המתמטיקאי הצרפתי קלוד גספר בשה דה מזיריאק (1581-1638) ידוע בעיקר בזכות דבר אחד: הוא זה שתרגם ופרסם את "אריתמטיקה" של דיופנטוס - אותו עותק שבשוליו רשם פייר דה פרמה את ההערה המפורסמת בהיסטוריה של המתמטיקה. אבל בשה גם אסף וכתב ספר שלם של חידות מתמטיות משעשעות, וזו אחת המפורסמות שבהן.
לפניכם מאזני כפות פשוטים, בעלי שתי כפות.
ברצונכם לשקול בעזרתם כל משקל שלם מ-1 ק"ג ועד 40 ק"ג.
מהו מספר המשקולות הקטן ביותר שדרוש לשם כך, ומה משקלה של כל אחת מהן?
שימו לב לפרט חשוב: מותר להניח משקולות על שתי הכפות - כולל על הכף שבה מונח החפץ הנשקל.
אילו היה מותר להניח משקולות בכף אחת בלבד, הייתם זקוקים לחזקות של 2 (1, 2, 4, 8, 16, 32). כאן מותר יותר - ולכן צריך פחות.
משקולת שמונחת יחד עם החפץ פועלת למעשה כמו סימן מינוס. לכן כל משקולת יכולה לתרום למאזן אחד משלושה ערכים: פלוס, מינוס או כלום. שלוש אפשרויות לכל משקולת - איזו מערכת ספירה מסתתרת כאן?
די בארבע משקולות בלבד: 1, 3, 9 ו-27 ק"ג - חזקות של 3.
מכיוון שכל משקולת יכולה להיות בכף הנגדית (פלוס), בכף החפץ (מינוס) או מחוץ למאזניים (אפס), כל משקל שלם ניתן להצגה כסכום עם סימנים. זהו למעשה ייצוג בבסיס 3 "מאוזן".
כמה דוגמאות:
• 2 = 3 - 1 (המשקולת 1 מונחת יחד עם החפץ)
• 5 = 9 - 3 - 1
• 7 = 9 + 1 - 3
• 20 = 27 - 9 + 3 - 1
• 40 = 27 + 9 + 3 + 1
מדוע דווקא 40? סכום כל המשקולות הוא 1+3+9+27 = 40, וזהו כמובן המשקל הכבד ביותר שניתן לאזן. היופי הוא שכל 40 המשקלים השלמים מ-1 עד 40 - כולם ללא יוצא מן הכלל - מתקבלים בדרך זו.
ומדוע שלוש משקולות לא יספיקו? שלוש משקולות מייצרות לכל היותר 3³ = 27 צירופים שונים. אחד מהם הוא "כלום על המאזניים", והשאר מתחלקים לזוגות סימטריים של חיובי ושלילי - כלומר לכל היותר 13 משקלים חיוביים שונים. זה רחוק מאוד מ-40.
אותו רעיון בדיוק, של ייצוג מספרים בבסיס 3 מאוזן, שימש בהמשך גם במחשבים ניסיוניים מבוססי טרנארי - ובראשם המחשב הסובייטי "סטוּן" משנות ה-50.
תגובות
- לא נמצאו תגובות




Post comment as a guest