Текст книги "Самые знаменитые головоломки мира"

Автор книги: Сэм Лойд

265

Дележ капитала

В старой фирме «Браун энд Джонс» капитал Брауна в полтора раза превышал долю Джонса. Было решено принять в долю и Робинсона при условии, что он внесет 2500 долларов, которые следовало разделить между старыми владельцами так, чтобы доли всех трех партнеров при прежнем суммарном капитале оказались равными. Как именно следовало разделить 2500 долларов?

266

Полотно миссис Хогэн

Миссис Хогэн вместе со своей подругой Мэри О'Нейл купили 100 футов полотна. Свою покупку они оплачивали вместе. Поскольку миссис Хогэн принадлежала большая часть уплаченной суммы, то кусок Мэри составил лишь ⁵/ ₇длины куска миссис Хогэн. Сколько футов было в куске каждой из подруг?

267

Коровы Джонса

Фермер Джонс продал пару коров за 210 долларов. На одной корове он заработал 10 %, а на другой – 10 % потерял. Всего доход Джонса составил 5 %. Во сколько первоначально обошлась ему каждая корова?

268

Найдите наибыстрейший путь к флагу

Эта небольшая задача, где речь идет о скачках с препятствиями, вероятно, заинтересует как поклонников скачек, так и любителей головоломок. Похоже, что на рисунке дело уже близится к финишу, осталось преодолеть всего лишь 1 ³/ ₄мили; но лидеры идут тесной плотной группой, так что, видимо, победа достанется тому, кто найдет кратчайший путь к флагу. Как видно на рисунке, финишный флаг развевается в дальнем углу прямоугольного поля, по краю которого проходит дорога. Один участок дороги имеет в длину милю, а другой – ³/ ₄мили.

Следовательно, по дороге путь до флага составляет 1 ³/ ₄мили, все лошади могут преодолеть его за 3 мин. Однако всадники вольны скакать через поле, но зато по рыхлому грунту скорость будет ниже на 25 %.

В каком месте одномильного участка пути лошадь должна перепрыгнуть через изгородь и ринуться прямо к флагу, чтобы закончить скачку в наименьшее время?

269

Увеличьте число четных рядов

Эти веселые монахи положили 10 монет (по одной монете в клетку) так, что получилось 10 рядов, в каждом из которых находится четное число монет. Ряды считаются по горизонтали, вертикали и диагонали. Головоломка состоит в том, чтобы переложить монеты, увеличив тем самым в максимальной степени количество рядов с четным числом монет.

270

Тенистая роща

Мистер и миссис Смит собирались приобрести домик в пригороде.

– Если ты дашь мне ³/ ₄твоих денег, – сказал мистер Смит, – то я прибавлю их к своим деньгам и смогу купить дом стоимостью в 5000 долларов. У тебя же останется при этом достаточная сумма, чтобы купить тенистую рощу и ручей, которые находятся позади дома.

– Нет-нет, – ответила «прекрасная половина». – Дай мне ²/ ₃твоих денег, я прибавлю их к своим деньгам, и у меня будет сумма, достаточная, чтобы купить дом, а у тебя как раз останется достаточная сумма, чтобм приобрести эту рощу вместе с журчащим ручейком.

Не сможете ли вы определить цену этих угодий?

271

Как поймать всех мышей?

Дик Виттингтон выдрессировал своего кота так, что тот мог пройти от мыши А(в левом верхнем углу) к мыши Z (в правом нижнем углу) по кратчайшему пути вдоль черных линий, схватив при этом всех мышей.

В то время как король Страны Головоломок пытается решить эту задачу, Дик, указывая на часы лондонского Тауэра, спрашивает у принцессы Загадки.

– Если для того, чтобы пробить 6, часам требуется 6 секунд, то сколько им понадобится времени, чтобы пробить 11?

272

Продажа лошади

По тем или иным причинам мне никогда не везло в торговле лошадьми. Так, я купил в Техасе одну клячу за 26 долларов Мне пришлось какое-то время платить за ее содержание, пока я наконец не продал ее за 60 долларов На первый взгляд может показаться, что я получил прибыль, однако стоимость содержания была таковой, что я потерял на всей операции сумму, равную половине цены, за которую мне досталась кляча, плюс четверть стоимости ее содержания Не могли бы вы сказать, сколько денег я потерял?

273

Три квадрата из 8 брусков

С помощью 8 деревянных брусков Маленькая Пастушка построила два квадратных загона для двух ее маленьких игрушечных ягнят. Некий поклонник только что подарил ей третьего ягненка, поэтому девушке хочется, переложив бруски, сделать из них три квадратных загона.

Вырежьте из картона 8 узких полосок, причем 4 из них должны быть вдвое короче остальных четырех, как показано в нижней части рисунка. Головоломка состоит в следующем: расположите 8 полосок на плоской поверхности таким образом, чтобы они образовали 3 квадрата одинаковых размеров.

274

Быстрая сделка

Во время бума, связанного с продажей пригородных участков, один спекулянт недвижимостью, сойдя не на той станции и дожидаясь следующего поезда, сумел провернуть выгодное дельце. Купив участок земли за 24$ доллара, он поделил его на меньшие участки равной величины, которые продал по 18 долларов за участок, закончив всю операцию до прихода поезда. На этом деле он заработал сумму, в точности равную той, в какую ему первоначально обошлись 6 меньших участков.

Сколько малых участков содержалось в большом, купленном спекулянтом?

275

Отделите мальчиков от девочек

Вы видите на рисунке, как выстроились в ряд 8 уличных шалопаев и их подруг. Задача состоит в том, чтобы переставить мальчиков и девочек так, дабы 4 солдата оказались с одной стороны, а 4 сестры милосердия с другой, оставаясь все, как и прежде, в плотном строю. Перестановку следует сделать всего за 4 хода, а каждый ход состоит в передвижении какой-нибудь пары стоящих рядом детей.

При решении головоломки удобно вместо мальчиков взять монетки одного достоинства, а вместо девочек – другого. Затем, передвигая пару соседних монет одновременно, попытайтесь собрать все монетки одного достоинства с одной стороны, а другого – с другой, причем все это следует выполнить за 4 хода. Помните: передвигать можно только пару соседних монет, но отнюдь не переставлять монеты внутри этой пары. Например, вы можете передвинуть Dи Е(буквы указаны на шапках) на левый край шеренги, но не разрешается переставить их так, чтобы Dоказалась слева от Е.

276

Угадайте фамилию каждого наследника

Когда капитан Джон Смит, уважаемый и богатый гражданин, умер в Глочестере в 1803 году, оказалось, что весь свой нажитый на контрабанде и торговле рабами капитал он оставил 9 наследникам: сыну, его жене и ребенку, а также дочери, ее мужу и ребенку, а также побочному сыну, у которого тоже были жена и ребенок.

Капитан указал в завещании, чтобы каждый муж получил больше своей жены, а каждая жена – больше своего ребенка. В каждом из этих шести случаев разность сумм должна быть одинаковой. Другими словами, сумма, которую получал каждый муж, превосходила сумму его жены на такую же величину, на какую сумма, полученная каждой женой, превосходила сумму, полученную ее ребенком. Все завещанные деньги были в однодолларовых купюрах. Каждый получил свою долю в пакете, содержащем запечатанные конверты, причем в каждом конверте было столько долларовых купюр, сколько конвертов находилось в пакете.

В завещании также говорилось, что «Мэри и Сара вместе получают столько же, сколько вместе получают Том и Билл, а Нед, Билл и Мэри получают вместе на 299 долларов больше Хэнка. Учитывая денежные затруднения семейства Джонсов, они вместе получают на ¹/ ₃больше Браунсов».

Портреты, которые вы видите на рисунке, не дают никакого представления об относительном возрасте всех наследников, но, исходя из данных, содержащихся в завещании, любители головоломок непременно определят фамилию каждого наследника и сумму, которую он получил.

277

Сколько булочек получил каждый ребенок?

Нередко общеизвестные детские стишки скрывают в себе некие загадки или головоломки, достойные внимания тех, кто уже вышел из детского возраста. Возьмем, например, зазывный крик Продавца Горячих Булочек.

 
Горячие булочки, горячие булочки!
А ну, налетайте со всей улочки.
Штука на пенни, две штуки на пенни!
Не место здесь предаваться лени.
Если не любит их ваша дочка,
Дайте пенни на них сыночку.
Две штуки на пенни, три штуки на пенни!
Я дал своим детям на них семь пенни.
Число же славных моих сыновей
Равно половине числа всех детей.
 

Вполне очевидно из слов Продавца, что торгует он булочками трех сортов: штука на пенни, две штуки на пенни и три штуки на пенни. Число мальчиков в его семье равно числу девочек, и вместе они получили 7 пенни. Предположим, что каждый ребенок получил одинаковое число и одинаковые сорта булочек. Не могли бы вы сказать, сколько булочек получил каждый из ребят?

278

Билл Лежебока

Я спросил Билла Лежебоку, не хочет ли он поработать.

– А зачем? – удивился он.

– Чтобы заработать деньги, – ответил я.

– А какая в этом польза? – спросил он.

– Деньги можно копить, – нашелся я.

– А для чего мне копить деньги?

– Для того, чтобы, состарившись, ты смог уйти на отдых.

– Но я старею так быстро, как мне нравится, – ответил он. – И что за польза работать для того, чтобы отдыхать, когда я могу начать отдых прямо сейчас.

Я оставил свои попытки убедить Билла, но мне все же удалось договориться, чтобы он поработал 30 дней, получая по 8 долларов в день. Однако было оговорено, что за каждый день прогула он будет оштрафован на 10 долларов. В конце месяца ни он, ни его работодатель не были должны друг другу ни цента, что окончательно убедило Билла в бесполезности работы.

Сколько дней Билл работал, а сколько дней прогулял?

279

Закройте все кружочки, кроме одного

Среди выдающихся людей нашего времени, известных тем, как они сумели, преодолев все препятствия, пробить себе путь к успеху, покойный Генри Джордж, [22]22
  Генри Джордж (1839–1897) – американский публицист и мелкобуржуазный экономист. Он выступал за национализацию земли или введение высокого налога на частную земельную собственность, что, по его мнению, могло предотвратить рост бедности. – Прим. перев.


[Закрыть]безусловно, заслуживает того, чтобы отметить его особо. Благодаря глубокому изучению налоговой системы Генри Джордж настолько дотошно знал каждую деталь своего предмета, что в спорах оставался совершенно неуязвимым.

Одно время мы едва ли не ежедневно встречались с ним в пресс-клубе, и мистер Джордж буквально замучил меня своими великими проблемами из области политической экономии. Я отплатил ему тем, что предложил придуманную мной головоломку.

Головоломка состоит в том, чтобы поместить 12 шашек на 13 кружков, которые образуют рамку вокруг портрета Генри Джорджа. Каждую шашку следует поместить на свободный кружок, а затем передвинуть вдоль любой из двух прямых на другой пустой кружок и оставить там. Например, вы можете первую шашку поставить на кружок 2 и передвинуть ее на кружок 4 или 13. После того как шашка передвинута, ее больше нельзя трогать и ни одну шашку нельзя помещать (до или после передвижения) на кружок, уже занятый другой шашкой.

280

Корова Кейси

– У некоторых коров больше здравого смысла, чем у обыкновенного человека, – сказал фермер Кейси. – Вот как-то стояла моя пеструха на мосту в пяти футах от его середины и мирно смотрела в воду. Внезапно она заметила экспресс, который находился на расстоянии в две длины моста от ближайшего конца этого сооружения и летел прямо на нее со скоростью 90 миль в час. Не теряя ни мгновения на бесполезные размышления, корова сделала прыжок навстречу приближавшемуся поезду и спаслась, проскочив в 1 футе от него. Если бы она последовала человеческому инстинкту и бросилась бежать с той же скоростью наутек от поезда, то три дюйма от ее задней части осталось бы на мосту!

Чему равны длина моста и скорость коровы Кейси?

Решения

1. На приведенном рисунке показано, как астрономы расположили вновь найденную звезду, которая оказалась прямо-таки «сверхзвездой» и затмила остальные звезды.

2. Единственный возможный путь, удовлетворяющий условиям задачи, таков: Филадельфия, далее 15, 22, 18, 14, 3, 8, 4, 10, 19, 16, 11, 5, 9, 2, 7, 13, 17, 21, 20, 6, 12 и, наконец – Эри.

3. [Лойд не приводит решения данной головоломки. Он лишь сообщает, что большинство сборников головоломок дают решение в 52 хода, тогда как эту головоломку можно решить за 47 ходов. Г. Э. Дьюдени, известный английский мастер головоломок, опередил Лойда на один шаг, сведя число ходов к 46. – M.Г.]

4. Из 216 равновероятных исходов бросания трех костей вы выиграете только в 91 случае и проиграете в остальных 125. Таким образом, ваш шанс выиграть по крайней мере столько же, сколько вы поставили (то есть вероятность выигрыша), равен ⁹¹/ ₂₁₆,тогда как шанс проиграть равен ¹²⁵/ ₂₁₆.

Если бы на костях всегда выпадали различные числа, то игра стала бы честной. Предположим, что на каждом квадрате лежит по 1 доллару. Тогда, выбросив три кости, на каждой из которых выпадают разные числа, владелец аттракциона получит 3 доллара и заплатит тоже 3 доллара. Но на двух одинаковых числах владелец зарабатывает 1 доллар, а на трех одинаковых числах – 2 доллара. Если игра длится достаточно долго, то владелец аттракциона может надеяться на каждом долларе игрока независимо от того, куда и сколько денег тот ставит, заработать около 7,8 цента. Таким образом, в среднем доход владельца аттракциона составляет 7,8 % общей суммы ставок.

5. Сначала проведите разрез AB,затем сложите 3 образовавшиеся части так, чтобы разрезы CDи EFможно было сделать одновременно.

На соседнем рисунке показано, как с помощью двух прямолинейных разрезов можно разделить подкову на 9 частей. Сначала проведите разрез AB,а затем сложите три части вместе так, чтобы остальные три можно было сделать одновременно (одним взмахом ножниц).

6. Проведем диагонали квадрата и параллельные им прямые, как показано на рисунке; тогда посаженные в точках пересечения виноградные лозы будут отстоять друг от друга на расстояние, чуть превышающее 9 футов, располагаясь рядами внутри изгороди, ограничивающей данный участок; всего их окажется 41.

7. Греческую эмблему можно нарисовать, не отрывая карандаша от бумаги и сделав 13 поворотов, как показано на рисунке.

8. Любопытная особенность этой головоломки состоит в том, что, как бы вы ни ходили, «мужчина» никогда не сможет схватить «петушка», а «женщина» – «курочку», ибо, как принято говорить при игре в шахматы или шашки, петушок «обладает преимуществом в один ход»… по отношению к мужчине, и по тем же причинам женщина никогда не сможет оказаться в «соприкосновении» с курочкой. Но вот если мужчина погонится за курочкой, а женщина – за петушком, то они легко сумеют поймать цыплят! Одного из цыплят можно схватить на восьмом ходу, а другого – на девятом.

9. [В ответе Лойд использует два временных интервала, указанных в условии задачи, но эти интервалы на самом деле для решения не нужны. Пусть хозначает точку (между Биксли и Пиксли), где был задан первый вопрос, а у– точку (между Пиксли и Квиксли), где был задан второй вопрос. Нам известно, что расстояние между хи уравно 7 милям. Поскольку расстояние от хдо Пиксли равно ²/ ₃расстояния между Биксли и Пиксли, а расстояние от удо Пиксли составляет ²/ ₃расстояния между Пиксли и Квиксли, то из этого следует, что расстояние между хи у,то есть 7 миль, равно ²/ ₃всего пути. Значит, полное расстояние между Биксли и Квиксли равно 10 ¹/ ₂мили. – М. Г.]

10. Большой индюк весил 16 фунтов, а индюшонок – 4 фунта.

11. [Это первая из многих задач на разрезание, включенных в данный сборник. Читателю будет, наверное, небезынтересно узнать, что известный немецкий математик Давид Гильберт впервые доказал теорему, которая утверждает, что любой многоугольник, если его разрезать на конечное число частей, можно превратить в любой другой многоугольник, равновеликий первому. Подобные разрезания, однако, малоинтересны, если число частей не будет достаточно малым, чтобы решение стало элегантным и неожиданным. Почти все правильные многоугольники (за исключением пентаграммы, или пятиконечной звезды, которая доставляет массу трудностей) были использованы в весьма изобретательных головоломках на разрезание. [23]23
  Подробное обсуждение головоломок на разрезание, многочисленные примеры и даже попытка построить некую теорию приведены в книге Г. Линдгрена «Занимательные задачи на разрезание». (М.: Мир, 1977). – Прим. перев.


[Закрыть]– M. Г.]

12. Среди первых 18 футов каната, измеренных лавочником, каждый ярд (то есть 3 фута) оказался короче своей истинной величины на 3 дюйма; значит, общая недостача на 18 футов составила 18 дюймов, или V/ ₂фута. В оставшихся 2 футах потерь не было, поскольку для их измерения деревянный ярд использовался не на полную длину (потребовалось только 24 дюйма, а в нем было 33 дюйма). Следовательно, длина полученного моряком каната 81У ₂фута, что при цене 2 цента за фут составляет 1 доллар 63 цента. Лавочник же получил лишь 1 доллар 60 центов (80 футов по 2 цента за фут), да и то фальшивой пятидолларовой монетой (он дал моряку сдачу 3 доллара 40 центов). Таким образом, общая сумма убытка составляет 5 долларов 3 цента. Тот факт, что сосед разменял ему золотую монету, на доходе или убытке не отражается.

13. Смит должен был начать с 99 долларов 98 центов, а осталось у него только 49 долларов 99 центов.

14. Лучший способ решения этой задачи основан на том факте, что площади кругов пропорциональны квадратам их диаметров. Если мы впишем квадрат ABCDв исходный круг и забудем об отверстии в центре, то площадь круга Е,вписанного в этот квадрат, как раз и составит половину исходной площади.

Теперь к кругу Енадо добавить половину площади отверстия. Мы впишем в отверстие квадрат, а затем в этот квадрат впишем новый круг. Площадь меньшего круга, следовательно, составит половину площади отверстия. Поместим теперь маленький круг в Gтак, чтобы его диаметр стал стороной прямоугольного треугольника, основанием которого служит диаметр круга Е.Гипотенуза HIбудет тогда диаметром круга, площадь которого равна сумме площадей круга Еи маленького круга в G.Этот круг, показанный пунктирной линией, и дает искомый размер точильного круга после того, как последний сточится ровно наполовину. Его диаметр можно подсчитать следующим образом.

Диаметр круга Есовпадает с длиной стороны наибольшего квадрата. Зная, что диагональ этого квадрата равна 22 дюймам, мы находим, что его сторона, а значит, и диаметр круга Eравны квадратному корню из 242. Аналогичным образом находим, что диаметр наименьшего круга составляет – квадратный корень из 242/49 дюйма.

Квадрат диаметра пунктирного круга равен сумме квадратов двух найденных диаметров, то есть 242 + 242/49 – 12100/49. Извлекая отсюда квадратный корень, мы и находим искомую величину, равную 110/7 – 155/7 дюйма. Таков должен быть диаметр точильного круга, когда его получит второй компаньон.

15. Разумеется, выиграет кошка. Чтобы пробежать все расстояние и вернуться, ей нужно сделать ровно 100 прыжков. Собака, напротив, вынуждена проделать 102 фута и вернуться обратно. На своем 33-м прыжке она достигнет отметки 99 футов, и поэтому ей необходимо сделать еще один прыжок, который приведет ее на 2 фута дальше нужной отметки. Таким образом, чтобы пройти всю дистанцию, собака должна сделать 68 прыжков. Но частота ее прыжков составляет только ²/ ₃от частоты прыжков кошки, так что на 100 прыжков кошки приходится лишь неполных 67 прыжков собаки.

Но у Барнума в кармане была возможность сыграть первоапрельскую шутку. Допустим, что кошку (а точнее, кота) зовут Васькой, а собаку – Жучкой! Тогда фразу «она делает 3 прыжка, в то время как ее соперник делает 2» следует понимать так, что собака пробегает расстояние в 9 футов, когда кот пробегает 4 фута. Таким образом, когда собака финиширует, сделав 68 прыжков, кот преодолеет расстояние всего лишь в 90 футов и 8 дюймов.

[Эта же самая головоломка вызвала в Лондоне чувство разочарования, когда Г. Э. Дьюдени опубликовал ее 1 апреля 1900 г. в еженедельнике The Weekly Dispatch.В варианте Дьюдени в беге состязались садовник (женщина) и повар (мужчина). – М. Г.]

16. Ответ приведен на рисунке.

17. На эту задачу нет однозначного ответа, если только вы не знаете, сколько заплатил делец за свой велосипед первоначально. А раз в условии это не сказано, то и решить задачу удовлетворительным образом невозможно.

18. Бак с квадратным дном, ширина которого вдвое меньше глубины, имеет самые экономичные размеры. Если куб со стороной, близкой к 12,6 фута, вмещает 2000 кубических футов, то вдвое меньшая глубина приводит как раз к искомой 1000 кубических футов.

[Точные размеры искомого бака не выражаются в рациональных числах, поскольку они связаны с половиной «удвоенного куба». Если воспользоваться иррациональными числами, то длина и ширина искомого бака окажутсяравнымитогда как его высота составит

19. На рисунке искомая пятиконечная звезда окрашена целиком.

20. На рисунке показано, как можно разрезать греческий крест на пять частей, из которых удается сложить два креста одинаковых размеров. Проведите разрезы, как показано на кресте, изображенном слева, а затем сложите маленькие части, как показано на рисунке справа.

21. [Исходную головоломку решить невозможно, если не прибегнуть к мошенничеству, перевернув кубики с цифрами 6 и 9 вверх ногами. Одна из особенностей этой головоломки состоит в том, что любая подобная перестановка двух кубиков сразу же делает задачу разрешимой. Фактически любое нечетное число перестановок дает тот же самый эффект, тогда как любое их четное число оставляет, как и прежде, головоломку неразрешимой. Читателей, которых заинтересует математическая структура, лежащая в основе этой головоломки, мы отсылаем к классической работе W. W. Johnson, W. Е. Story. Notes on the 15-Pnzzle (American Journal of Mathematics,v. 2, 1879, p. 397), а также сборникам по занимательной математике. – M. Г.]

Остальные три задачи решаются следующим образом.

Вторая задача.К расположению, указанному в условии, можно прийти за 44 хода: 14, 11, 12, 8, 7, 6, 10, 12, 8, 7, 4, 3, 6, 4, 7, 14, 11, 15, 13, 9, 12, 8, 4, 10, 8, 4, 14, 11, 15, 13, 9, 12, 4, 8, 5, 4, 8, 9, 13, 14, 10, 6, 2, 1.

Третья задача.К расположению, приведенному в условии, удается прийти за 39 ходов: 14, 15, 10, 6, 7, 11, 15, 10, 13, 9, 5, 1, 2, 3, 4, 8, 12, 15, 10, 13, 9, 5, 1, 2, 3, 4, 8, 12, 15, 14, 13, 9, 5, 1, 2, 3, 4, 8, 12.

Четвертая задача.Магический квадрат удается получить за 50 ходов: 12, 8, 4, 3, 2, 6, 10, 9, 13, 15, 14, 12, 8, 4, 7, 10, 9, 14, 12, 8, 4, 7, 10, 9, 6, 2, 3, 10, 9, 6, 5, 1, 2, 3, 6, 5, 3, 2, 1, 13, 14, 3, 2, 1, 13, 14, 3, 12, 15, 3.

22. Мэри Энн была матерью больного мальчика.

23. Если Ноббс может засадить борозду картошкой за 40 мин, то 6 борозд он засадит за 240 мин. Поскольку он засыпает картошку землей с той же скоростью, то он в состоянии полностью обработать 6 борозд за 480 мин, или за 8 ч. Хоббс, работая с другими шестью бороздами, засеет их за 120 мин (одну борозду – за 20 мин), а засыплет за 360 мин, что в сумме даст 480 мин, или 8 ч. Таким образом, проработав 8 ч, каждый из них сделает одинаковый объем работы; поэтому каждому из них следует получить по 2 доллара 50 центов.

24. Тайна золотого кирпича объясняется тем обстоятельством, что истинные размеры нового прямоугольника составляют не 23 × 25, а 23 × 25 1/23, дюйма, а это как раз и приводит к прежней площади в 5/6 квадратных дюймов.

[Относительно разнообразных «геометрических исчезновений» такого рода см. мою книгу «Mathematics Magic and Mistery» (Dover. Publ., 1956). – M. Г.]

25. Согласно Евклиду, если две хорды пересекаются внутри круга, произведение длин частей одной из них равно произведению длин частей другой хорды. На рисунке поверхность воды образует хорду, а поскольку обе части этой хорды равны 21 дюйму, то их произведение равно 441.

Прямая, проходящая вдоль стебля лилии, образует другую пересекающуюся хорду, у которой над водой возвышается участок в 10 дюймов. Произведение частей этой хорды тоже обязано равняться 441. Поэтому, разделив 441 на 10, мы находим, что длина второго участка этой хорды составляет 44,1 дюйма. Прибавив к этому значению 10 дюймов, мы находим, что длина всей хорды от Адо F(диаметр круга) равна 54,1 дюйма. Значит, радиус круга равен 27,05 дюйма. Если мы вычтем отсюда 10 дюймов, то и найдем длину части стебля, находящейся под водой, то есть глубину озера; она составляет 17,05 дюйма.

26. Если вы проведете диагональ у прямоугольного листа бумаги, а затем свернете из этого листа цилиндр, то диагональ превратится в спираль, обвивающую цилиндр. Другими словами, спираль, обвивающую колонну, можно рассматривать как гипотенузу некоего прямоугольного треугольника. В данном случае это треугольник, который четыре раза оборачивается вокруг колонны. Основание этого треугольника в 4 раза больше длины окружности цилиндра (или в 4π раз больше его диаметра), что, как можно подсчитать, превышает 300 футов на пренебрежимо малую величину. Но этой же величине равна и высота башни, что является просто совпадением, поскольку высота вовсе на участвует в решении данной задачи.

Нам не нужно также исследовать длину лестницы. Ибо если стержни отстоят друг от друга на расстояние в 1 фут, когда мы измеряем его вдоль основание прямоугольного треугольника, то на такое же расстояние они будут отстоять друг от друга и вдоль гипотенузы, какую бы длину она ни имела. [24]24
  Трюк состоит здесь в том, что расстоянием между стержнями считается расстояние между соответствующими прямыми, а не между точками (как многие могли подумать), в которых стержни соединяются со ступеньками. – Прим. перев.


[Закрыть]Поскольку основание нашего прямоугольного треугольника имеет в длину 300 футов, то у винтовой лестницы 300 ступенек.

27. В этой головоломке о продаже цыплят каждому фермеру ясно, что корова оценивается в 25 цыплят, а лошадь – в 60. Наша пара должна была ко времени разговора приобрести 5 лошадей и 7 коров общей стоимостью в 475 цыплят; а поскольку у них как раз хватило цыплят на то, чтобы купить еще 7 коров, то у супругов оставалось 175 цыплят. Всего же на рынок они привезли 650 цыплят.

28. Существует 416 способов выполнить это задание. Наикратчайшим будет путь O – P, D – C, E – F, H – G, I – J, L – K, N– M и А – В;но поскольку существует миллион неподходящих нам путей, то такой малостью, как 416, можно смело пренебречь.

[Читатель не должен всерьез принимать слова Лойда относительно числа мостов, ему, разумеется, было известно, что Эйлер изучал случай семи мостов и эта знаменитая работа явилась первой публикацией по топологии. [25]25
  Подробнее об этой задаче см., например: Барр С. Россыпи головоломок. – М.: Мир, 1978.


[Закрыть]– М. Г.]

29. Девятнадцать полков уйдут на фронт, оставив в лагере пятый полк в составе полковника-шахматиста и его 1370 солдат. Кроме того, потребуется еще 18 недель, чтобы, увеличиваясь на 30 человек еженедельно, пятый полк достиг нужного состава в 1900 человек. Таким образом, наш шахматист, имея под началом 1900 человек, уйдет на фронт через 37 недель.

30. Математики и знатоки головоломок, коим ведомы тайны перестановок, подсчитали, что из четырех монет и брелока в виде орла можно сделать не менее 92 160 различных цепочек так, чтобы никакие две из них не оказались полностью одинаковыми.

Очевидно, что большую монету можно зацепить за любую из пяти дырок и повернуть к нам любой стороной, что дает 10 комбинаций. Поскольку следующая монета может быть соединена восемью способами, то общее число комбинаций из двух первых монет равно 80. Если это умножить на 6 комбинаций следующей по размеру монеты, на 4 комбинации последней монеты и на 2 положения орла, то, располагая монеты, как показано на рисунке, по уменьшающимся размерам, мы получим 3840 комбинаций. Поскольку мы можем переставить между собой 4 монеты 24 способами, то общее число всевозможных комбинаций равно, как и утверждалось, 92 160.

31. Гуляющие пары смогут переправиться за 17 ездок. Пусть А, В, С, D– мужчины, а а, b, с, d– девушки. Все они первоначально находятся на одном берегу. Переправляться им следует по следующей схеме:

[Существуют и другие способы решения данной задачи за 17 ходов; но, как объясняет Г. Э. Дьюдени, это решение содержит наименьшее число «посадок» и «высадок». Если имеются три пары, то остров не является необходимым, однако в случае четырех пар решить задачу при заданных условиях без острова невозможно. – М. Г.]

32. Возраст первой девочки составлял 638 дней, а мальчику было вдвое больше, то есть 1276 дней. На следующий день самой юной девочке было 639 дней, а ее вновь пришедшей в класс сестре – 1915 дней, что в сумме составляет 2554 дня и ровно вдвое превышает возраст мальчика, равный 1277 дням. На следующий день мальчик, которому было уже 1278 дней, привел своего старшего брата в возрасте 3834 дней, так что их суммарный возраст составил 5112 дней; а это вдвое больше возраста девочек, равного уже 640 + 1916 = 2556 дням.

На другой день возраст каждой девочки увеличился на 1, что в сумме дает 2558 дней, а вместе со старшей сестрой, которой было 7670 дней, их суммарный возраст составил 10228 дней, что ровно вдвое больше возраста мальчиков, достигшего в этот день 5114 дней.

Таким образом, мы подошли к 7670 дням. Юная леди достигла 21-летнего возраста; 21 х 365 = 7665 плюс 4 дня, добавленные на високосные годы, да еще один день, который явился ее 21-м днем рождения.

Читатели, которые полагали, что возраст мальчика равнялся 3 ¹/ ₂годам, проглядели то обстоятельство, что возраст учеников увеличивался с каждым днем.

33. Существует только один способ выполнить данное задание за 14 поворотов, хотя с еще одним лишним поворотом таких способов будет тысяча и один.

34. Объединенная «тяга» четырех тучных парней в точности равна тяге пяти пышных сестер. Поскольку на втором рисунке показано, что пара тощих близнецов равна по силе одному тучному парню и двум пышным девицам, мы можем упростить задачу, заменив на третьем рисунке двух тощих близнецов их «тяговым эквивалентом», то есть поставив вместо них толстого парня и двух пышных девиц.

Теперь у нас пять пышных сестер и один тучный парень противостоят одной пышной девице и четырем тучным парням. Мы можем удалить четырех тучных парней с одной и пять пышных девиц с другой стороны каната, ибо, согласно первому рисунку, их силы равны. При этом слева останется один тучный парень, а справа – одна пышная девица. Таким образом, выиграет левая команда, поскольку ее тяговая сила на 1/5 силы парня больше, чем у правой команды,

35. Можно представить себе, что объем, заключенный внутри мяча, разбит на огромное число узеньких пирамид, все вершины которых расположены в центре мяча, а основания лежат на его поверхности. Мы знаем, что объем пирамиды равен произведению площади ее основания на 1/3 высоты. Следовательно, объем шара равен сумме площадей оснований пирамид, то есть сферы, умноженной на 1/3постоянной высоты (радиуса). Поскольку объем шара численно равен площади сферы, отсюда следует, что 1/3 радиуса равна 1. Значит, радиус футбольного мяча равен 3, а его диаметр – 6 дюймам. [26]26
  Представление объема шара в виде суммы объемов пирамид справедливо лишь приближенно. Чтобы соответствующее равенство стало точным, необходимо совершить предельный переход, чем и будет обоснован ответ, приведенный автором. – Прим. перев.


[Закрыть]

36. Озеро содержало ровно 11 акров; ответ «около 11 акров» не достаточно правилен. Точный ответ получается с помощью известной теоремы Пифагора, утверждающей, что квадрат гипотенузы прямоугольного треугольника равен сумме квадратов его катетов.

На рисунке у треугольника ABDдлина катета ADравна 9, а длина BD– 17, поскольку 9 × 9 + 17 × 17 = 370, что составляет площадь наибольшего поля. АЕС– прямоугольный треугольник, а равенство 5 ²+ 7 ²= 74 показывает, что квадрат со стороной АСимеет площадь в 74 акра. CBF– также прямоугольный треугольник. Складывая квадраты его катетов, мы находим, что квадратное поле со стороной ВСимеет площадь, разную 4 ²+ 10 ²=116 акрам. Площадь нашего исходного треугольника ABD,очевидно, составляет половину от 9 × 17, то есть равна 76,5 акра. Поскольку суммарная площадь прямоугольника DECFи двух прямоугольных треугольников АЕСи CBFравна, как легко подсчитать, 65,5 акра, то, вычитая эту величину из 76,5, мы находим, что площадь треугольного озера составляет в точности 11 акров.