Текст книги "Самые знаменитые головоломки мира"
Автор книги: Сэм Лойд
сообщить о нарушении
Текущая страница: 16 (всего у книги 17 страниц)
Теперь, учитывая, что дилижанс преодолевает 189 миль на 12 ч быстрее поезда, мы находим, что скорость дилижанса составляет 4 1/2 мили в час. Следовательно, скорость поезда равна 3 1/2 мили в час. После этого ничего не стоит определить, что расстояние от места встречи до Глазго составляет ровно 82 11/16 мили. – М. Г.]
173. Второй игрок всегда может выиграть, действуя так, чтобы делить лепестки на 2 равные группы. Например, если первый игрок берет 1 лепесток, то второй игрок берет 2 противолежащих лепестка, оставляя 2 группы по 5 лепестков в каждой. Если же первый игрок берет 2 лепестка, то второй игрок берет 1 противолежащий лепесток, добиваясь того же самого результата. Далее он просто повторяет действия первого игрока. Если первый игрок берет 2 лепестка, оставляя в одной из групп комбинацию 2–1, то второй игрок берет соответствующие 2 лепестка, оставляя такую же комбинацию 2–1 во второй группе. Действуя таким образом, он обязательно выиграет последний ход.
174. Груз в 3/ 4фунта, очевидно, равен 1/ 4кирпича; соответственно кирпич должен весить 12/ 4= 3 фунта.
175. Четыре корабля перемещаются к центру, как показано на рисунке, дабы образовалось 4 ряда по 4 корабля в каждом. Пятый ряд – это нижняя горизонталь.
176. Каждая овальная крышка разрезается соответственно рис. 3, а затем 6 частей складываются вместе, как показано на рис. 4.
[Еще одно решение с шестью частями предложил Генри Э. Дьюдени. [33]33
Дьюдени Генри Э. 520 головоломок. – М.: Мир, 1975, задача 341. – Прим. перев.
[Закрыть]Позднее С. Лойд нашел решение с четырьмя частями для случая с поперечными, а не продольными отверстиями. – М. Г.]
177. Можно обнаружить, что существует 372 способа прочитать Red Rum, заканчивая чтение в центре квадрата. Здесь вступает в силу любопытная особенность данной головоломки (хотя и очевидная), что существует ровно столько же способов прочитать Red Rum, сколько есть способов прочитать Murder. Следовательно, общее число способов, с помощью которых можно прочитать всю фразу, равно (372) 2– 138 384.
178. [Решение С. Лойда к первой головоломке с монадой показано на рисунке в центре. Крайние рисунки показывают решение третьей головоломки. Что касается его ответа на вторую головоломку, то Лойд ограничивается замечанием, что нужно провести прямой разрез от Ак 2? как показано на среднем рисунке. Каким образом найти точки А и В икак доказать, почему при этом Инь и Ян делятся на две равные по площади части, подробно разобрал Генри Э. Дьюдени. [34]34
Гарднер М. Математические головоломки и развлечения. – М.: Мир, 1971, с. 474–475. – Прим. перев.
[Закрыть]– М. Г.]
179. [Составить уравнения к этой задаче труднее, чем может показаться на первый взгляд. Если х– расстояние от гостиницы до придорожной станции, то пока дилижанс стоит на станции 30 мин, человек проходит х– 6 миль. Следовательно, скорость человека составляет 2х –8 миль в час. Поскольку человек проходит 4 мили за то время, пока дилижанс проезжает хмиль, мы можем выразить скорость дилижанса в виде х(х-4)/2.
Теперь, обозначив через урасстояние от станции до Пайктауна, мы можем выписать два уравнения относительно хи у.В первом уравнении мы приравняем время, которое требуется человеку, чтобы пройти все расстояние минус 1 милю, ко времени, которое нужно дилижансу, чтобы проехать все расстояние плюс 30 мин. Во втором уравнении мы приравняем время перехода человека от станции до Пайктауна плюс 15 мин ко времени, за которое дилижанс преодолеет то же самое расстояние плюс 30 мин. Решая уравнения, мы получим для хзначение, равное 6, а для у– равное 3, так что расстояние от гостиницы до Пайктауна составляет 9 миль. Дилижанс едет со скоростью 6 миль в час, а скорость человека равна 4 милям в час. – М. Г.]
180.Два кувшина уравновешиваются тремя блюдцами, так что вес одного блюдца равен 2/3 веса кувшина. Теперь добавим на каждую чашу весов второго рисунка по стакану; при этом в левой чаше окажутся те же предметы, что и в левой чаше первого рисунка. Это означает, что вес кувшина равен весу блюдца и двух стаканов, а поскольку вес блюдца равен 2/3 веса кувшина, то вес двух стаканов равен оставшейся 1/3Следовательно, вес каждого стакана равен 1/6веса кувшина.
На первом рисунке мы видим, что стакан (1/6 веса кувшина) и бутылка уравновешивают кувшин; отсюда мы находим, что вес бутылки составляет 5/6 веса кувшина. Таким образом, чтобы уравновесить бутылку на последнем рисунке, требуется 5 стаканов.
181. Дополнительное количество спиртного, купленное агентом, увеличило стоимость всего запаса до 343 долларов. К этой сумме он сделал надбавку в 10 %, что привело к общей продажной стоимости, равной 377,3 доллара. Агент продал спиртного на 285,8 доллара, а на руках у него осталось напитков на 91,5 доллара, как и показано на рисунке. Стоимость этого остатка без 10 %-й надбавки составляет 83,18 доллара. Вычитая ее из 343 долларов (общей стоимости спиртного), мы находим стоимость проданного спиртного – 259,82 доллара. Мы вычитаем это значение из общей продажной стоимости в 285,8 доллара и находим, что доход города на продаже спиртного составил 25,98 доллара.
Это можно проверить следующим образом. Доход в 25,98 доллара плюс аванс в 12 долларов и 59,5 доллара стоимости напитков дают в сумме 97,48 доллара. Отсюда мы вычитаем комиссионные агента, равные 14,29 доллара, что дает стоимость оставшегося спиртного в 83,19 доллара и показывает, что расчеты агента были правильными в пределах 2 центов.
182. У леди в начале прогулки было 42 цента.
183. Дети были настолько не в ладах с календарем, что отправились в школу воскресным утром!
184.[Пусть хозначает общее число столбов, а у– число часов, за которое автомобиль проезжает 3 5/8 мили. Автомобиль минует хстолбов за учасов, то есть х/устолбов в час, или х/60 устолбов в минуту. Поскольку нам известно, что число столбов, мимо которых автомобиль проезжает за минуту, умноженное на 3 5/8, равно его скорости, выраженной в милях в час, мы можем составить следующее уравнение: 3 5/ 8 х/ 60у= 3 5/ 8 / у.
Произведя сокращение на общий множитель в левой и правой частях, мы находим, что х= 60.
Поскольку линия длиной в 3 5/8 мили, или в 19 140 футов, [35]35
1 миля содержит 5280 футов.
[Закрыть]содержит 60 столбов, то, разделив 19 140 на 60, мы находим, что расстояние между двумя соседними столбами составляет 319 футов. Скорость автомобиля, как и длина линии, оказывается не существенной. Однако решение задачи не единственно, если только мы не предположим, что счет столбов, проезжаемых за минуту, начинается и заканчивается в точке, расположенной в промежутке между столбами, и что аналогично определяется и длина телеграфной линии. – М. Г.]
185. Вот эти 5 нечетных «цифр», которые в сумме дают 14:
186. На рисунке показан ответ к этой удивительно трудной головоломке.
187. Шахматную доску можно разделить на 18 различных частей, как показано на рисунке.
[Существует много разных способов, какими можно разделить доску на 18 различных частей. В качестве интересного упражнения читатель может попытаться найти доказательство того, что 18 – действительно максимальное число. – М. Г.]
188. Котелок, подобно абажуру, имеет форму усеченного конуса, у которого верхушка отрезана плоскостью, параллельной основанию. Объем такой фигуры можно найти, вычитая из объема конуса объем отрезанной части, или проще по формуле:
πh/3(R 2+ r 2+ Rr).
В этой формуле hозначает высоту усеченного конуса, а r и R –соответственно радиусы верхнего и нижнего оснований. В нашем случае высота котла равна 12 дюймам, и один из радиусов вдвое больше другого. Если мы через Rобозначим радиус дна, то радиус крышки будет равен 2 R, а объем – 28π/R 2. Поскольку объем равен 25 галлонам, то есть 5775 кубическим дюймам, легко найти диаметр обода, а тем самым и крышки – он чуть превышает 32 дюйма.
189. Каждую неделю добрая леди тратила на благотворительные цели 120 долларов. Первоначально еженедельное «пособие» получали 20 человек.
190. Один из способов образовать нужные 8 дробей состоит в следующем (некоторые из чисел можно слегка изменять и все же получить те же самые дроби).
191. В цирке было 14 лошадей и 22 наездника. Таким образом, на долю зверинца приходится 56 ног и 20 голов. На рисунке можно насчитать 10 животных и 7 птиц, что дает 17 голов и 54 ноги. Значит, остаются неучтенными 3 головы и 2 ноги. Не требуется особенно живого воображения, чтобы понять: в клетке, привлекшей столько народу, должен находиться индийский заклинатель змей с двумя кобрами.
192.Фермер Джонс начал торговлю, имея 719 дынь. Из них 576 дынь он продал по 1 доллару за дюжину (48 долларов), а оставшиеся 143 – по одному доллару за 13 штук (11 долларов), что принесло ему доход в 59 долларов за все 719 дынь.
[Треугольную пирамиду из 120 дынь вместе с треугольной пирамидой из 560 дынь можно превратить в одну треугольную пирамиду, содержащую 680 дынь. Общая формула для этих тетраэдрических чисел имеет вид 1/6n(n + l)(n + 2). – M. Г.]
193. Каждый из молодых людей начал с 25 долларов. Джим поставил 15 долларов при общей ставке 15 против 1 и выиграл 225 долларов, так что его капитал вырос до 250 долларов. Джек поставил 10 долларов при общей ставке 10 против 1 и выиграл 100 долларов, что принесло ему капитал в 125 долларов, то есть ровно половину капитала Джима.
194. Ответ показан на рисунке.
195. Поскольку нам не сказано, чему равна длина жерди, мы не можем определить число акров для каждого поля. Однако, дабы решить нашу задачу, это и не обязательно знать. Отношение площадей двух полей равно 209:210; следовательно, фермеры теряют на всей операции 1/210 площади своего прежнего поля. При этом они теряют такую же долю тыкв. Поскольку 1/210от 840 тыкв составляет 4 штуки, мы делаем вывод, что с каждого акра они теряли по 4 тыквы.
196. Четыре кольца весят соответственно 1/ 4, 3/ 4, 2 1/ 4и 6 3/ 4фунта. Умело пользуясь этими кольцами и помещая их, если потребуется, на оба рычага весов, можно измерить любой вес от 1/ 4фунта до 10 фунтов с точностью до 1/ 4фунта.
197. Одни часы опережали другие на 3 мин в час; так что по прошествии 20 ч расхождение в их показаниях составило 1 ч.
198. В коробке можно разместить дюжину яиц, как показано на рисунке.
199. Задачу легко решить, двигаясь в обратную сторону. Я начал с 260 долларов, у барона было 80, а у графа – 140 долларов.
200. Мальчику было 5 лет.
201. Всего было 15 пчел.
202. Сумма обычных вкладов составляла 6 000 000 долларов.
203. Всего молодые люди отдали в прачечную 12 манжет и 18 воротничков. Стирка воротничка обходилась в 2 цента, а стирка манжеты в 2 1/ 2цента, так что Чарли заплатил 39 центов.
204.В этой интересной задаче, где уборка зерна производится вдоль полосы, идущей по краю поля, до тех пор, пока не будет убрана половина урожая, я нашел, что фермеры прибегли к одному простому правилу: «Четверть разницы между путем напрямик через поле и окружным путем по дороге». Выражаясь языком математики, это значит: из суммы двух сторон вычтите диагональ поля и поделите разность на 4.
Поле имело в длину 2000, а в ширину – 1000 ярдов. С помощью рулетки эти честные фермеры нашли, что диагональ, проведенная из одного угла поля в противоположный, чуть превосходит 2236 ярдов. «Кружной путь по дороге» составил, разумеется, 3000 ярдов, так что разность оказалась чуть меньше 764 ярдов. Четверть этой величины отличалась на самую малость от 191 ярда (190,983), что и следовало принять за ширину полосы.
205. Дедушкины часы остановились точно в 9 ч 49 мин 5 1/11 с.
206. С помощью 6 стрел можно выбить 100 очков, послав их соответственно в 17, 17, 17, 17, 16, 16.
207.На помещенном ниже рисунке слева показано, как можно разрезать квадрат на 5 частей, из которых удается сложить 2 греческих креста одинаковых размеров. Одна из частей имеет форму креста, а из остальных четырех частей складывается второй крест. После того как эта головоломка стала хорошо известной, я нашел способ добиться того же результата, разрезав квадрат только на 4 части, как показано в центре рисунка. Из этих частей можно сложить 2 креста, изображенные справа.
Для того чтобы разрезать квадрат на 5 частей, из которых можно сложить 2 греческих креста различных размеров, разрежьте его, как показано на помещенном ниже рисунке слева. Часть А представляет собой меньший крест, а из четырех других частей можно сложить большой крест, как показано на рисунке справа.
На помещенном ниже рисунке показано, каким образом греческий крест можно разрезать на 5 частей, из которых удается сложить 2 креста одинаковых размеров. Одна часть совпадает с искомым крестом. Из оставшихся частей можно сложить второй крест. [36]36
Более подробно о задачах на разрезание с греческим крестом см. Линдгрен Г. Занимательные задачи на разрезание. – М.: Мир, 1977. – Прим. перев.
[Закрыть]
208. Существует простой способ решения этой задачи, где не приходится возиться с квадратными корнями. Сначала разделим 600 на 250 и прибавим 2, что дает 4,4. Разделив 600 на 4,4, мы получим расстояние от правого бегуна до моста слева, равное 136 4/11 ярда. Если мы сложим это значение с 250 (расстоянием от того же самого бегуна до моста справа), то получим 386 4/11 ярда, что и будет ответом к задаче.
[В этом способе, применимом к любому прямоугольному треугольнику, озадачивает прибавление двойки.
Предположим, что а– расстояние от правого бегуна до левого моста, b– расстояние от него же до правого моста, с– катет треугольника длиной в 600 ярдов и d –гипотенуза. По теореме Пифагора (а+ b) 2+ с 2= d 2.Мы знаем также, что а+ d= b+ с, то есть d= b+ с– д. Подставляя это в предыдущее равенство, мы найдем, что все квадраты сократятся и получится формула a = bc/(2b + c) = c/(c/b + 2) – M.Г.]
209. У каждой Музы вначале было 48 яблок, а у каждой Грации 144 цветка, по 36 штук каждого цвета. Каждая Муза дала каждой Грации по 4 яблока, а каждая Грация дала каждой Музе дюжину цветков (по 3 каждого цвета). После такого обмена у каждой девушки оказалось по 36 яблок и по 36 цветков (по 9 штук каждого цвета).
210. Мальчишка с цифрой 6 должен встать на голову с другой стороны так, чтобы получилось число 931.
211. Ответ вы видите на рисунке.
212. О'Шогнесси решил дать матери вдвое больше, чем дочери, а сыну вдвое больше, чем матери. Этим условиям легко удовлетворить, если передать дочери 1/7, матери – 2/7, а сыну – 4/7 всего состояния.
213. У фермера было 7 сыновей и 56 коров. Старший сын взял две коровы, а его жена взяла 6 коров. Следующий сын взял 3 коровы, а его жена – 5. Следующий сын взял 4 коровы и его жена – 4 и т. д., пока седьмой сын не взял 7 коров, ничего не оставив своей жене. Любопытно, что у каждой семьи оказалось теперь по 8 коров; поэтому каждая семья взяла по одной лошади, и в результате у всех оказалось скота на одинаковую сумму.
214. Сумма девяти цифр равна 45 и, следовательно, делится на 9. Вне зависимости от расположения в двух числах этих цифр и нуля сумма двух чисел также должна делиться на 9.
Более того, когда вы складываете цифры в любом числе, кратном 9, результат тоже всегда будет кратен 9. Поэтому, чтобы определить недостающую цифру, мы должны сложить сохранившиеся цифры ответа; при этом получается 10. Затем мы вычитаем это число из 18 (наименьшее число, кратное 9 и превосходящее 10) и получаем 8. Это и есть недостающая цифра.
215. Лошадь пробежала следующие друг за другом четверти мили соответственно за 27 ł/4, 27, 27 1/8 с, а всю милю – за 1 мин 48 1/2 с.
216. Для того чтобы поместить слона в центр сиамского флага, разрежьте его на две части, как показано на рисунке, а затем переверните внутреннюю ромбовидную часть.
Наикратчайший путь на плане сада такой: 15, 16, 12, 11, 10, 14, 13, 9, 5, 1, 2, 6, 7, 8, 4, 3, «сердечко».
217. [Пусть х– число акров, а у– число бушелей, тогда можно составить следующие уравнения:
(3/4у + 80)/ x = 7,
(y + 80)/x = 8
Решая их, мы находим, что фермер отдавал ежегодно в уплату за аренду 80 бушелей, а на его ферме было 20 акров земли. – М. Г.]
218. [Если х– вес (в фунтах) индюков, купленных миссис О'Флаерти, равный по условию весу гусей, то можно составить уравнение
21x/24 + 21x/18 = 2x + 2
Отсюда х= 18. Следовательно, миссис О'Флаерти потратила 11,52 доллара на индюков и 8,64 доллара на гусей, то есть общая сумма затрат составила 20,16 доллара. – M Г.]
219. Костюм был продан за 13,75 доллара.
220. Джимми 10лет и 16/21 года.
221. [Сам С. Лойд не объясняет выигрышной стратегии этой игры. Стратегия фермера состоит в том, чтобы ходить в диагонально противоположные углы квадратов до тех пор, пока он не загонит индюка к краю доски, после чего он уже легко может выиграть. Если фермер ходит первым, он должен ходить на ячейку 35. Индюк не может добиться преимущества, поскольку место между ячейками 9 и 10 пусто. Следующая типичная игра прояснит стратегию:
– М. Г.]
Вторая головоломка решается в 24 хода следующим образом: 52, 14, 15, 8, 9, 16, 18, 10, 11, 42, 39, 31, 33, 25, 22, 45, 50, 4, 5, 64, 60, 2, 3, 7.
222. На рисунке видно, что ювелир украл из каждого горизонтального ряда по камню, а затем переставил нижний камень на самый верх.
223. [Практически это разновидность задачи 194. Приложив треугольник к квадрату, как показано на первом рисунке к решению задачи 194, данную задачу можно решить с пятью частями. Поскольку в данной задаче треугольник составляет меньшую часть квадрата, чем в задаче 194, другие два способа решения последней здесь неприложимы. – M. Г.]
224. Миссис О'Нейл потратила на бананы 33,6 доллара. На эти деньги она могла купить по 48 гроздей красных и желтых бананов, а всего – 96 гроздей. Но поделив всю сумму пополам и затратив 16,8 доллара на красные и 16,8 доллара на желтые бананы, она могла бы купить 42 грозди красных и 56 гроздей желтых бананов, то есть всего 98 гроздей.
225. Джоко движется от окна к окну в следующем порядке: 10, 11, 12, 8, 4, 3, 7, 6, 2, 1, 5, 9. Этот путь проходит по широкому пространству между нижним и средним рядами окон только дважды.
226. Головоломку можно решить за 8 ходов следующим образом: Тафт перепрыгивает последовательно через Нокса, Джонсона, Лаффолета и Кэннона. Грей перепрыгивает через Фербенкса. Хьюг перепрыгивает через Брайена. Грей перепрыгивает через Хьюга. Тафт перепрыгивает через Грея.
[Если мы будем рассматривать серию последовательных прыжков одного человека как один ход, то в решении Лойда требуется 5 ходов. Однако задачу можно решить всего за 4 хода. – M Г.]
227. Ответ ясен из рисунка.
228. Кость должна выпасть единицей вверх. Если прибавить сюда 4 на боковой грани, то это дает сумму, равную 5. Сумма оставшихся чисел на боковых гранях (5, 2 и 3) равна 10, что дает другому игроку преимущество в 5 очков.
В шестеричной системе число 109 778 запишется как 2 204 122. Цифра справа представляет единицы, следующая цифра дает число шестерок, третья справа цифра означает число «тридцатишестерок», четвертая цифра показывает число «порций» по 216 и т. д. Эта система основана на степенях 6 вместо степеней 10, как это имеет место в десятичной системе счисления.
229. Задачу плотника можно решить, распилив доску на 3 части, как показано на рисунке.
230. Дети купили 3 шоколадные конфеты, 15 шоколадных драже и 2 леденца.
231. С первого взгляда кажется, что общий улов может выражаться любым числом от 33 до 43, поскольку Аможет получить от 0 до 11 рыб, и доли других становятся очевидными. Однако, поскольку в итоге каждый мальчик получил одинаковое число рыб, ясно, что общая сумма должна равняться 35 или 40. Если мы возьмем последнее значение, то обнаружим, что выполнены все условия. Апоймал 8 рыб, В– 6, С – 14, D –4 и E-8 рыб. После того как В, Си Dобъединили свой улов и взяли по одной трети, у каждого из них оказалось по 8 рыб. Независимо от того, как мальчики объединяли и делили свою добычу, доля каждого останется равной 8 рыбам.
232. Ответ показан на рисунке.
233. Пирог тетушки Мэри можно разрезать на 22 части, как показано на рисунке.
[Эта классическая задача представляет дополнительный интерес для тех, кого интересует формула, по которой можно вычислять максимальное число частей при заданном числе разрезов. – М. Г.]
234. Шелк продавался по цене 5 центов за моток, а шерсть – по 4 цента за моток.
235. В начале пути следы левой и правой ног Санта Клауса легко различимы. Проследив за их последовательностью, вы обнаружите, что след левой ноги Санта Клауса оказывается там, где должен быть след правой. Другими словами, Санта Клаус где-то сделал лишний шаг. Наиболее подходящее объяснение состоит в том, что он пробежал по первому маленькому кругу дважды,ступая точно в свой след.
236. Телль выбивает 100 очков, попав дважды в 11 и 6 раз в 13. Тень столбика от сетки у ноги Телля равна половине высоты столбика. Тень столба имеет в длину 35 ярдов, так что сам столб должен быть высотой в 70 ярдов, или 210 футов.
237. [У С. Лойда нет ответа на эту трудную задачу. Лучший способ поскорее закончить путешествие, согласующийся с подходом к аналогичным задачам Генри Э. Дьюдени, по-видимому, следующий.
Самый медленный пешеход Свсю дорогу едет на тандеме. Вместе с А,самым быстрым пешеходом, он проезжает 31,04 мили, пока Видет пешком. Затем Аслезает с велосипеда, а Свозвращается, подбирает Вв месте, расположенном в 5,63 мили от старта. Оставшуюся часть пути Ви Спроезжают на тандеме, прибывая в конечный пункт одновременно с А.Общее время путешествия составит чуть менее 2,3 часа.
Задачу можно решить алгебраическим путем, обозначив через храсстояние, пройденное 2? а через урасстояние, пройденное А.Приравнивая время, за которое Впроходит х,ко времени, за которое велосипед доезжает до места высадки Аи возвращается к В,мы получим одно уравнение, Второе уравнение удается получить, приравнивая время, за которое Апроходит у,ко времени, за которое велосипед проделывает остальную часть путешествия. Мы решаем эти два уравнения, а остальное уже очевидно. – М. Г.]
238. У третьего треугольника катеты равны 30 и 224, а гипотенуза – 226. [Не существует ограничений на число различных прямоугольных треугольников со сторонами, выраженными целыми числами, обладающих равной площадью. Относительно простого способа, позволяющего получить такие треугольники, см. задачу 107 из книги Генри Э. Дьюдени «Кентерберийские головоломки» (М.: Мир, 1979). – M. Г.]
239. На воскресной распродаже миссис Барджейн купила 10 тарелок по 13 центов за штуку. Она обменяла их в понедельник утром на 18 блюдец по 3 цента каждое и 8 чашек по 12 центов за штуку – всего на сумму 1,5 доллара (она вернула 10 тарелок по 15 центов). В воскресенье на свои 1,3 доллара она могла бы купить 13 чашек по 10 центов.
240. Молочник начал с 5 1/2 галлонов воды в бидоне А и 2 1/2, галлонов молока в бидоне В. В конце его операций в бидоне А оказалось 3 галлона воды и 1 галлон молока, а в бидоне В – 2 1/2 галлона воды и 1 1/2 галлона молока.
[Лойд не объясняет, как он получил эти числа, но задачу можно решить следующим образом. Пусть х –исходное количество жидкости в бидоне А,а у– в бидоне В.Легко определить алгебраически, что хотносится к у,как 11 к 5, но мы еще не знаем, отношение ли это воды к молоку или молока к воде. Допустим последнее и начнем наши операции по переливанию с 11 единиц молока и 5 единиц воды. В конце мы получим 3 единицы воды и 5 молока в бидоне В,но это противоречит условию, согласно которому в итоге в бидоне Вводы на 1 галлон больше, чем молока. Отсюда следует, что было 11 единиц воды и 5 единиц молока. В результате тех же операций мы получим 3 единицы молока и 5 воды в бидоне В.Поскольку количество воды превосходит количество молока на 1 галлон, 5 единиц минус 3 единицы должно равняться 1 галлону, то есть наша единица равна 1/2 галлона. Тогда 11 единиц воды составят 5 1/2 галлонов, а 5 единиц молока – 2 1/2 галлонов. – М. Г.]
241. Расстояние между станциями составляет 200 миль.
[Это решение легко получить алгебраическим путем, обозначив через х расстояние, пройденное за первый час, а через у– оставшееся расстояние. Нормальная скорость поезда в милях в час будет равна х, замедленная скорость окажется равной Зх/5, а нормальное время пути составит (х+ у)/х.
Эти данные позволяют составить следующие два уравнения:
Отсюда
Вычитая из первого уравнения второе, мы находим, что х = 50, у= 150, так что суммарное расстояние составляет 200 миль. – М. Г.]
242. Ответ, содержащий 4 части, показан на рисунке.
243. Четырех девочек звали Энн Джонс, Мэй Робинсон, Джейн Смит и Кэт Браун.
244. У каждого из мальчиков было по 100 шариков.
245. Лавочник составил свою смесь из 30 фунтов 5-битового чая и 10 фунтов чая по 3 бита.
246. Боссу теперь 84 года.
247. На левом рисунке показано, как можно расположить 9 яиц, чтобы получилось 10 рядов по 3 яйца в каждом. На правом рисунке видно, как можно вычеркнуть 9 яиц ломаной из четырех отрезков.
[Вторая задача представляет собой классическую геометрическую головоломку, психологи нередко используют ее в качестве примера того, каким образом разум стремится наложить ненужные ограничения на способы решения задач. – М. Г.]
248. Расположив жерди в форме правильного 12-угольника, мы получим максимальную площадь, немного превышающую 2866 квадратных футов.
249. Автомобиль прошел за первый час 71 3/8 мили, за второй час – 63 5/8 мили, за третий час – 55 7/8 мили и за четвертый час – 48 1/8 мили. Разность между любыми двумя последовательными расстояниями составляет 7 3/4 мили.
[Задачу можно решить, обозначив через хчисло миль, пройденных в последний час, а через х+ у– число миль, пройденных за третий час. Тогда за второй час автомобиль прошел х+ 2умиль, а за первый час – (х+ 3у) миль. Теперь мы получаем два линейных уравнения:
2х+5у = 135,
2х+ у = 104,
откуда и находим ответ. – M. Г.]
250.
251. [Пусть время, за которое Мод проделала милю, равно 1/х Тогда время Дженни будет равно 1/2,5х, и мы сможем составить следующее уравнение:
1/x – 1/2,5x = 6
Отсюда х= 0,1, так что Дженни затратила 4 мин, а Мод – 10 мин. – М. Г.]
252. [С. Лойд не приводит ответа к этой задаче, но ее легко решить алгебраически. Пусть х– расстояние от лагеря полярников до невесты, у –время пути туда и z– время обратного пути. Тогда мы знаем, что х/у= 5, x/z= 3 и y + z= 7. Из этих уравнений мы находим, что в оба конца путешественник проделал 26 1/ 4мили. – М. Г.]
253. [Падая с высоты в 20 футов, тело развивает в конце пути скорость 35,777 фута в секунду (квадрат скорости падающего тела равен удвоенному произведению ускорения на высоту). Тело в 30 фунтов, падая с такой высоты, разовьет, следовательно, кинетическую энергию, равную 1073,31. Суммарная масса козлов составляет 111 фунтов. Значит, для того чтобы развить «черепо-ломное» количество движения 1073,31, они должны двигаться с относительной скоростью не меньшей 9,669 фута в секунду. – M. Г.]
254. Сторож, жена, младенец и собака должны спасаться следующим образом:
1) спустить младенца,
2) спустить собаку, поднять младенца,
3) спустить сторожа, поднять собаку,
4) спустить младенца,
5) спустить собаку, поднять младенца,
6) спустить младенца,
7) спустить жену, поднять всех остальных,
8) спустить младенца,
9) спустить собаку, поднять младенца,
10) спустить младенца,
11) спустить сторожа, поднять собаку,
12) спустить собаку, поднять младенца,
13) спустить младенца.
[Это упрощенный вариант одной задачи, предложенной Льюисом Кэрроллом. – М. Г.]
255. Орел закончит путешествие за 39 своих полетов от восхода до заката (таких, какими они видны орлу). Но за это время Земля повернется 39 1/2 раз, так что в Вашингтоне между отлетом и возвращением орла пройдет 39 1/2 суток.
256. На печати царя Соломона можно обнаружить 31 равносторонний треугольник.
257. Диаметр круговой дорожки не влияет на ответ. В момент встречи заяц прошел 1/6дистанции, а черепаха – 17/24. Следовательно, черепаха двигалась в 17/4 раза быстрее зайца. Зайцу предстоит пройти теперь 5/6 дистанции по сравнению с 1/6 для черепахи, так что он должен бежать в 5 раз быстрее, чем черепаха, то есть в 85/4 раза быстрее, чем раньше.
258. Ответ показан на рисунке.
259.На рисунке показано, каким образом можно соединить В и А,истратив 233 дюйма провода.
260. [С. Лойд приводит лишь ответы на обе части задачи, но не объясняет их получения.
Первую часть можно решить следующим образом. Пусть длина колонны и время, за которое армия проходит эту длину, равно 1. Скорость движения армии также будет равна 1. Пусть далее х – расстояние, которое проезжает курьер в обе стороны, а также его скорость. На пути в голову колонны его скорость относительно колонны будет равна х – 1. На обратном пути его относительная скорость будет равна х + 1. По отношению к колонне на пути туда и обратно всадник должен преодолеть расстояние, равное 1, и весь этот путь совершается за время, равное 1. Поэтому мы можем составить следующее уравнение: 1/ (x-1) + 1/(x+1) = 1 которое легко преобразовать к виду х 2– х = 0.
Поскольку х– положительно, то
Умножив эту величину на 50, мы и получим ответ в милях, равный приближенно 120,7. Другими словами, курьер проезжает расстояние, равное длине колонны плюс та же самая длина, умноженная на квадратный корень из двух.
Аналогичным образом можно решить и вторую часть задачи. В этом случае скорости курьера относительно движущейся армии будут соответственно равны: х-1 на пути вперед, х +1 на пути назад и
на двух диагональных участках. (Поскольку место, с которого курьер начнет свой путь, роли не играет, мы ради простоты предполагаем, что он начинает свой путь в конце заднего ряда, а не в его середине.)
Как и прежде, каждый участок пути курьера относительно каре равен 1, а поскольку все четыре участка он проезжает за единичное время, мы можем записать:
Это уравнение можно записать в виде х 4– 4х 3– 2 x 2+ 4 х+ 5 = 0, и только один его корень, равный приближенно 4,18112, удовлетворяет условиям задачи. Умножив эту величину на 50, мы получим ответ, равный 209,056 мили. – М. Г.]
261. Ответ показан на рисунке.
262. Зная, что на каждой полке содержится ровно 20 кварт, начнем решать задачу, убрав 6 маленьких банок с каждой из двух нижних полок. У нас остаются 2 большие банки на средней полке и 4 средние банки на нижней полке, откуда видно, что 1 большая банка содержит столько же джема, сколько и 2 средние.
Возвратим убранные банки, а затем удалим 2 большие банки со средней полки и их эквиваленты с верхней полки: 1 большую и 2 средние банки. При этом на верхней полке останутся 1 средняя и 3 маленькие банки, а на средней – 6 маленьких банок, откуда видно, что 1 средняя банка содержит столько же джема, сколько и 3 маленькие.
Теперь заменим все большие банки парами средних; затем заменим все средние банки тройками маленьких. При этом всего получится 54 маленькие банки. Если 54 маленькие банки содержат 60 кварт, то 1 маленькая банка будет содержать 1 1/9 кварты, средняя банка – 3 1/3 кварты, а большая – 6 2/3 кварты.
