Flirtatious Fink para aquele que se aquece seu ardor, mas rejeitado por Julieta. (Você pode inventar nomes próprios para todos esses tipos).

Embora os exemplos dados sejam fantásticos, os tipos de equações que os descrevem são muito informativos. Eles são as ferramentas mais poderosas já criadas pela humanidade para entender o mundo material. Sir Isaac Newton usou equações diferenciais para descobrir os segredos do movimento planetário. Com a ajuda dessas equações, ele combinou as esferas terrestre e celeste, mostrando que as mesmas leis do movimento se aplicam a ambas.

Quase 350 anos depois de Newton, a humanidade passou a entender que as leis da física são sempre expressas na linguagem das equações diferenciais. Isso vale para as equações que descrevem os fluxos de calor, ar e água, para as leis da eletricidade e do magnetismo, até mesmo para o átomo, onde reina a mecânica quântica.

Em todos os casos física Teórica deve encontrar as equações diferenciais corretas e resolvê-las. Quando Newton descobriu essa chave para os mistérios do universo e percebeu seu grande significado, ele a publicou como um anagrama latino. Em uma tradução livre, soa assim: "É útil para resolver equações diferenciais".

A ideia estúpida de descrever relacionamentos amorosos usando equações diferenciais me veio à mente quando me apaixonei pela primeira vez e tentei entender o comportamento incompreensível de minha namorada. Isso foi romance de verão no final do segundo ano da faculdade. Eu lembrava muito o primeiro Romeu, e ela foi a primeira Julieta. A natureza cíclica de nosso relacionamento me deixou louco, até que percebi que estávamos ambos agindo por inércia, de acordo com a regra simples de "empurrar-puxar". Mas no final do verão, minha equação começou a desmoronar e fiquei ainda mais intrigado. Acontece que aconteceu evento significativo, que não levei em conta: ela ex-amante queria devolver.

Em matemática, chamamos esse problema de problema dos três corpos. É obviamente insolúvel, especialmente no contexto da astronomia, onde surgiu pela primeira vez. Depois que Newton resolveu as equações diferenciais para o problema dos dois corpos (o que explica por que os planetas se movem em órbitas elípticas ao redor do Sol), ele voltou sua atenção para o problema dos três corpos para o Sol, a Terra e a Lua. Nem ele nem outros cientistas conseguiram resolvê-lo. Mais tarde, descobriu-se que o problema dos três corpos contém as sementes do caos, ou seja, a longo prazo, seu comportamento é imprevisível.

Newton não sabia nada sobre a dinâmica do caos, mas de acordo com seu amigo Edmund Halley, ele reclamou que o problema dos três corpos lhe dava dor de cabeça e o mantinha acordado com tanta frequência que ele não pensava mais nisso.

Aqui estou com você, Sir Isaac.

O principal problema da matemática escolar é que não há problemas nela. Sim, eu sei o que se passa por problemas na sala de aula: esses exercícios chatos e sem gosto. “Aqui está a tarefa. Aqui está como resolvê-lo. Sim, eles acontecem em exames. Tarefas domésticas 1-15. Que maneira triste de aprender matemática: torne-se um chimpanzé treinado.

Paul Lockhard

do ensaio "O lamento do matemático"

A matemática é provavelmente um dos ramos mais estranhos da ciência. Em nenhum outro assunto os opostos combinam tão fortemente: do rigor das provas formais à capacidade de “ver” certas construções. A matemática tem beleza interior e beleza exterior. Não há nada mais emocionante do que uma decisão problemas de matemática. E nenhuma outra matéria é ensinada na escola de forma tão incompetente.

Como o estudo da matemática geralmente começa na escola? Desde a emissão de um conjunto incompreensível de símbolos e definições para crianças de 7 a 8 anos, e um sistema de algoritmos para uso deste abracadabra. Coisas separadas, por exemplo, a tabuada, são memorizadas.

Nas próximas aulas, com base neste sistema, os alunos serão instruídos e forçados a memorizar um conjunto de rituais xamânicos que lhes permitem resolver problemas laboriosos. Novas definições surgirão, como "fração própria" e " Fração imprópria sem a menor explicação de onde veio e, mais importante, por quê. Atenção especial será dedicado a resolver problemas de texto inúteis e trabalhosos que têm a mesma relação com a realidade que os próprios algoritmos.

Como um pequeno teste, podemos oferecer para lembrar: quantas vezes em sua vida você precisou determinar a fração correta ou imprópria?

Fui obrigado a aprender de cor: o quadrado da soma de dois números é igual à soma de seus quadrados, acrescido de seu duplo produto. Eu não tinha a menor ideia do que isso poderia significar; quando eu não conseguia me lembrar dessas palavras, o professor me deu um golpe na cabeça com um livro, o que, no entanto, não estimulou nem um pouco meu intelecto.

Bertrand Russel

Filósofo, lógico e matemático inglês

Ao mesmo tempo, os professores reprimirão impiedosamente qualquer dissidência. Tente escrever 5/2 em vez de 2 1/2 (ao qual você sempre quer objetar: se eu tiver três maçãs, cada uma dividida ao meio, então pegarei 5 metades, não 2 maçãs e 1 metade).

Este tópico pode ser continuado por algum tempo. Além disso, isso já é feito no ensaio de Paul Lockhart "The Mathematician's Lament". Mostra muito bem "Quem é o culpado". Mas a resposta para a segunda pergunta importante - "O que fazer" não é dada.

Uma resposta a esta pergunta é dada em um livro maravilhoso, recentemente traduzido para o russo. O livro se chama O prazer de x.

Prazer de x

Se você não consegue explicar algo para uma criança de seis anos, você mesmo não entende.

Albert Einstein

Este é o livro que deve ser desktop para qualquer professor de qualquer disciplina técnica, seja matemática ou ciência da computação.

O autor deste tratado, Steven Strogatz, é um matemático de classe mundial e professor de matemática aplicada na Cornell University, nos EUA (uma das principais universidades técnicas do mundo). E, a julgar pelo livro, essa pessoa combinou duas qualidades maravilhosas que fizeram deste trabalho um best-seller: Steven Strogatz é um forte matemático e professor em uma pessoa.

Você pode ensinar, mas não conhece bem o assunto. Você pode conhecer bem o assunto, mas não ser capaz de ensinar. Você pode ser capaz de fazer as duas coisas, mas medíocre. Stephen Strogatz pertence a um tipo diferente: ele sabe e sabe ensinar corretamente.

Sobre o que é esse livro? Na verdade, sobre tudo o que está de alguma forma ligado à matemática. Seções do livro à primeira vista são escolhidas de forma caótica (Números, Proporções, Números, Tempo de Mudanças, Dados Diversos, Fronteiras são possíveis), mas à medida que você lê, você começa a entender o que o autor queria transmitir. O livro é baseado em pesquisas. Pesquisa realizada pelo autor em conjunto com o leitor.

A gama de tarefas em consideração é enorme. Qualquer pessoa, mesmo um excelente conhecimento de matemática, aprenderá algo novo com isso. Ao mesmo tempo, são considerados tarefas práticas(por exemplo, calcular os juros ganhos em ações investidas em mercado de ações), e completamente abstrato.

Muitas tarefas são dadas em um contexto histórico. Eu gostaria de me deter aqui separadamente: agora, a história do desenvolvimento da matemática foi descartada de quase todos os livros didáticos. Entretanto, somente entendendo o contexto histórico, pode-se percorrer todo o caminho - de aritmética simplesàs teorias matemáticas modernas.

Considere, por exemplo, equações quadráticas. Quantas lágrimas foram derramadas por alunos e professores na tentativa de memorizar o feitiço: X um-dois é igual a menos ba mais ou menos a raiz de ba ao quadrado menos quatro a-tse e divida tudo por dois a.

A propósito, essa forma de escrever não é mais correta de acordo com os novos padrões matemáticos - aprox. editor.

Pessoas com boa memória e/ou “no assunto” ainda podem lembrar do teorema de Vieta. Mas, em vez de tudo isso, Stephen Strogatz dá uma explicação elegante, inventada por al-Khwarizmi, com a ajuda da qual, sem fórmulas, você pode encontrar uma solução fácil e natural (embora incompleta: naqueles dias, os números negativos ainda não eram amplamente utilizado). E garanto que quem ler esta decisão se lembrará dela para sempre. A primeira vez.

De capítulo para capítulo, a complexidade das tarefas aumenta. Mas a compreensão não se perde, que é o prazer especial de ler O Prazer de x. O leitor está imerso na atmosfera que o autor criou para ele, praticamente, em um admirável mundo novo.

Não sei com o que comparar este livro. Talvez com as famosas palestras de Feyman sobre física, ou com "Você deve estar brincando, Sr. Feyman". Mas uma coisa é certa: este livro deixará sua marca na alma de quem o ler.