Divertirsi con la matematica
Curiosità e stranezze del mondo dei numeri
nuova edizione
presentazione di Elena Ioli
Martin Gardner diceva che «la matematica, dopo tutto, non è altro che la soluzione di un indovinello». Ecco riproposto un classico di matematica ricreativa: un libro per rivisitare, divertendosi, i fondamenti dell’aritmetica, dell’algebra, della geometria.
- Collana: Senzatempo
- ISBN: 9788822046024
- Anno: 2015
- Mese: ottobre
- Formato: 14 x 21 cm
- Pagine: 272
- Note: illustrato
- Tag: Scienza Matematica Curiosità Geometria
L’aspetto ricreativo e divertente della matematica, che si manifesta sotto forma di un indovinello, un trucco o un paradosso, è molto caro ai matematici, e oggi se ne riconosce l’indiscusso valore pedagogico. Non si dimentichi che la topologia ha avuto origine dall’analisi del cosiddetto problema dei ponti di Königsberg (è possibile attraversare 7 ponti una e una sola volta?), e che la sequenza di mosse che permette di risolvere il gioco della Torre di Hanoi è ben nota a chiunque lavori con i calcolatori binari. Il matematico americano Martin Gardner diceva che «la matematica, dopo tutto, non è altro che la soluzione di un indovinello», e Peter Higgins sembra aver fatto sua questa lezione. L’aritmetica, l’algebra e la geometria elementari vengono affrontate, capite e veicolate attraverso semplici problemi e quesiti che costituiscono l’ossatura del libro: per esempio, in quale momento della giornata le due lancette di un orologio coincidono, qual è la probabilità che due studenti di una stessa classe festeggino il compleanno nello stesso giorno, come possiamo calcolare il volume di un krapfen? Un itinerario divertente e affascinante, accompagnato da rigorose (ma comprensibili) dimostrazioni, con interessanti incursioni nel pensiero matematico moderno. Con le sue spiegazioni chiare e illuminanti, l’autore dimostra che la matematica può essere divertente, godibile e piena di sorprese.
Presentazione di Elena Ioli - Prefazione di Peter M. Higgins - Capitolo 1 - Dieci domande e risposte - 1. Quanti incontri vengono disputati in un torneo di tennis? - 2. Qual è il minimo numero di mosse necessarie per dividereuna stecca di cioccolato nelle sue singole porzioni? - 3. Quando coincidono le lancette di un orologio? - 4. Una decurtazione del 10% seguita da un incrementodel 10% quale effetto globale produce? - 5. Qual è la migliore prestazione? - 6. Perché la somma di numeri dispari successivi è sempre uguale a un quadrato perfetto? - 7. Qual è la somma dei primi n numeri interi? - 8. Di quanto all’incirca deve essere allungato un cavoche circonda l’equatore affinché corra a un metrodi altezza dalla superficie terrestre? - 9. In che modo n uomini possono spartirsiuna bottiglia di vodka? - 10. Quanto tempo occorre per costruirela Torre di Hanoi? - Capitolo 2 -Tutta la verità sulle frazioni - Perchéè bene conoscere l’aritmetica? - E l’aritmetica decimale? - L’irrazionalità in geometria - Esponenti, logaritmi e numeri irrazionali - L’irrazionalitàè la regola - Verso l’infinito e oltre! - Capitolo 3 - Un po’ di geometria - L’importanza dei quadrati costruiti sui lati dei triangoli - Pitagora rivela la verità riguardo ai cerchi - Triangoli e aree - Teoremi sulla circonferenza - Vettori - Capitolo 4 - Numeri - Trovare i fattori comuni per sottrazione - Curiosità vecchie e nuove - Il triangolo di Pascal - Capitolo 5 -Algebra - Dall’aritmetica all’algebra - Frazioni egizie rivisitate- Capitolo 6 - Altre domande e risposte - 1. Che possibilità avete di vincere la lotteria? - 2. Un cittadino scelto a caso fra la popolazionerisulta positivo a un test clinico. Qual è la probabilitàche sia affetto dalla malattia? - 3. Il concorrente dovrebbe “lasciare o confermare”nel problema di Monty Hall? - 4. Qual è la probabilità che il primo di due giocatori“vinca” alla roulette russa? - 5. Se una moneta viene lanciata su una scacchiera,qual è la probabilità che copral’angolo di una casella? - 6. Quanti quadrati ci sono su una scacchiera? - 7. A un party deve necessariamente esserci sempreuna coppia di persone che conosce lo stessonumero di invitati? - 8. A ogni party con sei o più invitati, devono essercinecessariamente tre persone che si conosconoo tre persone estranee le une alle altre? - 9. È possibile attraversare tutti i ponti di Königsberguna e una sola volta? - 10. Qual è la strada più breve che Mary può percorrere? - 11. Quanta strada deve fare la formicaper raggiungere il miele? - 12. Qual è il volume di un krapfen? - Capitolo 7 - Serie - Alcuni esempi di serie - Serie finite - Serie geometriche - Serie infinite - Interesse composto e prodotti molto lunghi - Capitolo 8 - Probabilità e giochi - Compleanni e vincitori sorprendentemente fortunati - Il problema di Samuel Pepys - Problemi di numeri, elezioni e simmetrie - Vincere alla roulette - Il vantaggio di giocare in casa - “Eguaglia il mio risultato” - Giochi e teoria dei giochi - Capitolo 9 - Il rapporto aureo - La potenza del pentagono - I conigli di Fibonacci e il rapporto aureo - La sequenza papale - I cinque solidi regolari e il rapporto aureo- Capitolo 10 - Grafi - Il problema dei ponti di Königsberg rivisitato - Linee che si intersecano: come evitarle? - Feste più numerose e gruppi più estesi - Macchine e linguaggi - Indice analitico
Prefazione
di Peter M. Higgins
Benvenuti a questa nuova edizione del mio libro Divertirsi con la matematica, diciotto anni dopo la sua prima pubblicazione. Unadelle qualità fondamentali della matematica è che è vera e la veritànon invecchia. Ecco perchè un libro di argomento matematico bensi adatta a far parte di una nuova collana di libri Senzatempo.
Questo longevo testo gode ancora di vitalità e interesse, come testimoniano le traduzioni in lingua spagnola, italiana, cinese, giapponese e, in tempi recenti, persino in arabo. Ho un debito di gratitudine verso la traduzione spagnola, che mi ha permesso di introdurre alcuni piccoli ma significativi miglioramenti (e alcune correzioni) al testo originale, e che sono stati integrati nella nuova edizione che tenete fra le mani.
Questo libro è stato concepito per divertire il lettore, e non ci sono regole da seguire su come consultarlo: può essere letto dall’inizio con attenzione, benchè sia il genere di testo nel quale ci si può tuffare. Un collega mi ha fatto sapere che il titolo della traduzione araba è Matematica per i ficcanaso: sono del tutto d’accordo, poichè si tratta di un libro per chi ha voglia di ficcanasare fra le pieghe della matematica e vuole vedere come va a finire.
La mia intenzione è di fornire intuizioni e spiegazioni su una grande quantità di argomenti che spaziano in lungo e in largo all’interno del mondo matematico, e spero vivamente che i lettori ne siano soddisfatti e divertiti.
Colchester, 2015
Capitolo primo
Dieci domande e risposte
Uno dei compiti dei matematici consiste nel cercare di interpretare il lato matematico di ciò che ci circonda. Il ragionamento matematico può spesso spiegare cose che diversamente rimarrebbero oscure o sconcertanti, e talvolta è di facile comprensione una volta che ci è stato opportunamente presentato.
Questo capitolo introduttivo è costituito da una serie di esempi volti a dimostrare questa mia convinzione. Se il lettore avrà la sensazione di saperne di più dopo averlo letto, allora il mio invito è di continuare. Questo testo non pretende di toccare gli argomenti in maniera particolarmente approfondita, ma spero possa trasmettere il sapore della matematica moderna. Può inoltre servire per chiarire alcuni aspetti dell’algebra, della geometria, e persino dell’aritmetica, che solitamente si studiano a scuola, ma che spesso si sono rivelati di difficile comprensione. È possibile, per esempio, capire il teorema di Pitagora nello stesso modo di un matematico di professione; il livello di difficoltà e all’incirca quello che si incontra quando si tenta di ricostruire un puzzle di mezza dozzina di pezzi. Non vi è alcuna ragione per cui tali aspetti della matematica genuinamente interessanti debbano rimanere un mistero; in realtà, le persone riflessive, con un po’ di pazienza, possono capirli perfettamente. Persino alcuni delicati aspetti della matematica del XX secolo sono relativamente accessibili, e spero di offrire al lettore la soddisfazione di partecipare ad alcuni eventi del mondo matematico che non sono mai stati rivelati neppure ai più grandi ingegni del passato.
A scuola e all’università, studenti e insegnanti si preoccupano soprattutto di conseguire valutazioni soddisfacenti in occasione degli esami e spesso non c’è tempo per dedicarsi a contemplare lo scenario matematico.
Per noi la situazione è diversa. Non c’è nessuno, all’infuori di se stesso, a cui il lettore deve rendere conto. Non vi è nessuna fretta e nessuna paura di essere giudicati. Prendete tutto il tempo necessario per meditare sui problemi che incontrate. Un foglio e una penna potranno essere occasionalmente utili, e non dovrete avere alcuna inibizione a ricorrere a disegni e scarabocchi. Benchè possano sembrare infantili e inutili, questi schizzi rappresentano invece un contributo concreto al processo razionale e non devono in alcun caso essere disprezzati.