دنیای ریاضی

دنیای ریاضی

خدایا چنان کن سر انجام کار ***تو خوشنود باشی و ما رستگار
دنیای ریاضی

دنیای ریاضی

خدایا چنان کن سر انجام کار ***تو خوشنود باشی و ما رستگار

رهیافتی به بعد چهارم

از مجله:مجله الکترونیکی شماره 8 دبیرستان
نویسنده :امیررضاعرب 

در این مقاله به معرفی بعد چهارم پرداخته شده است.  

 

خط d را در صفحه در نظر بگیرید. اگر O نقطه‌ی دلخواهی بر d و نقاط به ترتیب قرینه‌ی A,B نسبت به O باشند، آیا می‌توان AB را با حرکت دادن روی d بر منطبق کرد؟

 

ادامه آن را در اینجا مطالعه نمایید.  

با تشکر از  انجمن ریاضیدانان جوان 

فرمول ریاضی جمع کردن چادر هم پیدا شد!

گروهی از دانشمندان توانسته‌اند ساده‌ترین و کم‌انرژی‌ترین راه برای تا کردن یک چادر مسافرتی تاشو را پیدا کنند. این روش در یک حرکت، چادر بزرگ را به سه حلقه تودرتو تبدیل کرده و آن را جمع می‎کند.

مجید جویا: آیا تا به حال برایتان پیش آمده که بخواهید یک چادر مسافرتی قوس‌دار را جمع کرده و در کیفش جا دهید؟ چاره کار همین جاست؛ نظریه‌ای ریاضی برای توصیف شکل‌هایی که انواع حلقه‌های انعطاف‌پذیر تشکیل‎دهنده این چادرها به خود می‌گیرند. آلین جوناس، دانشمند علم مواد در دانشگاه کاتولیک فرانسوی زبان لوون در بلژیک که سرپرستی این تحقیق را به عهده داشته است، می‌گوید: «ما بهترین راه را برای خم کردن این حلقه‌ها پیدا کرده‌ایم».
به گزارش نیچر، حلقه‌های خم شده در بسیاری از استفاده‌های روزمره خود را نشان می دهند. جوناس و همکارانش مثال‌هایی دیگری را از این کاربردها به غیر از استفاده در چادرها می‌آورند که شامل سبدهای جمع شو لباس، دروازه‌های خود باز شونده فوتبال و مجسمه‌های ساخته شده از چوب و یا کاغذ است. خم شدن حلقه‌‌ها هم بیش از حدی است که بتوانند به حالت یک حلقه معمولی مسطح قرار بگیرند، بنابراین یا آنها به شکل زین سه بعدی خم می‌شوند و یا با پیچیدن به شکل چیزی که شبیه توده‌ای از حلقه‌های مسلسل است، در حجم صرفه جویی می‌کنند.
 

 

گرد و گرداگرداین پژوهشگران در تحقیق خود نشان داده‌اند که این شکل‌ها را می‌توان با استفاده از نظریه‌ای که به مفهوم ریاضی کلیدی واحدی به نام "بیش خمش" استناد می کند، با دقت بالایی پیش‌بینی کرد. بیش خمش مقداری است که به وسیله آن یک حلقه بیشتر از یک دایره کامل تانشده با همان طول، خم می‌شود.
از این نتایج می‌توان برای پیدا کردن ساده‌ترین مسیر‌های تا پشدن برای فرو کاهیدن یک حلقه بیش خمیده شده به یک سیم پیچ کوچک استفاده کرد (مشکل همیشگی جمع کردن یک چادر مسافرتی). جوناس می‌گوید: «پیدا کردن این مسیر به طور تجربی چیز کمی نیست. شما به طور طبیعی و با تغییر شکل دادن حلقه به دو دایره کوچک‌تر شروع می‌کنید، چون این آسان‌ترین راه ممکن است. اما سپس مجبور می‌شوید که این فرایند را ادامه دهید و حلقه را به شکل‌هایی درآورید که نیاز به انرژی بیشتری دارند».
«در عوض، اگر شما راهی را که ما پیشنهاد می‌کنیم طی کنید، مجبور به استفاده انرژی بیشتری در شروع خواهید بود، اما پس از آن باید از موانع کم انرژی‌تری عبور کنید تا به دره انرژی حلقه‌ای که به صورت سه‌تایی بر روی هم قرار گرفته است، برسید». که بدین معنی است که شما با دنبال نکردن مسیری که در ابتدا کم‌ترین انرژی را مصرف می‌کند، در ادامه به دام مصرف انرژی بیشتر نیفتاده‌اید. محققین روشی را با جزئیاتش برای بهترین راه رسیدن به سه حلقه روی هم قرار گرفته، فراهم کردند که در انیمیشن بالا می‌بینید.
آنها همچنین نشان دادند که چنین حلقه‌ای می‌تواند حتی به صورت فشرده‌تر و تا شده‌تری ساخته شود، مثلا در 5 حلقه به جای 3 حلقه. جوناس می‌گوید: «این کار سخت‌تر است، به دلیل اینکه موانع انرژی بزرگ‌تر هستند». و می‌افزاید که برای یک چادر، بهترین راه این خواهد بود که سه نفر حضور داشته باشند. او هیچ دلیلی نمی‌بیند که چرا مسیر تاشوی پیش‌بینی شده گروهش نباید برای چادر‌های واقعی، اجرایی شود، البته به شرطی که ماده میله اصلی، به اندازه کافی قوی و انعطاف‌پذیر باشد.
 

از چادر زدن تا کروموزوم‌هاجوناس فکر می‌کند که شاید در مقیاس مولکولی نیز، این نتایج برای فهم شکل‌ برخی حلقه‌های نسبتا سخت مولکولی همچون پلامید‌ها (حلقه‌هایی از دی‌ان‌ای که درون جاندارانی همانند باکتری‌ها یافت می‌شوند) و دیگر پلیمرهای حلقه‌ای شکل به کار آید.
باسیله آدولی، ریاضیدانی در مرکز جین لراند دآلمبرت در دانشگاه پیر و مادام کوری پاریس مشغول به کار است، اشاره می‌کند که یافته‌های نسبتا مشابه و مرتبط دیگری توسط خیلی افراد دیگر گزارش شده است. وی می‌گوید: «در حال حاضر علاقه زیادی به این نوع مسائل مکانیکی بنیادین وجود دارد». برای مثال او می‌گوید که مسئله مشابهی مربوط به حاشیه‌های خم شده در لبه‌های برخی برگ گیاهان مطرح شده است.
جوناس می‌گوید که با مقایسه کارش با کارهای قبل از این، یافته او که عامل تنهای بیش خمش، مسئله مکانیکی را توصیف خواهد کرد، «خاصیتی را دارد که به ما اجازه می‌دهد تا قوانین عمومی را پیدا کنیم و ابزارهای طراحی با قابلیت کاربرد آسان را تهیه کنیم».


این صدای نسبت طلایی است، زیباترین راز ریاضیات

این صدای نسبت طلایی است، زیباترین راز ریاضیات / فیلم

 نسبت طلایی یکی از زیبایی‌های دنیای ریاضی است که رد آن را در جای‌جای طبیعت می‌توان مشاهده کرد، از نسبت طول اندام‌های انسان گرفته تا چشم‌نوازترین آثار معماری و حتی رشد مارپیچ دانه‌های گل آفتابگردان.

نسبت طلایی، عددی غیرگویا (گنگ) است که با حرف یونانی فی نمایش داده می‌شود. مقدار دقیق آن از رابطه 2/( 5√+1)= φ بدست می‌آید که حدود 1.618033988749894848294586834 است. بسیاری از هنرمندان معتقدند شکل‌هایی که در آن‌ها نسبت طلایی رعایت شده است، چشم‌نوازترین شکل‌های ممکن را تشکیل می‌دهند. مثال معروف آن‌ها، کاغذهای استاندارد سری A (مانند کاغذ A4 به ابعاد 210×297 میلی‌متر) است که در آن‌ها نسبت طول به عرض برابر نسبت طلایی است. نسبت طلایی هم‌چنین از رشته فیبوناچی نیز بدست می‌آید. رشته فیبوناچی یکی از جالب‌ترین رشته‌های اعداد است که در آن، عدد بعدی برابر حاصل‌جمع دو عدد قبلی است (1,1,2,3,5،8،13,21,34،55،89 و ...) و هرچه این رشته بیشتر ادامه پیدا کند، نسبت عدد بزرگ‌تر به عدد قبلی به نسبت طلایی نزدیک‌تر می‌شود.
مایکل بلیک، موسیقیدانی که به ریاضیات علاقه دارد، قطعه‌ای موسیقی را بر اساس نسبت طلایی نوشته است. او برای این کار، رقم‌های اعشار نسبت طلایی را به صورت نت‌های موسیقی بازنویسی کرده و حاصل آن‌ را به صورت یک کلیپ ویدیویی آماده کرده است.
شما از شیندن این کلیپ چه حسی پیدا کردید؟ پاسخ‌های خود را در بخش نظرات در پایین همین مطلب بنویسید.

زن ریاضیدان ایرانی، برنده عالی ترین جایزه ریاضی جهان

دکتر مریم میرزاخانی، استاد 37 ساله دانشگاه استنفورد به عنوان نخستین زن  ریاضیدان جهان موفق به دریافت مدال «فیلدز» شد که به عنوان عالی ترین جایزه علمی رشته ریاضیات از آن به عنوان «نوبل ریاضیات» یاد می‌شود.

 پروفسور میرزاخانی که به دلیل تحقیقات  برجسته‌اش در حوزه هندسه و نظریه ارگودیک کاملا شناخته شده است به همراه  آرتور آویلا، مانجول بهارگوا و مارتین هایرر مدال فیلدز ۲۰۱۴ را امروز در  کنگره بین‌المللی ریاضیات که در سئول کره جنوبی برگزار می‌شود، دریافت  می‌کند.

 بنابر اعلام داوران، مریم میرزاخانی در زمینه نظریه سطوح ریمانی و فضاهای  مدولی آن به پیشرفت‌های چشمگیری نائل آمده و افق‌های جدیدی را در این رشته  گشوده است. 

 مدال فیلدز از سال 1936 هر چهار سال یکبار به برترین ریاضیدانان جوان (زیر  40 سال) جهان اعطا می شود که میرزاخانی، نخستین زن برنده این جایزه به شمار می‌رود.

 دکتر میرزاخانی که چندی پیش جایزه 2014 موسسه ریاضی Clay را نیز دریافت  کرده در سال 2005 از سوی نشریه آمریکایی «پاپیولار ساینس» به عنوان یکی از  10 ذهنِ جوان برگزیده سال در آمریکای شمالی معرفی شد.

 وی جوایز علمی متعدد دیگر از جمله جایزه ستر انجمن ریاضی آمریکا در سال ۲۰۱۳ را در کارنامه علمی خود دارد.

 میرزاخانی که متولد تهران است در سال‌های ۱۳۷۳ و ۱۳۷۴ در زمان تحصیل در  دبیرستان با کسب مدال طلای المپیاد ریاضی کشوری به المپیاد جهانی ریاضیات  در هنگ کنگ و کانادا اعزام شد که در المپیاد ۱۹۹۵ کانادا علاوه بر کسب مدال طلا حائز بالاترین امتیاز در بین دانش آموزان جهان شد. وی پس از اتمام  تحصیلات متوسطه در دبیرستان فرزانگان تهران، تحصیلات کارشناسی خود را در  رشته ریاضی در دانشگاه صنعتی شریف به پایان برد.

 میرزاخانی پس از پایان دوره کارشناسی برای ادامه تحصیل به دانشگاه هاروارد  آمریکا رفت. وی در سال ۱۹۹۹ میلادی زمانی که در دانشگاه پرینستون به تحقیق و تدریس اشتغال داشت موفق شد راه‌حلی برای یک مشکل ریاضی پیدا کند.  ریاضیدانان مدت‌های طولانی است که به دنبال یافتن راه عملی برای محاسبه حجم رمزهای جایگزین فرم‌های هندسی هذلولی بوده‌اند و در این میان مریم  میرزاخانی جوان در دانشگاه پرینستون نشان داد که با استفاده از ریاضیات  شاید بتوان بهترین راه را به سوی دست یافتن به راه‌حلی روشن در اختیار  داشت: محاسبه عمق حلقه‌های ترسیم شده بر روی سطوح هذلولی.

 میرزاخانی تلاش دارد تا معمای ابعاد گوناگون فرم‌های غیر طبیعی هندسی را حل کند. در صورتی که جهان از قاعده هندسه هذلولی تبعیت کند، ابتکار وی به  تعریف شکل و حجم دقیق جهان کمک خواهد کرد. در واقع مشکل این است که برخی از این اشکال هذلولی هم‌چون doughnuts و یا amoebas دارای ظاهری بسیار نافرم  هستند که محاسبه حجم آنها را به معمایی جدی برای ریاضیدانان مبدل کرده‌است؛ اما میرزاخانی با یافتن راهی جدید در واقع دست به یک ابتکار عمل بزرگ زد و با ترسیم یک سری ازحلقه‌ها بر روی سطح این گونه اشکال پیچیده به محاسبه  حجم آنها پرداخت.

 میرزاخانی در سال 2005 زمانی که با کمتر از 30 سال سن در دانشگاه پرینستون آمریکا تدریس می کرد از سوی نشریه علمی Popular Science به عنوان یکی از  10 مغز برتر امریکای شمالی معرفی شد. به نوشته‌ی یواس‌ای تودی این فهرست ۱۰ نفره شامل محققان و نخبگان جوانی است که در حوزه‌های ابتکاری مشغول به  فعالیت هستند و با این حال معمولا از چشم عموم پنهان مانده‌اند.

 دلیل انتخاب مریم میرزاخانی، فعالیت های وی در زمینه محاسبه حجم‌های فضایی منحنی هندسی بود. 

تبریک عید فطر

 

عید فطر مبارک 

 

FETR[www.20patogh (9) عکس هایی با موضوع عید سعید فطر