Кьяртан Поскитт - Математика для взрослых

Действие

Что происходит

Промежуточный результат

Загадай число

Назовем его n

n

Умножь на 5

Теперь у нас есть 5n

5n

Прибавь 3

5n + 3. Пока все нормально

5n + 3

Умножь на 2

Умножаем на 2 все имеющееся на текущий момент; для верности ставим скобки

2(5n + 3) = 10n + 6

Прибавь 4

Тут все просто

10n + 6 + 4 = 10n + 10

Раздели на 10

Нужно все разделить на 10, снова используем скобки

(10n + 10) ÷ 10 = n + 1

Вычти загаданное число

Просто вычитаем n

n + 1 – n = 1

Получается 1

n полностью исчезает из уравнения, остается единица!

Хватит алгебры

Заглянув в школьные учебники, вы увидите множество всяких x, y и задач, которые сводятся к перестановкам чего-либо с привлечением толики здравого смысла. Есть масса толстенных книг по алгебре, поэтому понятно, что я не могу рассказать здесь обо всем, но вот еще одна задачка, которую алгебра помогает решить весьма точно и элегантно.

На старинных часах ровно 6 часов вечера. Сколько будет времени, когда минутная стрелка догонит часовую?

Разумеется, сложность в том, что часовая стрелка постоянно медленно движется. Как же это учесть?

Допустим, m — это количество минут, прошедших после 6 часов до того момента, когда минутная и часовая стрелки совпадут.

Минутной стрелке понадобится 30 минут, чтобы добраться до цифры 6, плюс пройти дистанцию, которую преодолеет часовая стрелка за m минут. Давайте это запишем:

Нам нужно выяснить, как далеко продвинется часовая стрелка за m минут.

Минутная стрелка делает один полный оборот в час. Часо­вой стрелке нужно 12 часов, чтобы сделать полный оборот, то есть ее скорость — 1/12 от скорости минутной.

Составим уравнение:

m = 30 + m/12

Число 12 в качестве знаменателя выглядит отвратительно, однако не волнуйтесь — мы умножим на 12 обе части уравнения: 12m = 360 + m

Перенесем + m в другую часть уравнения, поменяв знак:

12m — m = 360

Вычтем 1m из 12m:

11m = 360

Разделим обе части на 11:

m = 32,727

Выходит, стрелки совпадут через 32,727 минуты после 6 часов вечера. Однако 0,727 минуты в ответе смотрятся некрасиво. Поскольку в минуте 60 секунд, в секундах это будет 0,727 × 60, то есть около 44 секунд. Теперь у нас есть понятный ответ: стрелки совпадут в 6:32:44 вечера.

СКОРОСТЬ

Всем нам порой приходится планировать свои передвижения. Возможно, вам интересно, сколько времени займет поездка на работу или, если вы добрались слишком быстро, не засекли ли ваш автомобиль дорожные радары...

Расчет скорости

К поездкам имеют отношение три фактора: расстояние, скорость и время в пути. Вот как они взаимосвязаны:

расстояние = скорость × время, или d = st

Здесь d обозначает расстояние (от англ. distance — расстояние), s — скорость (от англ. speed — скорость) и t — время (от англ. time — время).

То, что d = st, легко запомнить, поскольку буквы s, t стоят в алфавитном порядке. Из этого уравнения следуют два других.

Разделив обе части на t, получим: s = d/t

Или, разделив обе части на s, получим: t = d/s

А вот ситуация, в которой эти формулы очень пригодятся. Корабль отчаливает через 3 часа, а до причала, где он пришвартован, ехать 150 миль. С какой скоростью нужно двигаться, чтобы не опоздать?

Зная два параметра, всегда можно вычислить третий — так что давайте разбираться, с какой скоростью нужно вести машину. Нам известно, что d = 150 миль, а t = 3 часа, поэтому подставим эти величины в формулу s = d/t и получим s = 150/3 = 50 миль в час. Скорость измеряется в милях в час, потому что мы делили количество миль на количество часов.

При расчетах скорости вы должны убедиться, что все величины выражены в одних и тех же единицах измерения.

Правильные единицы измерения

У этой пары есть 10 минут, чтобы добраться до родильного дома, а велосипедист едет со скоростью 20 миль в час. Успеют ли эти бедолаги? Нам надо выяснить, за какое время можно преодолеть 3 мили, двигаясь со скоростью 20 миль в час. Используя формулу t = d/s, получим: t = d/s = 3/20.

Поскольку скорость выражена в милях в час, в результате вый­дет 3/20 часа, однако нам нужно время в минутах. В часе 60 минут, стало быть, в минутах это будет 3/20 × 60 = 9 минут. Так что, когда парочка доберется до роддома, в запасе у них останется всего минута. Будем надеяться, что в приемной нет очереди.

Комбинирование разных скоростей

Допустим, вы должны преодолеть на машине 400 миль максимум за 8 часов. Если всю дорогу ехать с постоянной скоростью, формула s = d/t подскажет, что она должна равняться 400 ÷ 8 = 50 миль в час.

Теперь предположим, что вы проехали первые 200 миль со скоростью 40 миль в час. С какой скоростью нужно ехать оставшиеся 200 миль, чтобы уложиться в отведенные 8 часов? Может показаться, что подходящий ответ — 60 миль в час, но это неверно!

Сначала выясним, сколько еще осталось времени. Раз вы про­ехали 200 миль со скоростью 40 миль в час, воспользуемся формулой t = d/s, чтобы узнать, сколько вы уже находитесь в пути: 200 ÷ 40 = 5 часов. Значит, оставшиеся 200 миль нужно преодолеть за 3 часа, поэтому ехать надо со скоростью 200 ÷ 3 = 66,7 миль в час.

ПРОЦЕНТЫ

С процентами мы сталкиваемся повсюду — от магазинов до банков, от платежных ведомостей до результатов экзаменов. Несложные проценты, такие как 50%, 33% или 25%, часто используются для описания специальных предложений в торговых точках, однако если вы имеете дело с налогами или кредитной картой, вам знакомы куда более замысловатые процентные соотношения. Так или иначе, проценты стоят того, чтобы в них разобраться. Как обычно в математике, изначально все исключительно просто: один процент обозначается как 1%, и это в точности соответствует 1/100, или 0,01. А сто процентов, или 100%, — это то же самое, что 100/100, то есть 1.

От дробей к процентам

Чтобы преобразовать простую дробь в проценты, нужно разделить верхнюю часть дроби (числитель) на нижнюю часть (знаменатель) и умножить на 100. Вот как перевести в проценты дробь 2/5.

Также проценты можно преобразовать обратно в дробь, разделив их на 100. Переведем 40% в простую дробь:

Проценты и десятичные дроби тесно взаимосвязаны, поскольку проценты — это первые две цифры после запятой в десятичной дроби: например 0,85 = 85%. Когда после запятой стоит ноль, его важно учитывать! 0,03 = 03%, или просто 3%. Если же после запятой много чисел, следует передвинуть запятую на два знака. Допустим, вы хотите определить, сколько в процентах будет 1/16: вводим в калькулятор 1 ÷ 16 и получаем 0,0625, что соответствует 6,25%.

Уклон дороги

Поднимаясь на велосипеде в гору, вы можете встретить дорожный знак, где обозначен уклон дороги в процентах — чем круче подъем, тем это значение больше. Вот как оно вычисляется:

Вертикальное расстояние, на которое вы поднимаетесь вверх, делится на горизонтальное расстояние, на которое вы продвигаетесь вперед. Например, на каждые 4 метра движения вперед вы поднимаетесь на 1 метр. В прежние времена сказали бы, что это уклон 1 к 4, а нынче записывают как дробь 1/4 и переводят в проценты. Следовательно, уклон 1 к 4 будет обозначен на дорожном знаке как 25%. На первый взгляд это немного, однако если вы не в идеальной физической форме, придется слезть с велосипеда и катить его рядом.

Большинство простых дробей невозможно точно преобразовать в проценты (как и в десятичные дроби). Ниже приведены самые распространенные значения в процентах и соответствующие им дроби; звездочками помечены округ­ленные значения.

50% = 1/2

25% = 1/4

75% = 3/4

33%* = 1/3

67%* = 2/3

10% = 1/10

20% = 1/5

40% = 2/5

60% = 3/5

17%* = 1/6

12,5% = 1/8