Συλλογή από τα βιβλία του Yakov Perelman — του πιο γνωστού συγγραφέα δημοφιλών επιστημονικών παζλ του 20ού αιώνα. Οι παρακάτω προκλήσεις συνδυάζουν μαθηματική λογική, φυσική διαίσθηση και χιούμορ.
🧩 Μερικά από τα πιο γνωστά προβλήματα
Η Τιμή του Εξωφύλλου — Ένα βιβλίο κοστίζει 2 ρούβλια και 50 καπίκια και είναι 2 ρούβλια ακριβότερο από το εξώφυλλό του.
➡️ Πόσο κοστίζει το εξώφυλλο;Η Χαμένη Έκπτωση — Μια πελάτισσα έχει 20% έκπτωση, αλλά οι τιμές αυξάνονται κατά 20%.
➡️ Πληρώνει τελικά το ίδιο ποσό;Το Ψεύτικο Νόμισμα — Ένα αρχαίο ρωμαϊκό νόμισμα φέρει την επιγραφή «53 π.Χ.».
➡️ Πώς κατάλαβε η συλλέκτρια ότι είναι ψεύτικο, χωρίς καν να το εξετάσει;Το Σπαράγγι — Δύο μικρότερες δέσμες με ίση συνολική περίμετρο κοστίζουν όσο μία μεγάλη.
➡️ Κερδίζει ή χάνει η πελάτισσα;Μαραγκός και Ξυλουργοί — Έξι μαραγκοί κερδίζουν από 20 ρούβλια ο καθένας, ενώ ένας ξυλουργός παίρνει 3 ρούβλια περισσότερα από τον μέσο όρο.
➡️ Πόσα χρήματα παίρνει ο ξυλουργός;Η Ιδιότητα του 2 και του 4 — Γνωρίζουμε ότι 2 + 2 = 4 και 2 × 2 = 4.
➡️ Βρείτε άλλα δύο κλάσματα που έχουν το ίδιο άθροισμα και γινόμενο.Το Παιχνίδι των 32 Σπίρτων — Στην αρχή υπάρχουν 32 σπίρτα πάνω στο τραπέζι. Οι παίκτες παίρνουν εναλλάξ 1 έως 4 σπίρτα κάθε φορά.
👉 Ο παίκτης που παίρνει το τελευταίο σπίρτο κερδίζει.💡 Ποια είναι η βέλτιστη στρατηγική για να εξασφαλίσει τη νίκη ο πρώτος παίκτης;
Η Μάζα του Μπουκαλιού — Ένα γεμάτο μπουκάλι βενζίνης ζυγίζει 1000 g, ενώ όταν γεμίσει με οξύ ζυγίζει 1500 g. Το οξύ είναι διπλάσιο σε πυκνότητα από τη βενζίνη.
➡️ Πόσο ζυγίζει το άδειο μπουκάλι;Το Κεράσι — Η σάρκα ενός κερασιού έχει πάχος ίσο με την ακτίνα του κουκουτσιού.
➡️ Ποιος είναι ο λόγος του όγκου της σάρκας προς τον όγκο του κουκουτσιού;Αγώνας Ιστιοπλοΐας — Δύο σκάφη διαγωνίζονται σε αγώνα 24 μιλίων προς τα εμπρός και 24 μιλίων επιστροφής.
Το πρώτο κινείται με σταθερή ταχύτητα 20 mph, ενώ το δεύτερο πλέει προς τα εμπρός με 15 mph και επιστρέφει με 24 mph.
➡️ Ποιο σκάφος φτάνει πρώτο στη γραμμή τερματισμού;
📘 Σχετικά με τον Yakov Perelman
Ο Ρώσος μαθηματικός και φυσικός Yakov Perelman (1882–1942) έγινε διάσημος με τα βιβλία του Mathematics Can Be Fun και Physics for Entertainment, τα οποία παραμένουν δημοφιλή μέχρι σήμερα.
Οι ασκήσεις του ήταν πάντα απλές στην εκφώνηση, αλλά βαθιές στη σκέψη — γι’ αυτό και συνεχίζουν να εμπνέουν μαθητές και δασκάλους σε όλο τον κόσμο.
Ποιο από αυτά τα προβλήματα σάς κέντρισε περισσότερο; Μοιραστείτε τη σκέψη σας στα σχόλια!
4 σχόλια:
1. Έστω β το βιβλίο και ε το εξώφυλλο.
ΑπάντησηΔιαγραφήΜετατρέπουμε τα ρούβλια σε καπίκια
1ρούβλι=100καπίκια
β=2*100+50=250καπίκια (1)
β=ε+2*100 =====> β=ε+200 καπίκια (2)
Αντικαθιστούμε την (1) στη (2) κι' έχουμε:
β=ε+200 =====> 250=ε+200 =====> ε=250-200 =====> ε=50 καπίκια
2. Όχι, δεν πληρώνει τα ίδια — πληρώνει λίγο περισσότερο.
Ας δούμε γιατί, με αριθμούς:
Έστω η αρχική τιμή = 100 €.
α. Οι τιμές αυξάνονται κατά 20%
Νέα τιμή:
100×1.20=120€
β. Η πελάτισσα έχει 20% έκπτωση
Πληρώνει
120×0.80=96€
Άρα τελικά πληρώνει 96 € αντί για 100 €, δηλαδή 4% φθηνότερα, όχι ίσα.
Συμπέρασμα:
Μια αύξηση 20% και στη συνέχεια έκπτωση 20% δεν αλληλοαναιρούνται, γιατί η δεύτερη πράξη εφαρμόζεται σε διαφορετική βάση.
Το τελικό αποτέλεσμα είναι συνολική μείωση 4%.
3.Επειδή είναι αναχρονιστικό — οι Ρωμαίοι δεν έβαζαν στις κοπές τους «53 π.Χ.» ούτε χρησιμοποιούσαν τη χρονολόγηση «π.Χ./μ.Χ.». Το σύστημα π.Χ./μ.Χ (BC/AD) επινοήθηκε αιώνες αργότερα, και γενικά τα ρωμαϊκά νομίσματα δεν φέρουν τέτοια χρονολογία. Άρα οποιοδήποτε νόμισμα που «γράφει 53 π.Χ.» είναι πλαστό — και η συλλέκτρια το ήξερε χωρίς καν να το δει.
4.Η πελάτισσα συγκρίνει:
Μία μεγάλη δέσμη
Δύο μικρότερες δέσμες που μαζί κοστίζουν όσο η μία μεγάλη, αλλά καθεμία έχει μικρότερη περίμετρο.
Λογική του προβλήματος
Αν η τιμή εξαρτάται από την περίμετρο (ή το μέγεθος/ποσότητα), τότε:
Η κάθε μικρή έχει μικρότερη περίμετρο από τη μεγάλη.
Άρα δύο μικρές μαζί έχουν συνολική περίμετρο μικρότερη από της μεγάλης (εκτός αν η σχέση ήταν γραμμική και τέλεια αναλογική — πράγμα που δεν είναι συνήθως).
Εφόσον πληρώνει το ίδιο ποσό για λιγότερη συνολική περίμετρο, τότε χάνει.
Συμπέρασμα:
Η πελάτισσα χάνει, γιατί δύο μικρότερες δέσμες έχουν συνολικά λιγότερη περίμετρο (ή υλικό) απ’ ό,τι μία μεγάλη, παρόλο που κοστίζουν το ίδιο.
5. Οι 6 μαραγκοί παίρνουν από 20 ρούβλια ο καθένας.
Σύνολο = 6×20=120 ρούβλια.
Έστω ότι ο ξυλουργός παίρνει x ρούβλια.
Τότε ο μέσος όρος όλων των 7 (6 μαραγκοί + 1 ξυλουργός) είναι:
(120+x)7.
Ο ξυλουργός παίρνει 3 ρούβλια πάνω από τον μέσο όρο, δηλαδή
x=[(120+x/)/7]+3 === 7x=120+x+7*3 === 7x=120+x+21 ===
7x-x=120+21 === 6x=141 === x=141/6 === x=
Ο ξυλουργός παίρνει 23 ρούβλια και 50 καπίκια.
6. a+b=ab === ab−a−b=0 === (a−1)(b−1)=1
ΑπάντησηΔιαγραφήΆρα b=1+[1/(a−1)]=a/(a−1)
Π.χ.
a=2⇒b=2,
a=3/2⇒b=3
a=4/3⇒b=4 κ.ο.κ.
7. Στρατηγική: ο παίκτης που παίζει για να νικήσει πρέπει — μετά από τη δική του κίνηση — να αφήνει πάντα στον αντίπαλο πλήθος σπίρτων πολλαπλάσιο του 5.
Γιατί: κάθε γύρος (δύο κινήσεις) οι δύο παίκτες μαζί αφαιρούν συνολικά από
1+1=2
1+1=2 έως 4+4=8 σπίρτα. Αν εσύ, μετά από την κίνησή σου, αφήσεις
5𝑘 σπίρτα, όποιος κι αν πάρει (1–4), εσύ απαντάς παίρνοντας τόσα ώστε το άθροισμα των δύο κινήσεων να είναι 5 — δηλαδή παίρνεις
5−𝑟 όταν αυτός πήρε 𝑟. Έτσι μετά πάλι θα μείνουν 5(𝑘−1), και συνεχώς διατηρείται το πολλαπλάσιο του 5. Στο τέλος, αφήνεις 0 σπίρτα στον αντίπαλο και κερδίζεις (παίρνεις τα τελευταία).
Πρακτικός κανόνας αρχής:
Αν ο αρχικός αριθμός 𝑁 δεν είναι πολλαπλάσιο του 5, ο πρώτος παίκτης νικά αν στην πρώτη του κίνηση πάρει
𝑁mod5 σπίρτα (έτσι αφήνει πολλαπλάσιο του 5) και μετά εφαρμόζει την παραπάνω «αντιστροφή» (mirror) στρατηγική.
Αν ο αρχικός 𝑁 είναι πολλαπλάσιο του 5, τότε ο πρώτος παίκτης δεν μπορεί να αφήσει πολλαπλάσιο του 5 στην πρώτη του κίνηση (θα αφήσει
5𝑘−1,…,5𝑘−4), οπότε ο δεύτερος παίκτης, παίζοντας σωστά, εφαρμόζει τη στρατηγική και κερδίζει.
Παραδείγματα:
(α) 𝑁=12. 12mod5=2
12mod5=2 → πρώτος παίρνει 2, αφήνει 10. Έπειτα «συμπληρώνει σε 5» τις κινήσεις του αντιπάλου και κερδίζει.
(β) 𝑁=15 . Είναι πολλαπλάσιο του 5 → δεύτερος, παίζοντας σωστά, κερδίζει.
Αυτός είναι ο καθολικός (και βραχύς) κανόνας νίκης.
8. Έστω μπουκάλι = μ, βενζίνη = β.
• Βενζίνη: μ+β=1.000 === β=1.000-μ (1)
• Οξύ (διπλή πυκνότητα → διπλή μάζα για ίδιο όγκο): μ+2β=1.500 (2)
Αντικαθιστούμε την (1) στη (2) κι’ έχουμε:
μ+2β=1.500 === μ+2(1.000−μ)=1500 ⟹ μ+2.000−2μ=1500 ⟹
μ=2.000-1.500 === μ=500γρ
Το μπουκάλι ζυγίζει 500 g.
9. • Ακτίνα κουκουτσιού r, σάρκας r. Συνολική ακτίνα κερασιού 2r.
• Όγκος κουκουτσιού: Vk=(4/3)πr^3
• Όγκος κερασιού: Vc=(4/3)π(2r)^3= (32/3)πr^3
• Όγκος σάρκας: Vs=Vc−Vk=(32/3)πr^3-(4/3)πr^3=(28/3)πr^3
• Λόγος: Vs:Vk=28/3÷4/3=7
Λόγος σάρκας προς κουκούτσι = 7:1.
10. • Απόσταση = 24 μίλια (έμπρος) + 24 μίλια (πίσω).
• Σκάφη έχουν διαφορετικές σταθερές ταχύτητες.
• Το ταξίδι είναι μπρος–πίσω.
Ανάλυση
Έστω ότι οι ταχύτητες είναι v1 και v2 και οι δύο σκάφη ξεκινούν ταυτόχρονα. Ο χρόνος για μπρος–πίσω:
t=24/v+24/v=48/v
Σημείο-κλειδί: η ταχύτητα είναι σταθερή σε κάθε σκάφος, και η απόσταση είναι ίδια. Άρα το σκάφος με μεγαλύτερη ταχύτητα διανύει και τα 48 μίλια γρηγορότερα.
Απάντηση:
• Το γρηγορότερο σκάφος φτάνει πρώτο.
• Δεν υπάρχει παγίδα με μέσο όρο ταχυτήτων, αφού η ταχύτητα είναι ίδια και στις δύο κατευθύνσεις.
Αυτό το σχόλιο αφαιρέθηκε από τον συντάκτη.
ΑπάντησηΔιαγραφήΑυτό το σχόλιο αφαιρέθηκε από τον συντάκτη.
ΑπάντησηΔιαγραφή