جذابیتها ی ریاضی

[ozgor]

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

تاریخ را معمولا غربیها نوشته اند، و تا آنجا که توانسته اند آن را به نفع خود مصادره کرده اند. بنابراین نمی توان انتظار داشت نوادگان اروپائیانی
که سیاهان آفریقا را در حد یک حیوان پائین آورده و آنها را به بردگی کشانده اند، آنها را انسانهائی با سوابق کهن تاریخی و علمی معرفی نمایند.
البته این کلام مصداق کلی ندارد، و فقط اشاره به جریان حاکم در تاریخنگاری غربیها دارد.

اگر به تاریخ آفریقا نگاه کنیم،

قدیمیترین شئ ریاضی از 35000 سال پیش از میلاد در سوازیلند کشف شده.
قدیمیترین مثال حساب از 6000 سال پیش از میلاد در زئیر کشف شده.
هرم عظیم گیزا که یک شاهکار مهندسی است، حوالی سال 2650 پیش از میلاد در مصر ساخته شده.
پاپیروس مصری 4000 ساله معروف به مسکو، حاوی مطالبی از هندسه است.

لازم به اشاره است که، یونانیان نیز مبانی ریاضی را از بابلیان به ارث برده‌اند.



ریاضیات مدون در حدود 2000 سال قبل از میلاد مسیح ، توسط بابلیان بوجود آمد .
در آن زمان بابلیان نتایج جبر مقدماتی را یکجا جمع کردند.

اما ریاضیات به مفهوم واقعی و امروزی آن ، در سرزمین یونان و در قرنهای 4 و 5 قبل از میلاد ایجاد شد.

به تدریج توسعه یافت، اوج رشد آن در قرن 17 با بوجود آمدن هندسه تحلیلی و حساب دیفرانسیل و انتگرال بود. اما در قرن 19 تجدید نظر کلی و پیشرفتهای فراوان در این علم بوجود آمد.

[ozgor]

ریاضیدانان قرنها درباره خواص شکلهای فضایی (سه بعدی) تحقیق کرده اند. شکلهای فضایی که آسانتر از همه رده بندی می شوند، چندوجهی نام دارند.
فقط پنج چند وجهی منتظم وجوددارد، که عبارتند:
از چهار وجهی (دارای رویه های مثلث شکل )، مکعب(دارای شش رویه مربع شکل)، هشت وجهی (دارای رویه های مثلث شکل)، دوازده وجهی (دارای رویه های پنج ضلعی)، و بیست وجهی که (دارای رویه های مثلث شکل) می باشد.


[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[ozgor]

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

اعداد مثلثی
1، 3، 6، 10، 15، 21 و ... بنظر شما این اعداد چه ویژگی مشترکی دارند؟ اگر دست به قلم نشویم و شکل نکشیم و آزمایش نکنیم، فهمیدن ارتباط میان آنها کمی دشوار است. به این شکل دقت کنید مشکل شما حل خواهد شد. به اعداد موجود در این سری، اعداد مثلثی می گوییم.
1 = 1
3= 1+2
6= 1+2+3
10= 1+2+3+4
15= 1+2+3+4+5
21= 1+2+3+4+5+6
. . .


اما شکل اول یک ایده جدید به ما می دهد که می توانیم این اعداد را همانند پاراگراف بالا نیز تفسیر کنیم.

به بیان دیگر می توان گفت که هرعدد مثلثی تشکیل شده است از حاصل جمع یکسری از اعداد متولی طبیعی. به این معنی که اولین عدد مثلثی مساوی است با مجموع یک عدد از اعداد طبیعی، دومین معادل است با مجموع دو عدد از اعداد طبیعی، سومین معادل است با مجموع س عدد از اعداد طبیعی و ... و بالاخره n امین عدد مثلثی معادل است با مجموع n عدد از اعداد طبیعی که اگر ریاضیات دبیرستان را هنوز فراموش نکرده باشید بخاطر خواهید آورد که مقدار این عدد معادل n(n+1)/2 خواهد بود. (یک تصاعد ساده حسابی)

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
مجموع دو عدد مثلثی متوالی
اگر هر دو عدد پشت سرهم در سری اعداد مثلثی را با هم جمع کنیم حاصل جمع یک عدد مربع می شود. مثلا" 1+3=4 یا 3+6=9 یا 6+10=16 و ... البته دلیل آن ساده است به شکل دوم توجه کنید و ببینید که چگونه دو مثلث قرمز و سبز روی هم تشکیل یک مربع را می دهند. (سعی کنید با استدلال ریاضی هم این موضوع را ثابت کنید، ساده است از همان رابطه بالا استفاده کنید.)


مطلب اخیر اغلب بصورت قضیه "مربع هر عدد طبیعی برابر است با مجموع دو عدد مثلثی متوالی" نیز مطرح می شود.

[ozgor]

نیکلای ایوانویچ لباچفسکی (Lobachevsky, Nikolay Ivanovich) از جمله اولین کسانی بود که قواعد هندسه اقلیدسی را که بیش از 2000 سال بر علوم مختلف ریاضی و فیزیک حاکم بود درهم شکست. کسی باورش نمی شد هنگامی که اروپا مرکز علم بود شخصی در گوشه ای از روسیه بتواند پایه های هندسه اقلیدسی را به لرزه در بیاورد و پایه های علم در قرن نوزدهم را پی ریزی کند.


خیال نداریم راجع به خود او صحبت کنیم بلکه می خواهیم بطور مختصر بیان کنیم که او چه کرد. در میان اصول هندسه اقلیدسی اصلی وجود دارد به اینصورت : از هر نقطه خارج یک خط نمی توان بیش از یک خط موازی ( در همان صفحه ای که خط و نقطه در آن قرار دارند) به موازات آن خط رسم کرد.

در طول سالها این اصل اقلیدس مشکل بزرگی برای ریاضی دانان بود. چرا که ظاهری شبیه به قضیه داشت تا اصل. مقایسه کنید آنرا با این اصل اقلیدس که می گوید بین هر دو نقطه می توان یک خط راست کشید و یا اینکه همه زوایای قائمه با هم برابر هستند.

حقیقت آن است که بسیاری از ریاضی دانان سعی کردند که این اصل اقلیدس را اثبات کنند اما متاسفانه هرگز این امر ممکن نشد. حتی خیام در برخی مقالات خود سعی در اثبات این اصل کرد اما او نیز همانند سایرین به نتیجه نرسید.

لباچفسکی (1792 - 1856) نیز همانند بسیاری از دانشمندان علوم ریاضی سعی در اثبات این اصل کرد و هنگامی که به نتیجه مطلوب نرسید نزد خود به این فکر فرو رفت که این چه هندسه ای است که بر پایه چنین اصل بی اعتباری استوار شده است. اما لباچفسکی در کوشش بعدی خود سعی کرد تا رابطه میان هندسه و دنیای واقعی را پیدا کند.

او معتقد بود اگر نتوانیم از سایر اصول هندسه اقلیدسی این اصل را ثابت کنیم باید به فکر مجموعه اصول دیگری برای هندسه باشیم. اصولی که در دنیای واقعی حضور دارند. او پس از بررسی های بسیار چنین بیان کرد :

از هر نقطه خارج یک خط می توان لااقل دو خط در همان صفحه به موازات خط رسم کرد

هر چند پس از این فرض بنظر می رسید که وی در ادامه به تناقض های بسیاری خواهد رسید اما او توانست بر اساس همین فرض و مفروضات قبلی اقلیدس به مجموعه جدید از اصول هندسی برسد که حاوی هیچگونه تناقضی نباشد. او پایه های هندسه ای را بنا نهاد که بعدها کمک بسیار زیادی به فیزیک و مکانیک غیر نیوتنی نمود.

[ozgor]

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
ارشمیدس (287-212 قبل از میلاد)
ارشمیدس (Archimedes) از بزرگترین ریاضی دانان همه اعصار و به یقین بزرگترین آنها در عهد عتیق از اهالی شهر یونانی سیراکیوز واقع در جزیره سیسیل بود. وی در حدود سال 287 قبل از میلاد به دنیا آمد و در زمان غارت سیراکیوز به دست رومیان در سال 212 قبل از میلاد در گذشت.


ارشمیدس پسر یک منجم بود و بخش قابل توجهی از زندگی خود را در مصر و نیز دانشگاه اسکندریه گذراند. مورخین رومی داستانهای بسیار جالبی را به او نسبت می دهند در این میان از همه آشنا تر توصیفاتی است که از تدابیر استادانه ارشمیدس برای کمک به دفاع از شهر سیراکیوز در مقابل محاصره ای که به وسیله سردار روم مارسلوس (Marcellus) رهبری می شد بود.

اختراع ، ساخت و بهبود منجیق (وسیله پرتاب سنگهای بزرگ) را به او نسبت می دهند. منجیق های ساخت او دارای قدرت زیاد و برد قابل تنظیم بود و بسادگی توانایی هدف گیری کشتی های دشمن هنگامی که به خشکی نزدیک می شدند را داشت.

همچنین این داستان که او از آینه های قوسی بزرگ برای به آتش کشیدن کشتی های دشمن استفاده می کرد به او منصوب می باشد.

این گفته بسیار دقیق نیز از او می باشد : "جایی برای ایستادن به من بدهید تا زمین را بلند کنم". وی بر اساس همین گفته اقدام به حرکت دادن کشتی های سنگین با استفاده از قرقره های مرکب نمود. کاری که تا قبل از آن نیاز به تعداد زیادی کارگر داشت.

بنظر می رسد که ارشمیدس از قدرت تمرکز بسیار بالایی برخوردار بود و برخی از رویاتهای جالب نیز به بی خبری او از دنیای اطراف مرتبط می شود، بخصوص هنگامی که مشغول فکر کردن راجع به مسئله خاصی بود.

یکی از ماجراها مربوط می شود به سوء ظن پادشاهی - شاه هیرون - که می خواست بداند آیا در تاجی که برای او ساخته شده است به غیر از طلا از نقره هم استفاده شده است یا خیر. پادشاه برای اطمینان از ارشمیدس تقاضا کرد تا تاج را بررسی کند و داستان به آنجا کشید که ارشمیدس روزی در حمام توانست یکی از قوانین مهم فیزیک - هیدرواستاتیک - را کشف کند و در حالی که برهنه بود به خیابان دوید و گفت یافتم (Eureka)، یافتم. (ادامه دارد ...)

[ozgor]

در کشور ما ایران در سده های چهارم و پنجم هجری ، بسیاری از ریاضی دانان ایرانی ، به بررسی تصاعد ها پرداخته‌ اند از جمله « ابوریحان بیرونی » در کتاب خود به نام « آثار الباقیه عن القرون الخالیه » مسئله معروف صفحه شطرنج را که در واقع مسئله ای مربوط به یک تصاعد هندسی است که جمله ی اول آن واحد و تعداد جمله ها 64 باشد ، حل کرده است و با استدلال دقیق ، مجموع جمله های این تصاعد را به دست آورده است

18446744073551615.

درباره صفحه شطرنج ، روایتی وجود دارد . وقتی مخترع شطرنج ، کشف خود را به شاه عرضه کرد ، شاه از اوخواست پاداشی بخواهد ، دانشمند پاسخ داد : به خاطر خانه اول شطرنج ، یک دانه گندم به من بدهید و به خاطر خانه دوم دو دانه‌ی گندم و به خاطر خانه سوم چهار دانه‌ی گندم و همینطور برای هر خانه دو برابر خانه‌ی پیش از آن گندم به من بدهید تا به خانه شصت و چهارم برسد . شاه با ساده لوحی فرمان داد یک کیسه گندم به این مرد بدهید . ولی او نپذیرفت و تقاضا کرد پس از محاسبه دقیق ، گندم را به او بدهند و پس از محاسبه، عددی را که در بالا آوردیم پیدا شد .که اگردر تمام سطح کره زمین (یعنی هر جا که خشکی باشد ) گندم بکارند این مقذار گندم به دست نمی آید. ابوریحان بیرونی با استدلال به این نتیجه رسید که مقدار گندم ها برابر 264-1 و برای محسوس کردن این عدد می گوید:در سطح کره مین 2305 کوه را در نظر می گیریم ، اگر از هر کوه 10000رود جاری شود ، در طول رود خانه 1000قطار قاطر حرکت کند و هرقطار شامل 1000قاطر باشد و بر هر قاطر 8 کیسه گندم قرار داده باشیم . ودر هر کیسه 10000دانه گندم باشد . آن وقت عدد همه‌ی این گندم ها از تعداد گندم های صفحه شطرنج کوچکترمی شود.

[ozgor]

در نمایش اعداد به این شیوه،به بعضی از حروف مقادیری رابه صورت زیر نسبت میدهیم:
I=1
V=5
X=10
L=50
C=100
D=500
M=1000

چهار اصل برای خواندن و نوشتن اعداد لاتین وجود دارد:
1.هر چند باری که یک حرف تکرار شود،ارزش آن در تعداد تکرارها ضرب میشود.
به عنوان مثال: XXX=30 CC=200
2.اگر یک حرف با ارزش کمتر بعد از یک حرف با ارزش بیشتر بیاید آنگاه ارزش آن دو جمع میشود:
VI=5+1=6
LXX=50+10+10=70
3.اگر یک حرف با ارزش بیشتر بعد از یک حرف با ارزش کمتر بیاید آنگاه مقادیر آنها از هم کم میشود:
IV=5-1
XC=100-10
CM=1000-100
3_1.تنها توانهای عدد 10 را میتوان از اعداد کم کرد:مثلا عدد95 را نمیتوان به صورت VC=100-5 نشان داد

3_2.تنها یک بار نیتوان از تفریق استفاده کرد.به عنوان مثال عدد 13 را نمیتوان به صورت IIXV=13=15-1-1 نمایش داد

3_3.عدد یک را نمیتوان از ضرایب 10 کم کرد.مثلا عددی مانند IXX وجود ندارد.
مثلا عدد 99 را نمیتوان به صورت (IC=(100-1 نشان داد

4.علامت بار روی حروف ارزش اعداد را 1000 برابر میکند.

[ozgor]

چهل و یکمین عدد مرسن شناخته شد
پس از گذشت کمتر از شش ماه از اکتشاف چهلمین عدد اول مرسن عدد[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

با 7,235,733 رقم نه تنها به عنوان بزرگترین عدد اول مرسن شناخته شده بلکه به عنوان بزرگترین عدد اولی که تا کنون کشف شده است شناخته شد. طبق گزارشی که در سایت "کشف اینترنتی اعداد اول مرسن" (GIMPS) ارائه شد این عدد از الگوریتم "لوکاس- لمر" با موفقیت عبور کرده و در نتیجه عددی اول می باشد.
بزرگترین هفت عدد اول مرسن از جمله آخرین آنها توسط یک همکاری بین المللی به وسیله داوطلبان GIMPS کشف شده اند. آخرین عدد اول مرسن کشف شده توسط یکی از داوطلبان GIMPS به نام "جاش فیندلی" پس محاسباتی دو هفته ای با کامپیوتر P4 2.4GH شناخته شده است این نتیجه به طور جدا گانه توسط "تونی ریکس" و "جف گیلچریس" پس از محاسباتی که به ترتیب 5 و 11 روز به طول انجامیده است تأیید شد.
الگوریتمی که برای تست اول بودن یک عدد در GIMPS مورد استفاده قرار می گیرد توسط دکتر "ریچارد کرندل" - مدیر مرکز محاسبات پیشرفته در کالج رید در ارگون پورتلند - به وسیله نرم افزار Mathematica تهیه شده است.

[ozgor]

آیا میدانید google به چه معنی است؟ Google از کلمه Googol گرفته شده است. Googol هم اسم مستعار یک عدد است که توسط «میلتون سیروتا» نامگذاری شده است.عدد مذکور «ده به توان صد» است(به بزرگی این عدد دقت کنید)
انتخاب گوگل جنبه شعاری دارد.به این مفهوم که گوگل قصد دارد تا سرویسها و خدمات و اهداف خود را به تمام جهان گسترش دهد.
به عدد «ده به توان ده به توان صد» گوگل پلکس(Googolplex) میگویند.
و به عدد «ده به توان ده به توان ده به توان صد»گوگل دوپلکس
(Googolduplex) میگویند.

[ozgor]

تقویم ذهنی بوسیله ریاضی
روش حفظ کل تقویم سال در چند دقیقه:این کار بسیار ساده است. حتی در ظرف یک دقیقه هم امکان پذیر است:
فقط شما کافی است اولین شنبه هر ماه رو بدونید که چندم است؟
مثلا فروردین سوم است.و اولین 5شنبه اون میشود 5+3=8
(رمز:فردین اولین فیلم خود را در 3 سالگی بازی کرد)
برای هر ماه در ذهن خودتون یک رمز بسازید
اسفند:وقتی اسپند دود می کنم یک غول سه سر از اون بیرون میاد!
دومین سه شنبه؟------>3+7+3=13

[ozgor]

یک نفر از اساتید دانشکده شهر آتن پایتخت یونان چندی پیش عددی را کشف کرد که خصایص عجیبی دارد.
آن عدد:142857 میباشد.
اگر عدد مذکور را در دو ضرب کنیم، حاصل: 285714 میشود! (به ارزش مکانی 14 توجه کنید).
اگر این عدد را در سه ضرب کنیم حاصل: 428571 میشود!(به ارزش مکانی 1 توجه کنید).
اگر این عدد را در چهار ضرب کنیم حاصل: 571428 میشود!( به ارزش مکانی 57 توجه کنید).
اگر این عدد را در پنج ضرب کنیم حاصل: 714285 میشود!(به ارزش مکانی 7 توجه کنید).
اگر این عدد را در شش ضرب کنیم حاصل: 857142 میشود! (سه رقم اول با سه رقم دوم جا بجا شده)
اگر این عدد را در هفت ضرب کنیم حاصل: 999999 میشود!
لطفا" ضربهای بالا را خود شما نیز انجام دهید و حاصل را با عدد اصلی مقایسه کنید.

[ozgor]

جالب وخواندنی
بزرگترین عدداول کشف شد

دکتر Nowak آلمانی توسط کامپیوتر شخصی خود که پنتیوم 4 با قابلیت 2.4GHمیباشد بزرگترین عدد اول را کشف کرد.
این عدد از فرمول اعداد اول مرسن بدست آمده که طبق فرمول مرسن n=25964951 میباشد.
یعنی برای بدست آوردن عدد اول مزبور 2 را بتوان n میرسانیم و از آن یک واحد کم میکنیم.

[ozgor]

لطفى زاده در سال ۱۹۲۱ در باکو پایتخت آذربایجان شوروى سابق دیده به جهان گشود. پدرش خبرنگار روزنامه ایرانیان و مادرش روسى الاصل و پزشک بود. در پى مهاجرت هایى که به جهت سیاست سختگیرانه استالین صورت مى پذیرفت، لطفى زاده همراه با خانواده اش در سال ۱۹۳۱ به تهران مهاجرت کرد. او از ۱۰ تا ۲۳ سالگى در ایران زندگى کرد و در ۱۹۴۲ با مدرک مهندسى برق از دانشگاه تهران فارغ التحصیل شده و دو سال بعد به آمریکا رفت و در ۱۹۴۹ موفق به اخذ مدرک PhD از دانشگاه کلمبیا در نیویورک شد و در همان جا شروع به تدریس تئورى سیستم ها کرد و از سال ۱۹۵۹ در دانشگاه کالیفرنیا در برکلى (UCB) در سمت استادى مشغول به تدریس شد. در ۱۹۶۳ ریاست دپارتمان برق دانشگاه برکلى را برعهده گرفت. در ۱۹۵۶ هارولد رابینز بنیانگذار شاخه «تقریب هاى اتفاقى» از علم آمار و احتمالات از طرف موسسه پرینستون از او به مدت یک سال جهت تحقیقات پیشرفته دعوت به عمل آورد. این موسسه یکى از مهمترین موسسات دنیا به شمار مى رود و دانشمندانى همچون آلبرت اینشتین و کرت گودل در آنجا آمد و شد داشتند. در این موسسه بود که لطفى زاده با استفان کلین که خود مبدع نوعى منطق سه ارزشى معروف به منطق سه ارزشى کلین است، آشنا شد. او از کلین اصول ریاضى و منطق چندارزشى را فرا گرفت. آشنایى با منطق هاى چندارزشى را شاید بتوان به مثابه جرقه اى در ذهن لطفى زاده دانست که نهایتاً منجر به ابداع منطق فازى شد. در سال ۱۹۵۶ او مقاله معروف و جنجال برانگیز «مجموعه هاى فازى» را در مجله اطلاعات و کنترل به چاپ رساند.طى اولین سال ها پس از انتشار مقاله، نه تنها طرح پیشنهادى لطفى زاده از پذیرش در محافل علمى محروم ماند بلکه از هر سوى انتقادات شدیدى بر آن وارد شد و با بى مهرى فراوانى مواجه شد. در خیل منتقدان او چهره هاى سرشناسى مانند رودلف اى. کالمن که «فیلتر کالمن» به نام او ثبت شده دیده مى شود. کالمن در سال ۱۹۷۲ در کنفرانس انسان و رایانه در بوردوى فرانسه در خصوص منطق فازى چنین سخنانى را بیان داشت: طرح پیشنهادى لطفى زاده باید شدیداً و حتى به طور بى رحمانه اى از نقطه نظر تکنیکى مورد نقد قرار گیرد... یک سئوال همچنان باقى است: آیا پروفسور لطفى زاده ایده مهمى را مطرح کرده است یا اینکه دستخوش تفکرات خیال پردازانه شده است؟
«هیچ شکى نیست که شور و شوق پروفسور لطفى زاده به مبحث فازى با جو سیاسى حاکم بر ایالات متحده تقویت شده است. جوى که بى سابقه ترین توان تحمل و گوش شنوا را دارد فازى از مباحثى است که باید آن را تحمل کرد. مبحثى که به ارائه شعارهاى عامه پسند تمایل دارد. چیزى که عارى از نظام سخت کارهاى علمى و صبر و حوصله لازم در علوم تجربى است.»
یک خبرنگار در سال ۱۹۷۵ جایگاه لطفى زاده را بین رقیبان خود در برکلى به کوتاهى چنین توصیف کرد: «ویلیام کاهان استاد علم رایانه و ریاضیات در کالیفرنیا (دانشگاه برکلى) که اتاق کارش چند اتاق پایین تر از اتاق کار لطفى زاده است، مى گوید که فازى اشتباه و زیان آور است. من فکر نمى کنم که مسئله اى با منطق ساده و عادى بهتر حل نمى شود ... آنچه لطفى زاده مى گوید همان چیزى است که باعث شده تکنولوژى ما در این آشفتگى افتد و حالا قادر به بیرون کشاندن ما از داخل آن نیست. تکنولوژى ما را به این آشفتگى نکشانده است، بلکه حرص و طمع باعث این آشفتگى شده است. چیزى که ما به آن بیشتر احتیاج داریم تفکر منظم است، نه چیزى کمتر از آن. خطر منطق فازى این است که به نحوى باعث تشویق افکار مبهم و نادرستى مى شود که براى ما مشکلات زیادى به بار خواهد آورد.»در قبال انتقاداتى که بر ایده پیشنهادى لطفى زاده وارد شد او کاملاً سکوت اختیار کرد و با بى تفاوتى به کار بر روى منطق فازى و مفاهیم مرتبط با آن ادامه داد. پس از «مجموعه فازى» کلیه مقالاتى که او به رشته تحریر درآورد در زمینه «فازى»، «استدلال هاى تقریبى» و منطق فازى مباحث مرتبط با آن بود. در سال ۱۹۶۸ مقاله «مفاهیم الگوریتم سیستم هاى فازى»، در سال ۱۹۷۰ «تصمیم سازى فازى»، در سال ۱۹۷۱ «ترتیب فازى» و در سال ۱۹۷۳ «طرح یک راه حل جدید براى تجزیه و تحلیل سیستم هاى پیچیده و فرایندهاى تصمیم گیرى» را به چاپ رساند و در این مقاله به معرفى متغیرهاى زبانى و استفاده از قانون اگر _ آن گاه براى فرموله کردن دانش بشرى پرداخته و اساس کنترل فازى را استوار ساخت. در سال ۱۹۷۳ «مفهوم متغیر زبانى و کاربرد آن در استدلال تقریبى»، در سال ۱۹۷۷ «تئورى استدلال تقریبى» و در سال ۱۹۷۸ «مجموعه هاى فازى به مثابه بنیانى براى تئورى احتمالات»، در سال ۱۹۸۳ «نقش منطق فازى در کنترل عدم قطعیت در سیستم هاى خبره»، در سال ۱۹۸۹ «بازنمایى دانش و در منطق فازى» و بسیارى مقالات دیگر...
پروفسور لطفى زاده در سال ۱۹۹۱ بازنشسته شده است ولى همچنان با جدیت مشغول پژوهش ها و فعالیت هاى علمى و ارائه مقالات جدید هستند.

[ozgor]

یکی از معمول ترین سئوالهائی که مطرح می شود این است که: چه کسی صفر را کشف کرد؟ البته برای جواب دادن به این سئوال بدنبال این نیستیم که بگوئیم شخص خاصی صفر را ابداع و دیگران از آن زمان به بعد از آن استفاده می کردند.

اولین نکته شایان ذکر در مورد عدد صفر این است که این عدد دو کاربرد دارد که هر دو بسیار مهم تلقی می شود یکی از کاربردهای عدد صفر این است که به عنوان نشانه ای برای جای خالی در دستگاه اعداد (جدول ارزش مکانی اعداد) بکار می رود. بنابراین در عددی مانند 2106 عدد صفر استفاده شده تا جایگاه اعداد در جدول مشخص شود که بطور قطع این عدد با عدد 216 کاملاً متفاوت است. دومین کاربرد صفر این است که خودش به عنوان عدد بکار می رود که ما به شکل عدد صفر از آن استفاده می کنیم.

هیچکدام از این کاربردها تاریخچه پیدایش واضحی ندارند. در دوره اولیه تاریخ کاربرد اعداد بیشتر بطور واقعی بوده تا عصر حاضر که اعداد مفهوم انتزاعی دارند. بطور مثال مردم دوران باستان اعداد را برای شمارش تعداد اسبان، ... بکار می برند و در اینگونه مسائل هیچگاه به مسئله ای برخورد نمی کردند که جواب آن صفر یا اعداد منفی باشد.

بابلیها تا مدتها در جدول ارزش مکانی هیچ نمادی را برای جای خالی در جدول بکار نمی بردند. می توان گفت از اولین نمادی که آنها برای نشان دادن جای خالی استفاده کردن گیومه (") بود. مثلاً عدد6"21 نمایش دهنده 2106 بود. البته باید در نظر داشت که از علائم دیگری نیز برای نشان دادن جای خالی استفاده می شد ولیکن هیچگاه این علائم به عنوان آخرین رقم آورده نمی شدندبلکه همیشه بین دو عدد قرار می گیرند بطور مثال عدد "216 را با این نحوه علامت گذاری نداریم. به این ترتیب به این مطلب پی می بریم که کاربرد اولیه عدد صفر برای نشان دادن جای خالی اصلاً به عنوان یک عدد نبوده است.

البته یونانیان هم خود را از اولین کسانی می دانند کهدرجای خالی ,صفر استفاده می کردند اما یونانیان دستگاه اعداد (جدول ارزش مکانی اعداد) مثل بابلیان نداشتند. اساساً دستاوردهای یونانیان در زمینه ریاضی بر مبنای هندسه بوده و به عبارت دیگر نیازی نبوده است که ریاضی دانان یونانی از اعداد نام ببرند زیر آنها اعداد را بعنوان طول خط مورد استفاده قرار می دادند.

البتهبعضى ازریاضی دانان یونانی ثبت اطلاعات نجومی را بر عهده داشتند. در این قسمت به اولین کاربرد علامتی اشاره می کنیم که امروزه آن را به این دلیل که ستاره شناسان یونانی برای اولین بار علامت 0 را برای آن اتخاذ کردند، عدد صفر می نامیم. تعداد معدودی از ستاره شناسان این علامت را بکار بردند و قبل از اینکه سرانجام عدد صفر جای خود را بدست آورد، دیگر مورد استفاده قرار نگرفت و سپس در ریاضیات هند ظاهر شد.

هندیان کسانی بودند که پیشرفت چشمگیری در اعداد و جدول ارزش مکانی اعداد ایجاد کردند هندیان نیز از صفر برای نشان دادن جای خالی در جدول استفاده می کردند.

اکنون اولین حضور صفر را به عنوان یک عدد مورد بررسی قرار می دهیم اولین نکته ای که می توان به آن اشاره کرد این است که صفر به هیچ وجه نشان دهنده یک عدد بطور معمول نمی باشد. از زمانهای پیش اعداد به مجموعه ای از اشیاء نسبت داده می شدند و در حقیقت با گذشت زمان مفهوم صفر و اعداد منفی که از ویژگیهای مجموعه اشیاء نتیجه نمی شدند، ممکن شد. هنگامیکه فردی تلاش می کند تا صفر و اعداد منفی را بعنوان عدد در نظر بگیرید با این مشکل مواجه می شود که این عدد چگونه در عملیات محاسباتی جمع، تفریق، ضرب و تقسیم عمل می کند. ریاضی دانان هندی سعی بر آن داشتند تا به این سئوالها پاسخ دهندو در این زمینه نیز تا حدودى موفق بوده اند .

این نکته نیز قابل ذکر است که تمدن مایاها که در آمریکای مرکزی زندگی می کردند نیز از دستگاه اعداد استفاده می کردند و برای نشان دادن جای خالی صفر را بکار می برند.

بعدها نظریات ریاضی دانان هندی علاوه بر غرب، به ریاضی دانان اسلامی و عربی نیز انتقال یافت. فیبوناچی، مهمترین رابط بین دستگاه اعداد هندی و عربی و ریاضیات اروپا می باشد.

[ozgor]

در دهه 1970 زمانی که نظامیان در آرژانتین با کودتا بقدرت رسیدند تدریس ریاضی جدید را در مدارس ممنوع کردند. خلاصه بخشنامه‌ای که به همین منظور صادر شده بود چنین است:

"البته ریاضیات بخودی خود از نظر سیاسی علمی است خنثی ولی بعضی مباحث ریاضی میتواند منشاء تحریک افراد به خرابکاری باشد. بعنوان مثال مطالبی مثل مجموعه، گروه و میدان میتواند افراد را به جمع شدن دور هم و تشکیل گروههای خرابکاری تشویق کند. بعضی اصطلاحات ریاضی مثل بردار و ماتریس از کلمات مشخصه یک خرابکار است."

واقعیت این است که جرج بول (بوجود آورنده جبر بول و پدر ریاضی جدید) و همفکران او عضو کلوب اصلاح‌طلب‌ها بودند و در همین راستا حتی اسم "ریاضیات" را هم به "ریاضی" تغییر دادند. ریاضی چیزی بالاتر از اثبات چند تا قضیه است. ریاضی (و علوم مکمل آن منطق، فلسفه و حکمت) بما یاد میدهد که منطقی بیندیشیم، از اظهارنظرهای نسنجیده و احساساتی دوری کنیم و هر حرفی را بدون دلیل و برهان قبول نکنیم. با اطلاع از اصول ریاضی و فلسفه (و صد البته با افزایش آگاهی) میتوان استدلال را از سفسطه تشخیص داد.

[ozgor]

1. برهان مستقیم (DIRECT PROOF)

2. اثبات عکس نقیض (PROVING THE CONTRAPOSITIVE)



دو تا تعریف که یادتون هست. عدد زوج و فرد. حالا بقیه روشها:


3. اثبات با تناقض (برهان خلف) (PROOF BY CONTRADICTION):

در این روش از برهان، می خواهیم نشان دهیم که " اگر A آنگاه B ". برای این کار فرض میکنیم خلاف این حکم درست باشد (فرض خلف). یعنی فرض می کنیم که " گزاره A درست و گزاره B غلط است." . حالا باید به دنبال یک تناقض بگردیم. این تناقض ممکن است، با فرض قضیه و یا یک حکم بدیهی که از درستی آن مطلع هستیم ولی در فرض مسئله نیست، ایجاد شود. مثلا به این حکم برسیم که 3 کوچکتر از 0 است (تناقض با یک دانسته بدیهی). خوب! به محض اینکه به یک تناقض رسیدیم، نتیجه می گیریم که چیزی که فرض کردیم (فرض خلف) غلط بوده، پس قضیه درسته.


قضیه 3: n و m را اعدا صحیح در نظر میگیریم. اگر n.m زوج باشد، حداقل یکی از اعداد n یا m ، زوج است.

اثبات: فرض میکنیم که "n.m زوج است (A) ولی نه m و نه n هیچکدام زوج نیستند (Not B)" (فرض خلف). بنابرای ما می توانیم بنویسیم:
عددیهای صحیح k و c وجود دارن که : n=۲k+۱ و m=۲c+۱ . در نتیجه:


n.m = (۲k+۱)(۲c+۱) = ۴ k.c + ۲k + ۲c +۱ = ۲(۲k.c + k + c) +۱


که نشان می دهد n.m فرد است. از آنجایی که این یک تناقض (با فرض) است، نتیجه میگیریم که قضیه درست است.



نکته: این یه نکته کوچولو رو داشته باشید که درستی این روش بر اساس قانون ِ"طرد ِشِق ِوسط " است. این قانون میگه که یک گزاره یا درسته و یا غلط و حالت بینابین یا حالت سومی نداره. این روش اثبات تنها در منطق دو ارزشی پذیرفتنی است. (نگران نباشید. این یعنی تقریبا همه جای ریاضی ای که ما می خوانیم به جز جایی که دقیقا در زمینه منطق های چند ارزشی صحبت میشه.) در این روش میگیم: چون فرض غلط بودن حکم به تناقض می رسه، پس غلط نیست، پس درسته. چون نمیتونه نه درست باشه نه غلط.

برای آشنایی با کامل ترین نوع منطق چند ارزشی (منطق فازی Fuzzy) می تونید به وبلاگ امید ریاضی سر بزنید.


4. اثبات با استقراء (PROOF BY INDUCTION) :
در مواردی می خواهیم نشان دهیم که گزاره S(n) برای تمام اعداد صحیح بزرگتر از عدد صحیحی چون n0 درست است. برای این منظور باید دو مرحله را انجام دهیم:



الف) مورد پایه: باید نسان دهیم که S(n0) ، (یعنی گزاره S(n) در مورد n0 ) درست است.

ب‌) فرض استقرائی: فرض میکنیم که S(n) برای یکn > n0 درست باشد و نشان میدهیم که S(n+۱) نیز درست است.



قضیه 4: برای هر n>=0 و x <> 1 داریم: (علامت <> یعنی مخالف)



۱+ x + x۲ + … + xn = (xn+1 – ۱)/(x-۱)



اثبات: ابتدا نشان میدهیم که برای مورد پایه درست است. برای n=0 ، S(0) میرساند که

۱= (x0+۱ -۱ )/(x -۱) که این به روشنی درست است.


حالا فرض استقراء را دانبال می کنیم: فرض میکنیم که



۱+ x + x۲ + … + xn = (xn+1 – ۱)/(x-۱)



باید نشان دهیم که:


۱+ x + x۲ + … + xn + xn+1 = (xn+۲ – ۱)/(x-۱)

داریم:

۱+ x + x۲ + … + xn + xn+1 = (xn+1 – ۱)/(x-۱) + xn+1



= ( xn+1 – ۱ + (x-۱).(xn+1) ) / (x-۱)



= ( xn+1 – ۱ + xn+۲ – xn+1 ) / (x-۱)



= ( xn+۲ – ۱ ) / (x-۱) .:.



که در اولین تساوی از فرض استقرائی استفاده کردیم و بقیه تساویها، اعمال ساده جبری اند. به این ترتیب قضیه ثابت شد.



نکته: معمولا نشان دادن اینکه حکم برای مورد پایه درست است بسیار بدیهی و ساده است. اما با این وجود این مرحله بسیار مهم است و عدم در نظر گرفتن آن ممکن است به نتایج غلطی منجر شود. برای اینکه مطلبمون زیاد طولانی نشه، روش پنجم اثبات رو هم میگم و مثال هایی در مورد اهمیت مورد پایه در روش استقرا و بعد دو روش غلط اثبات رو برای پست بعدی می گذاریم.


5. رد کردن یک حکم با مثال نقض (DISPROOF BY COUNTEREXAMPLE):


گاهی لازم است نشان دهیم که یک حکم غلط است. برای نشان دادن اینکه یک "حکم" غلط است، یکی از ملزومات آوردن یک مثال نقض است. مثال زیر را ملاحظه فرمائید:



قضیه 5 (اشتباه): به ازای هر n صحیح، 3n زوج است.

اثبات اشتباه بودن: یک مثال نقض مورد n=۷ است. زیرا 21=7×3 زوج نسیت.


توجه کنید که در بعضی موارد یک حکم ممکن است برای بسیار و یا حتی بینهایت مورد درست باشد و حتی در بعضی موارد آوردن مثال نقض بسیار سخت است. مثلا در مورد حدس گلدباخ با آنکه اثبات کاملی برای آن ارائه نشده (نکنه شده من نمی دونم) اما تا به حال مثال نقضی هم برای آن پیدا نشده است.حدس گلدباخ: هر عدد صحیح زوج بزرگتر از 2، مجموع دو عدد اول است.
راستی می پرسید پس یک کلمه ریاضی چی شد؟

خواستم پست طولانی نشه. یه جای خوب براس پیدا می کنم.شما کلمه های توی اسم روش ها رو بخونید فعلا. مثلا : CONTRADICTION یعنی تناقض.

خوب دیگه بسه. خسته نباشید. دیگه واسه پست بعد چیز زیادی نمونده.

[mofidy1]

با سلام

ozgor عزیز، لطفا به صفحه زیر مراجعه کنید. در آنجا درباره چگونگی تایپ فرمولهای ریاضی و انتشار آنها در اینترنت توضیحات کافی داده شده است. اگر این کار را انجام دهید، دیگران راحت تر از مطالب زیبایتان استفاده می کنند. موفق باشید.

[ برای مشاهده لینک ، لطفا با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

[m_honarmand_j]

سلام بر دوستان ریاضی دان
یکی از دوستان مطلبی رو با استقرا اثبات کردن .
اصلا آیا شما می دونید استقرا چه جوری به وجود اومده؟
اگه خواستید بدونیم من توی اتاق ترکیبیات بوجود اومدن استقرا رو توضیح دادم .
امیدوارم که موفق باشید .