Контакты

Как будут выглядеть быт и архитектура колоний на Марсе: наука и дизайн. Какая фигура из одинаковых плоских предметов будет дальше всего выглядывать за край стола? Как вы думаете какой предмет будет иметь

Стиль Family look с каждым годом набирает популярность и завоевывает сердца многих семей по всему миру. Каждая девочка хочет быть похожей на маму в любом возрасте. Если внешне присмотреться к маме и дочери, то чаще всего ребенок представляет миниатюрную копию взрослого человека.

Одинаковая одежда, это не только модно, красиво и стильно. Психологи в голос твердят, что Стиль Family look формирует правильную психику ребенка. Если мама понимает свою дочь и поддерживает ее во всем, то удастся добиться хороших взаимоотношений между ними и ребенок сможет говорить всем,что ее мама – это лучший друг для нее

Как стильно выглядеть маме и дочке

Сегодня популярна стильная и модная одежда, благодаря которой можно выделиться среди серых масс людей. Одинаковые наряды популярны не только в России, но и за рубежом. Пролистывая страницы глянцевого журнала, можно увидеть интересные и уникальные модели. Сегодня практически любой модный дом старается ввести в свои коллекции парную одежду, так как она пользуется спросом у покупателей. Dolce&Gabbana – бренд, который на слуху у любого человека тоже не является исключением и ежегодно представляет новые коллекции Family look.

Дополнить свой образ одинаковыми аксессуарами можно самостоятельно. Для этого подойдут платки в тон платья, повязывающие на шею или руку, украшения, заколки для волос или обувь, выполненная в едином стиле

Все девочки раньше мальчиков начинают интересоваться взрослой жизнью: примеряют мамин гардероб, используют косметику, начинают читать журналы, а поэтому женская Family look одежда более востребована, чем мужская.

Звездные Family look

Если зяглянуть в социальные сети звезд, удастся обнаружить, что и знаменитости используют такой стиль. Ксения Бородина, Анджелина Джолли, Наталья Ионова – вот яркие представители Family look. Нередко они принимают участие в показах и позируют для наполнения каталогов модной одеждой.

Ярким представителем такого стиля можно назвать Викторию Боню, которая прививает своей трехлетней дочери вкус уже с малых лет. В гардеробе светской львицы и ее ребенка немало нардов Family look: одинаковые платья, купальники, сарафаны. Еще один представитель ток шоу Дом 2 – Ксения Бородина выглядит наравне со своей дочерью Марусей.

Алсу тоже не отстает от модных тенденций и одевает своих дочек Микеллу и Сафину так же как себя. Благодаря поддержанию такого стиля, звезда остается молодой и может почувствовать себя на одной волне с девочками. А они представляют себе взрослыми. Нередко на страницах модных журналов появляется Глюкоза в сопровождение своих дочерей Лиды и Веры, которые одеты в одинаковые комплекты одежды.

Мадонна впервые попросила модельеров сделать для своей дочери Лурдес наряд, в точности такой же как у нее. Звезда даже не могла представить, что спустя время это станет отдельным направлением в моде, которого будут придерживаться стильные родители

Обязательно ли выглядеть одинаково

Конечно, можно подобать такие модели одежды, благодаря которой вы будите выглядеть со своим ребенком как две капли воды. Но дизайнеры считают, что так «шутить» со своими образами не стоит, необходимо подобрать и элементы, отличающие маму от дочери.

Так, если вами выбраны одинаковые футболки, то низ наряда может быть у каждого своим. Обычно его выбирают из одежды, которая есть в шкафу. Будет достаточно того, если цветовая гамма будет схожей. Однако можно использовать разные фасоны при выборе одежды.

Существует несколько вариантов, как можно использовать Фемили Лук:

  1. Одинаковые образы на 100%. Добиться этого непросто, так как дочери и маме идут разные аксессуары, прически и макияж. А поэтому дизайнеры редко применяют этот стиль. Соблюдать его сложно, так как мама будет похожа на маленького ребенка, а дочка, наоборот, будет выглядеть как взрослая, что идет не всем детям.
  2. Единый стиль. Самое распространенное направление, когда у мамы и дочки есть один одинаковый предмет в гардеробе. Остальная одежда может быть разной, но нужно придерживаться общей стилистики образа.

Комплекты для фотосессии

Надев одинаковые платья, мама и дочка могут пойти куда угодно. Кто-то приобретает такие модели для фотосессии в стиле Family look, чтобы получились оригинальные снимки, которые семья буде вспоминать ни один год. Модели, которые отлично подойдут для наполнения семейного фотоальбома:

  • Комплект платьев Family Look для мамы и дочки "Тельняшка" М-258

Первыми такую модную тенденцию заметили фотографы, которые шили на заказ одежду для семей и устраивали модные фотосессии, которые несколько лет назад не были так популярны

Праздничные наряды для мамы и дочки

Если вы хотите, чтобы вашу семейную идиллию заметили все, можно прийти в таком наряде на выпускной из детского сада или начальной школы своего ребенка. Поверьте, остановив выбор на нашем каталоге платьев, без внимания вас не оставит ни один гость. А ребенок будет гордиться своей крепкой и дружной семьей, которая даже одевается одинаково. Чаще всего пора выпускных – проводится в летнее время, а значит самыми трендовыми моделями платьев можно отметить:

  • Комплект платьев Family Look для мамы и дочки "Русалочка" М-232

Изначально такой стиль зародился в США в начале прошлого века. В России же одинаковые наряды получались совершенно случайно: мамы шили себе одежду, а платья для дочерей изготавливали и обрезков ткани

Если вы отправляетесь на праздник всей семьей, то одеться одинаково могут все, например, мама с дочкой могут подобрать себе одинаковые платья, а папа и сын надеть в том же стиле брюки, рубашку и галстук. В каталоге фэмили лук представлены модели, которые подойдут для всей семьи. Самыми актуальными являются: Квартет или ТРИО , соблюдающие строгий стиль, Полет , выполненный в сине-желтых тонах, Шотландка , подходящая для всей семьи.

Комплекты для повседневной носки

И даже повседневная одежда легко преобразуется в этот стиль. В каталоге ТМ Mosa представлены одинаковые комплекты для взрослых и детей для повседневной носки или прогулки. Выйдя на улицу в таких нарядах, вы не оставите равнодушным ни единого прохожего, все будут улыбаться вам в след. А внимание окружающих очень важно для ребенка и положительно сказывается на его самооценке. Самыми удобными и практичными моделями каталога фэмили лук признаны следующие.

Если три десятка умножить на четыре десятка, то сколько получится?

Ответ: Получится не 12 десятков, а 120 десятков. То есть: 30 * 40 = 1200.

Можете ли вы обосновать, почему почти во всех странах мира канализационные крышки у люков имеют только круглую форму? (Квадратные крышки люков бывают лишь тогда, когда они дополнительно крепятся шарнирами).

Ответ: Если крышки люков будут квадратными, то они могут легко провалиться в люк, т.к. диагональ квадрата больше стороны квадрата.
Поэтому их если и делают, то только прикрепив к люку шарнирами.
У круглых крышек люков нет диагонали и стороны, а только диаметр, который у крышки всегда больше отверстия люка.

Как вы думаете, какой знак следует поставить между 0 и 1, чтобы было получено число больше 0, но меньше 1?

Ответ: Этот знак является запятой. То есть 0,1. Это число больше 0, но меньше 1.

Как вы думаете, сколько граней имеет шестигранный карандаш, который ни разу не затачивали?

Ответ: Шестигранный карандаш, если не подвергался заточке будет иметь 8 граней. 6 большие грани и 2 торцевые.

Трехлитровый сосуд полностью заполнен тремя литрами воды.
Вам необходимо за 2 переливания заполнить два пустых сосуда на 1 и 2 литра, чтобы в каждом из них было по 1 литру воды.
При этом больше нельзя пользоваться ни чем, кроме этих трех сосудов.

Ответ: Из полного сосуда наливаем в двухлитровый пустой ровно два литра, т.е. до краев.
Далее из этого сосуда выливаем в однолитровый ровно литр воды (т.е. до краев).

Как вы думаете, существуют ли линии отличные от окружности, на которых все точки будут равноудалены от какой-то одной точки?

Ответ: Равноудаленностью всех точек обладает любая линя, лежащая на поверхности шара.

Как вы думаете, какой предмет будет иметь одинаковое изображение при рисовании его с любой точки зрения?

Ответ: Этим свойством обладает только шар.

Попробуйте сообразить, какой из выводов, указанных ниже, верный:
А) Здесь три ложных вывода.
Б) Здесь один ложный вывод.
В) Здесь два ложных вывода.
Г) Здесь пять ложных выводов.
Д) Здесь четыре ложных вывода.

Ответ: Правильный вариант Д - здесь четыре ложных вывода. В связи с тем, что один является верным, а остальные не верные.

Попробуйте догадаться сколько стоит книга, если книга стоит доллар плюс пол книги.

Ответ: Книга стоит 2 доллара. Решение: полкниги стоит доллар, значит вся книга стоит 2 доллара.

Ответьте, сколько сейчас времени, если оставшаяся часть суток в два раза превышает прошедшую?

Ответ: Сейчас восемь часов.

Некий бизнесмен захотел привезти в Японию для продажи 10 000 пар первоклассных дорогих кроссовок.
Но в Японии на такие кроссовки накладываются очень большие пошлины.
Подумайте и скажите, как же хитроумный бизнесмен смог ввезти все эти кроссовки в Японию,
при этом заплатил только очень небольшие деньги? Никакой коррупционной и преступной составляющей здесь нет.

Ответ: Бизнесмен поступил очень хитро. Он разделил каждую пару кроссовок и отправил весь объем двумя партиями.
То есть в одной партии были только кроссовки на левую ногу, во второй только на правую ногу. Одну партию он отправил в Токио, другую в Осака.
В каждом из городов бизнесмен не заплатил пошлину и товары были конфискованы и выставлены на аукционе.
В связи с тем, что никому не была нужна партия кроссовок только на одну ногу, то бизнесмен выкупил сам обе партии за мизерные деньги.

5 рыбаков съели 5 карпов за 5 дней. Как вы думаете, а за сколько дней 15 рыбаков съедят 15 карпов?

Ответ: 15 рыбаков съедят 15 карпов тоже за 5 дней. Если 5 рыбаков съедают 5 карпов за определенный промежуток времени,
то у 15 рыбаков скорость поедания карпов в 3 раза больше, следовательно за 5 дней они съедят 15 карпов.

В мешке имеется 9 кг сахара. Есть также и две гири по 50г и 200г.
Подумайте, как за три взвешивания на чашечных весах отвесить 2кг сахара?

Ответ: Сперва необходимо на чашечных весах разделить содержимое мешка пополам на 4,5кг в каждой чашке.
Далее одну чашу опустошаем, и снова 4,5кг делим пополам и получаем в каждой чаше весов по 2,25кг.
В третье взвешивание уже нужно опустошить обе чаши, но из одной чаши 2,25кг сахара положить в отдельный мешок.
И далее при помощи гирек в 200г и 50г (итого 250г) отвесить из пакета с 2,25кг ровно 250г. Тогда в пакете останется ровно 2 кг.

Два колхозника решили узнать, у кого больше овец.
Первый из них сказал: «если ты дашь мне свою козу, то у меня будет их в два раза больше, чем у тебя».
Второй ему говорит: «А давай лучше ты мне дашь свою одну овцу, тогда у меня овец будет столько же, сколько и у тебя».
Сколько же овец у каждого из колхозников? (Передачи овец пока еще не было).

Ответ: У первого колхозника 7 овец, у второго только 5.
Если первый колхозник отдает одну овцу второму и их становится поровну, то значит, что изначально у первого их на 2 больше.
Если же второй колхозник отдает овцу первому, то их становится у первого в 2 раза больше, такое возможно,
только если у первого изначально было 7 овец, а у второго 5.

В одном классе всего 36 учеников. Девочек на 3 больше, чем мальчиков. Сколько мальчиков и девочек в этом классе?

Ответ: Если разделить 36 пополам, то получим 18, т.е. две половины класса по 18 человек.
Если из первой половины добавить школьника в другую, то получится разница в 2 человека.
Если отнять еще одного и добавить снова в большую часть, то получим превышение на 4 человека. Следовательно задача не имеет решения.

Можете ли вы записать число 1000 при помощи только восьми восьмерок и арифметических знаков суммы?

Ответ: Получится равенство: 888 + 88 + 8 + 8 + 8 = 1000.

На столе лежат 4 монеты, из которых одна сделана из другого металла и отличается по весу, хотя внешне они все одинаковые.
Как определить эту монету за 2 взвешивания на чашечных весах?

Ответ: Варианты взвешиваний: 1) ложем на весы 1 и 2 монеты, если они равны по весу, то одну монету заменяем на третью.
Далее если они равны, то отличная монета 4-я, если не равны, то 3-я монета отличная от остальных. 2) ложем на весы 1 и 2 монеты, если они не равны по весу,
то вместо одной монеты ложем 3-ю. Если уравновешиваются, то отличная убранная монета, если не уравновешиваются,
то отличная от других монет оставшаяся на весах старая монета.

Как так могло оказаться, что половина числа 12 стало равно 7

Ответ: Нужно написать число 12 римскими цифрами: IIX , далее провести посередине линию. Верхняя половина будет в виде VII, что соответствует цифре 7.

На праздничном столе горят 7 свечей. 3 из них потушили. Сколько свечей останется?

Ответ: Останутся 3 потушенные свечи, т.к. остальные 4 сгорят полностью.

В основе гармонично оформленного пространства лежат определенные правила, которым следуют дизайнеры и декораторы для того, чтобы интерьер выглядел сбалансированным и эстетичным. Мы намерены раскрыть для вас секрет удачного декоративного оформления любой поверхности в комнате, будь-то полка стеллажа, столешница консоли, комода или журнального столика.

Существует некоторые правила, которым подчинены практически все работы опытных специалистов и одним из таковых является «правило трех». Смысл его заключается в соотношении форм, цветов и размеров предметов, собранных в композиции по три, например: книга, ваза, статуэтка. Считается, что таким образом мы легче воспринимаем информационную картинку.

Рассмотрим примеры удачного компонования предметов в единую композицию

Верно:

Кофейный столик украшают три предмета (фонарь, ваза с цветами и декоративное блюдо) различной формы и размера по отношению друг к другу (крупный, меньше, самый маленький). В данной композиции объекты смотрятся сбалансировано, чего не скажешь о следующем примере с консолью.

1

Не верно:

Композицию на консоли нельзя назвать удачной, ведь ни одно из «правил трех» не соблюдено: предметы почти не отличаются по цвету, размеру и форме, образуя одинаковые прямоугольники.


1


Как правильно сочетать предметы декора в интерьере

Для того, чтобы композиции, украшающие пространство комнаты, выглядели гармонично и интересно, важно при их компоновании использовать как минимум два правила из трех, а именно:

  • Предметы разных размеров

На фото ниже представлена композиция из декоративных сосудов похожей формы, но очевидно разного размера, а также с аксессуарами различных цветов (белый, кремовый, бирюзовый) внутри каждого.

По такому же принципу объединены живые деревца на обеденном столе: форма горшков подобна, а их оттенок и высота растений разные.

2


  • Объекты разных форм

Композицию для декорирования стола или комода можно составить из трех предметов совершенно разной формы, как на фото ниже. Здесь вы видите сочетание таких объектов, как фото в раме (квадрат), настольная лампа (цилиндр) и стопка книг со статуэткой (треугольник). По отношению друг к другу предметы разноразмерные, а вот цветовая гамма для всех общая (золотой, черный, белый).


1

  • Разноцветный декор

Создавать гармоничную композицию можно из любых декоративных предметов, дорогих сердцу или просто причудливых и необычных. Вы можете сочетать три предмета совершенно разных цветов и разных форм, при незначительной разнице их размеров.


1

Совершенства достигнет тот, кому удастся объединить декор, согласно «правилу трех» одновременно, это может выглядеть так:

  • Консоль украшена предметами разной высоты и ширины Зеркало, вазы и поднос имеют различную форму В одной композиции объединены белый, красный и золотой цвета


  • Три группы

Не стоит расстраиваться, если необходимо красиво расставить большое количество декоративных аксессуаров, но вы не знаете, как это сделать правильно.

Чтобы сформировать целостную композицию из многочисленных предметов, следует сначала разделить их на три равные группы, разные по цвету, форме или размеру, а затем, каждую из них снова расформировать по такому же принципу.

В качестве примера, опишем вариант, представленный на фото ниже:

  • композиция представлена тремя группами предметов разных размеров и форм: вазы, картина в раме, лампа и чаша
  • группа с левой стороны состоит из ваз разной формы, цвета и размера
  • группа справа представлена высокой лампой, чашей пониже, и подносом (все предметы разных цветов и форм)

2

1

В ноябре журнал Quanta озадачил своих читателей вопросами, касающимися составления фигур из одинаковых плоских предметов (таких, как монеты или костяшки домино). В этой статье даны как вопросы, так и подробные ответы на них.

Вопрос 1

В классической задаче построения нависающей фигуры все блоки должны быть однородными, одинаковыми по размеру и форме, и их длина принимается за единицу. На каждом уровне фигуры может быть только один блок. Блоки нельзя соединять или склеивать. Если у вас есть пять таких блоков, на какую максимальную длину может высунуться конец верхнего блока за край стола, на котором они лежат? Можете ли вы вывести формулу для максимального нависания при использовании n блоков?

Физически задача требует сбалансировать крутящий момент фигуры с двух сторон края стола. Крутящий момент каждой стороны находится произведением массы этой стороны и расстояния от центра масс до края. Когда центр масс всей фигуры находится над краем, на обе её стороны действует одинаковый момент, и общий крутящий момент системы равен нулю. Для составного объекта общий крутящий момент для любой грани можно найти, сложив крутящие момент всех составных частей. Поэтому мы можем разделить и властвовать над изначальной задачей, рассматривая только изменения, происходящие при добавлении нового блока к существующей стопке, нечто вроде математической индукции (назовём это физической индукцией).

Рассмотрим стопку из n-1 блоков, каждый из которых весит одну единицу веса и имеет длину в одну единицу длины. Стопка сбалансирована на краю стола. Представьте, что линия взгляда направлена вдоль края стола, и стол слева – то есть, свисающие концы блоков высовываются вправо. Поскольку стопка сбалансирована на краю, центр масс находится прямо над краем, и её крутящий момент равен нулю. Теперь представим, что мы подняли всю стопку вертикально, и расположили ещё один блок под ней так, чтобы его правый край был вровень с краем стола. На практике это может оказаться сложным, но в мысленном эксперименте это просто.

Мы добавили немного стабильности стопке, добавив n-ный блок снизу, поскольку центр масс всей стопки немного сместился влево. Обозначим это смещение х. n блоков весят n единиц, и у них появился общий крутящий момент x*n вокруг края стола, направленный влево. Вспомним, что у стопки из n-1 блоков общий момент нулевой. Мы добавили только момент нового блока – массой в одну единицу массы и с расстоянием до центра масс от края стола в половину единицы длины.

Получается, что x*n = 1/2, а значит, x = 1/2n, где x – расстояние до нового центра масс от края стола.


Это значит, что если вы сдвинете всю стопку из n блоков вправо на 1/2n длины, она будет идеально сбалансирована на краю – и это максимально возможный сдвиг. Для завершения построения индукции отметим, что максимальный свес первого блока с края стола составляет 1/2 единицы длины.

Поэтому, для пяти блоков мы подставляем в формулу n для каждого уровня от 1 до пяти, чтобы получить максимальный свес:

x=1/2+1/4+1/6+1/8+1/10=137/120=1,141(6)

Видно, что если начать сверху и затем добавлять блоки вниз, каждый сдвиг составит половину от обратного количества имеющихся блоков. Такие последовательности из обратных чисел известны, как гармонические ряды. Такой ряд медленно расходится, и при устремлении n к бесконечности тоже стремится к бесконечности.

Общая формула суммы для n блоков получается суммированием всех членов ряда. Получается половина n-ного гармонического члена, который можно записать, как:

Вопрос 2

Представьте, что у вас есть те же пять блоков, и вы хотите поставить на самый верхний из них некое украшение, в точке, удалённой на четверть длины блока от свисающего конца. Все блоки весят по одной единице веса, а украшение весит одну пятую от блока. Какая теперь длина максимального нависания? Как это меняет основную формулу?

Сначала рассмотрим первый блок с украшением, стоящим на нём, и лежащий так, что его правый край находится на одном уровне с краем стола. Центр масс блока без украшения находится в половине единицы длины от края стола. Украшение сдвинет его вправо, допустим, на x. Масса украшения 1/5, а его расстояние от нового центра масс будет 1/4-х. Приравняем моменты и получим х = 1/5*(1/4-х), следовательно, х = 1/24. Из-за украшения необходимо подвинуть первый блок влево на 1/24 длины, поэтому максимальный свес составляет теперь 11/24 вместо 1/2.

Для последующих блоков можно применить ту же индукцию, что и в первом вопросе. Получаем уравнение х(n+1/5) = 1/2, которое для n блоков упрощается до 1/2(n+1/5). Это даёт нам последовательность 1/24 + 5/12 + 5/22 + 5/32 + 5/42…, что приводит к максимальному нависанию в 1,057 для пятиуровневой фигуры. Отметим, что нависание первого блока не укладывается в общую схему благодаря дополнительному весу украшения. Тем не менее, появляется простая гармоническая последовательность, через которую легко можно высчитать окончательную сумму.

Вопрос 3

Представьте, что вы соревнуетесь с другом в игре, в которой необходимо создавать нависающие структуры. Сначала у вас есть по одному блоку. Вы ставите свои блоки с любым нависанием от края стола. Затем вам выдают случайное, но одинаковое количество дополнительных блоков от одного до четырёх. Каждый ход начинается с изначального блока в качестве основы, положение которого потом менять нельзя, и с дополнительного набора от одного до четырёх блоков. Как сильно вам нужно вынести изначальный блок за край стола, чтобы у вас оказался максимально возможный свес после большого количества ходов?

Поскольку вероятность наличия от двух до пяти блоков одинакова, вам нужно максимизировать сумму, обозначающую максимальный свес для этих четырёх случаев. Для стопки из 2-5 блоков есть оптимальная позиция первого блока, дающая максимальный свес всей стопки. Если построить на графике наибольший свес для каждого из четырёх возможных размеров следующей стопки, получится два линейных графика и два графика в виде перевёрнутой V. Их вершины указывают оптимальную начальную позицию изначального блока для стопок из 3-4 блоков. Просуммировав графики, получим общий график свеса, резко меняющий направление в каждой из четырёх оптимальных позиций. Оказывается, что наилучший общий свес достигается в оптимальной позиции для трёх блоков, после которой график идёт вниз. Поэтому нужно располагать изначальный блок в предположении, что вам дадут три дополнительных блока, и свес составит 1/6 единицы длины.


Читатели указали несколько ограничений, запрещающих этому гипотетическому математическому мосту уходить в бесконечность: ветер, неравномерность, отсутствие бесконечной точности, эластичность или недостаточная твёрдость блоков и стола, и т.д. Это, конечно, правильно. К этому можно добавить кривизну Земли и отсутствие бесконечного пространства. Какое из этих ограничений быстрее всего обвалит нашу стопку? Для ответа на этот вопрос полезно изучить смежный с ним: если забыть о свесах с края и просто складывать блоки Jenga один на другой, математически ограничения на высоту башни нет. Но развалят её небольшие несовершенства в блоках и неточность в их построении, а роль последней соломинки сыграет вибрация или ветер. То же верно и для нашей свешивающейся фигуры. Если скорректировать все эти факторы, в какой-то момент сыграет и жёсткость блоков, когда нижние блоки немного искривятся и отойдут от горизонтали из-за общего крутящего момента всех блоков выше, что приведёт к соскальзыванию верхних блоков.

Я упоминал, что достичь наибольшего свеса можно, если допустить использование нескольких блоков на одном уровне. Как отметило несколько читателей, оптимальное решение этой задачи описано в работе 2009 года «Максимальный свес» [Maximum Overhang , by Paterson, Peres, Thorup, Winker and Zwick]. Мне небольшие конструкции, сделанные по методике Патерсона-Цвика, напоминают зимородка. Большие выглядят как волшебные лампы. Для свеса в две единицы длины эти схемы в 2-3 раза эффективнее классических гармонических свесов, и достигают такого свеса при помощи 14 блоков вместо 32. К сожалению, их математика слишком сложна для данной статьи.

24 декабря 2016 в 00:32

Какая фигура из одинаковых плоских предметов будет дальше всего выглядывать за край стола?

  • Научно-популярное ,
  • Логические игры
  • Перевод

В ноябре журнал Quanta озадачил своих читателей вопросами, касающимися составления фигур из одинаковых плоских предметов (таких, как монеты или костяшки домино). В этой статье даны как вопросы, так и подробные ответы на них.

Вопрос 1

В классической задаче построения нависающей фигуры все блоки должны быть однородными, одинаковыми по размеру и форме, и их длина принимается за единицу. На каждом уровне фигуры может быть только один блок. Блоки нельзя соединять или склеивать. Если у вас есть пять таких блоков, на какую максимальную длину может высунуться конец верхнего блока за край стола, на котором они лежат? Можете ли вы вывести формулу для максимального нависания при использовании n блоков?

Физически задача требует сбалансировать крутящий момент фигуры с двух сторон края стола. Крутящий момент каждой стороны находится произведением массы этой стороны и расстояния от центра масс до края. Когда центр масс всей фигуры находится над краем, на обе её стороны действует одинаковый момент, и общий крутящий момент системы равен нулю. Для составного объекта общий крутящий момент для любой грани можно найти, сложив крутящие момент всех составных частей. Поэтому мы можем разделить и властвовать над изначальной задачей, рассматривая только изменения, происходящие при добавлении нового блока к существующей стопке, нечто вроде математической индукции (назовём это физической индукцией).

Рассмотрим стопку из n-1 блоков, каждый из которых весит одну единицу веса и имеет длину в одну единицу длины. Стопка сбалансирована на краю стола. Представьте, что линия взгляда направлена вдоль края стола, и стол слева – то есть, свисающие концы блоков высовываются вправо. Поскольку стопка сбалансирована на краю, центр масс находится прямо над краем, и её крутящий момент равен нулю. Теперь представим, что мы подняли всю стопку вертикально, и расположили ещё один блок под ней так, чтобы его правый край был вровень с краем стола. На практике это может оказаться сложным, но в мысленном эксперименте это просто.

Мы добавили немного стабильности стопке, добавив n-ный блок снизу, поскольку центр масс всей стопки немного сместился влево. Обозначим это смещение х. n блоков весят n единиц, и у них появился общий крутящий момент x*n вокруг края стола, направленный влево. Вспомним, что у стопки из n-1 блоков общий момент нулевой. Мы добавили только момент нового блока – массой в одну единицу массы и с расстоянием до центра масс от края стола в половину единицы длины.

Получается, что x*n = 1/2, а значит, x = 1/2n, где x – расстояние до нового центра масс от края стола.


Это значит, что если вы сдвинете всю стопку из n блоков вправо на 1/2n длины, она будет идеально сбалансирована на краю – и это максимально возможный сдвиг. Для завершения построения индукции отметим, что максимальный свес первого блока с края стола составляет 1/2 единицы длины.

Поэтому, для пяти блоков мы подставляем в формулу n для каждого уровня от 1 до пяти, чтобы получить максимальный свес:

X=1/2+1/4+1/6+1/8+1/10=137/120=1,141(6)
Видно, что если начать сверху и затем добавлять блоки вниз, каждый сдвиг составит половину от обратного количества имеющихся блоков. Такие последовательности из обратных чисел известны, как гармонические ряды. Такой ряд медленно расходится, и при устремлении n к бесконечности тоже стремится к бесконечности.

Общая формула суммы для n блоков получается суммированием всех членов ряда. Получается половина n-ного гармонического члена, который можно записать, как:

Вопрос 2

Представьте, что у вас есть те же пять блоков, и вы хотите поставить на самый верхний из них некое украшение, в точке, удалённой на четверть длины блока от свисающего конца. Все блоки весят по одной единице веса, а украшение весит одну пятую от блока. Какая теперь длина максимального нависания? Как это меняет основную формулу?

Сначала рассмотрим первый блок с украшением, стоящим на нём, и лежащий так, что его правый край находится на одном уровне с краем стола. Центр масс блока без украшения находится в половине единицы длины от края стола. Украшение сдвинет его вправо, допустим, на x. Масса украшения 1/5, а его расстояние от нового центра масс будет 1/4-х. Приравняем моменты и получим х = 1/5*(1/4-х), следовательно, х = 1/24. Из-за украшения необходимо подвинуть первый блок влево на 1/24 длины, поэтому максимальный свес составляет теперь 11/24 вместо 1/2.


Для последующих блоков можно применить ту же индукцию, что и в первом вопросе. Получаем уравнение х(n+1/5) = 1/2, которое для n блоков упрощается до 1/2(n+1/5). Это даёт нам последовательность 1/24 + 5/12 + 5/22 + 5/32 + 5/42…, что приводит к максимальному нависанию в 1,057 для пятиуровневой фигуры. Отметим, что нависание первого блока не укладывается в общую схему благодаря дополнительному весу украшения. Тем не менее, появляется простая гармоническая последовательность, через которую легко можно высчитать окончательную сумму.

Вопрос 3

Представьте, что вы соревнуетесь с другом в игре, в которой необходимо создавать нависающие структуры. Сначала у вас есть по одному блоку. Вы ставите свои блоки с любым нависанием от края стола. Затем вам выдают случайное, но одинаковое количество дополнительных блоков от одного до четырёх. Каждый ход начинается с изначального блока в качестве основы, положение которого потом менять нельзя, и с дополнительного набора от одного до четырёх блоков. Как сильно вам нужно вынести изначальный блок за край стола, чтобы у вас оказался максимально возможный свес после большого количества ходов?

Поскольку вероятность наличия от двух до пяти блоков одинакова, вам нужно максимизировать сумму, обозначающую максимальный свес для этих четырёх случаев. Для стопки из 2-5 блоков есть оптимальная позиция первого блока, дающая максимальный свес всей стопки. Если построить на графике наибольший свес для каждого из четырёх возможных размеров следующей стопки, получится два линейных графика и два графика в виде перевёрнутой V. Их вершины указывают оптимальную начальную позицию изначального блока для стопок из 3-4 блоков. Просуммировав графики, получим общий график свеса, резко меняющий направление в каждой из четырёх оптимальных позиций. Оказывается, что наилучший общий свес достигается в оптимальной позиции для трёх блоков, после которой график идёт вниз. Поэтому нужно располагать изначальный блок в предположении, что вам дадут три дополнительных блока, и свес составит 1/6 единицы длины.


Читатели указали несколько ограничений, запрещающих этому гипотетическому математическому мосту уходить в бесконечность: ветер, неравномерность, отсутствие бесконечной точности, эластичность или недостаточная твёрдость блоков и стола, и т.д. Это, конечно, правильно. К этому можно добавить кривизну Земли и отсутствие бесконечного пространства. Какое из этих ограничений быстрее всего обвалит нашу стопку? Для ответа на этот вопрос полезно изучить смежный с ним: если забыть о свесах с края и просто складывать блоки Jenga один на другой, математически ограничения на высоту башни нет. Но развалят её небольшие несовершенства в блоках и неточность в их построении, а роль последней соломинки сыграет вибрация или ветер. То же верно и для нашей свешивающейся фигуры. Если скорректировать все эти факторы, в какой-то момент сыграет и жёсткость блоков, когда нижние блоки немного искривятся и отойдут от горизонтали из-за общего крутящего момента всех блоков выше, что приведёт к соскальзыванию верхних блоков.

Я упоминал, что достичь наибольшего свеса можно, если допустить использование нескольких блоков на одном уровне. Как отметило несколько читателей, оптимальное решение этой задачи описано в работе 2009 года «Максимальный свес» [

Понравилась статья? Поделитесь ей