בספרו "אריתמטיקה אוניברסליס" הציג אייזיק ניוטון חידה שנראית במבט ראשון כמו תרגיל פשוט ביחס ישר - עד שמנסים לפתור אותה ומגלים שהיא מסרבת להסתדר.
הסיבה מוסתרת בפרט אחד קטן: העשב במרעה אינו כמות קבועה שממתינה לשוורים. הוא ממשיך לצמוח כל הזמן שהם אוכלים.
הנתונים:
12 שוורים אוכלים את כל העשב שבשדה בגודל 3 ושליש דונם בתוך 4 שבועות.
21 שוורים אוכלים את כל העשב שבשדה בגודל 10 דונם בתוך 9 שבועות.
כמה שוורים יאכלו את כל העשב שבשדה בגודל 24 דונם בתוך 18 שבועות?
נניח שכל השדות זהים: העשב מתחיל באותה כמות לדונם, צומח בקצב אחיד וזהה, וכל שור אוכל אותה כמות בשבוע.
נסו לחשוב מה בדיוק השוורים אוכלים. הם אוכלים שני דברים: את העשב שכבר היה בשדה כשהם נכנסו אליו, ואת כל העשב שהספיק לצמוח במהלך השבועות שבהם רעו. ככל שהזמן ארוך יותר, החלק השני גדול יותר - ולכן אי אפשר להשתמש כאן ביחס ישר פשוט.
סמנו שלושה נעלמים: a = כמות העשב ההתחלתית בדונם אחד, b = כמות העשב שצומחת בדונם אחד במשך שבוע, c = כמות העשב ששור אחד אוכל בשבוע.
עבור שדה בגודל S דונם שנאכל כולו על ידי n שוורים בתוך T שבועות מתקיים:
S × (a + T × b) = n × T × c
הציבו את שני הנתונים, קבלו שתי משוואות, ומצאו מהן את b ואת a ביחידות של c. אחר כך הציבו בשאלה השלישית.
התשובה: 36 שוורים.
נשתמש בסימונים מהרמז העבה ובמשוואה S(a + Tb) = nTc.
מהנתון הראשון (S=10/3 דונם, n=12, T=4): (10/3)(a + 4b) = 48c. נכפיל את שני האגפים ב-3 ונקבל 10a + 40b = 144c.
מהנתון השני (S=10, n=21, T=9): 10(a + 9b) = 189c, כלומר 10a + 90b = 189c.
נחסר את המשוואה הראשונה מהשנייה: 50b = 45c, ולכן b = 0.9c.
נציב חזרה: 10a = 144c - 40 × 0.9c = 144c - 36c = 108c, כלומר a = 10.8c.
ועכשיו לשאלה (S=24, T=18): 24(a + 18b) = 18nc.
נציב: 24(10.8c + 18 × 0.9c) = 24(10.8c + 16.2c) = 24 × 27c = 648c.
ומכאן 648c = 18nc, ולכן n = 648/18 = 36.
שימו לב כמה מטעה כאן האינטואיציה: השדה גדל פי 7.2 לעומת השדה הראשון והזמן גדל פי 4.5, אבל מספר השוורים גדל רק פי 3 - כי ככל שהרעייה נמשכת זמן רב יותר, חלק גדול יותר מהמזון מגיע מהעשב שצומח תוך כדי.
תגובות
- לא נמצאו תגובות




Post comment as a guest