![Mathsterpiece](/img/default-banner.jpg)
- Видео 3
- Просмотров 15 411
Mathsterpiece
Россия
Добавлен 1 фев 2017
Mathematical animations channel
Канал математических анимаций
Канал математических анимаций
Задача про БЕСКОНЕЧНЫЙ поезд | Как найти самое ЭФФЕКТИВНОЕ решение???
Задача про бесконечный поезд так же известна, как задача про зацикленный или циклический поезд.
По кольцевой железной дороге едет поезд, последний вагон которого сцеплен с первым так, что внутри можно свободно перемещаться между вагонами. Вы оказались в одном случайном вагоне и ваша задача -- подсчитать их общее количество. В каждом вагоне можно включать и выключать свет, но начальное положение переключателей случайное и заранее неизвестно.
Использование нецензурной лексики - прямой путь к бану
По кольцевой железной дороге едет поезд, последний вагон которого сцеплен с первым так, что внутри можно свободно перемещаться между вагонами. Вы оказались в одном случайном вагоне и ваша задача -- подсчитать их общее количество. В каждом вагоне можно включать и выключать свет, но начальное положение переключателей случайное и заранее неизвестно.
Использование нецензурной лексики - прямой путь к бану
Просмотров: 2 197
Видео
КРАСИВЕЙШЕЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВО иррациональности корня из двух!
Просмотров 13 тыс.Месяц назад
Есть куча разных способов доказать, что корень из двух не является рациональным числом, но в этом видео показан один из самых наглядных и красивых способов! Использование нецензурной лексики - прямой путь к бану
ne ponimayu pochemu esli dlini storon kvadrata celie,to oni mogut bit samimi malenkimi
Вот. Правильно сказать. Откуда берется желтый квадрат? Из площади двух розовых: мы имеем пересечение квадратов и две непокрытые области. И еще надо доказать что розовые-это квадраты -например из симметрии.
Я бы насрал посреди вагона. И шёл бы пока не встречу своё дерьмо. В условиях задачи не сказано, что так нельзя. Да моё решение попахивает. Но зато я считаю вагоны за время N+1.
А можно алгебраически, мое сознание воспринимает хорошо цифры )
хз я по формуле пика в уме доказал рациональность корня из двух
Нужно оставить метку (понятную только вам) в первом вагоне и пройти по кругу до неё просто включая свет, т.к. никто не гарантирует, что эту задачу решаете только вы. Сам факт количества просмотров это постулирует. P.S. Никогда не решайте задачу, которая ставит вас раком! Исключением являются только, если её создали вы.
Для тех кто хочет сам порешать и поискать как придти к ответу: ответ из следующего видео 4n - 2
а вот и не угадал)
Можно проверять не то, что вагонов 1, 2, 3 и так далее, а что их 1, 2, 4, ..., 2^k. В этом случае, наткнувшись на вагон Х с выключенным светом прежде, чем вернёмся к начальному вагону, можно сказать, что вагон с номером 2^k - это вагон с номером Х, откуда число вагонов равно (2^k - X). Так как мы двигаемся по степеням двойки, мы не сделаем два круга и вывод верный. Для такого подхода операций не больше 1 + 2 + 2^k +...+ * 2^log2(N+1) = 2^(log2(N + 1) + 1) = 2^(log2(N + 1) + log2(2)) = 2N + 2
Если известно, что в поезде не более чем C вагонов со включенным светом, можно найти n за nC шагов. Идём до первого с горящим светом, выключаем его, и возвращаемся к начальному. Мы всегда выключаем свет либо в первом, либо в каком-то новом вагоне с изначально включенным светом, поэтому всё корректно.
Забыл посчитать что в этом бинарном поиске нужен путь туда и обратно, для всех степеней двойки кроме последней, где путь может быть короче, но в худшем случае всеравно он обратный. И в расчетах геометрической прогессии ошибка 2^(log2n + 1) +(ошибка, нужен минус) 1 Так что итоговая сложность 4k-2 ПС. со скобками тоже ошибка небольшая log2n + 1 а не log2(n+1).
И то это не количество операций а сложность, из за того что мы не учитываем round up, так нужно считать (2^(⌈log2n⌉ + 1) - 1) * 2 - 2^ ⌈log2n⌉ + n, что не получится сократить из за ⌈⌉ , но это даст тебе точный ответ количества шагов для любого n. А вот формула 4k - 2 дает точный ответ только для k = степень двойки, можете сами проверить
У задачи не может быть решения без возвращения назад (ссылаясь к комментарию про две переменные, мы не сможем убедится что последовательность имеет k вагонов без изменения состояния 1 вагона на промежутке k и прохождения пути назад), но такой метод заставляет нас задуматься о том когда стоит делать проверку предположения о том что вагонов k. Предположим что мы для упрощения обьяснения не выключаем свет а записываем последовательность, например 101 (где 1 - включено а 0 - выключено). Тогда после прохождения последовательности 101101 мы можем сделать предположение что вагона всего 3, изменить последнее число в последовательности (получить 101100) и пройти 3 вагона назад, ожидая 0 в третьем шаге. Однако такая схема имеет плохие контр примеры. При прохождении варианта с вагонами в единственном состоянии (например 6 включенных вагонов - 111111) мы сначала сделаем предположение что их 1, потом 2, 3 и т.д. до 6, получив такое же решение что приводится в видео n(n+1) только еще умноженное на 3. Решением будет простейший бинарный поиск, где сначала мы делаем предположение что вагонов меньше 2, проходя 2 шага в одну сторону, изменяем состояние вагона и ждем этого изменения на обратном пути. Если не видим то следующее предположение что их меньше 4, 8 и т.д. увеличивая интервал на 2. Отмечу что их может быть меньше чем наше предположение (не являться степенью двойки, например 7), тогда мы встретим изменение после предположения о 8 вагонах не на 8-ом обратном шагу а на 7). Таким образом мы получаем кол-во требуемых шагов для n вагонов как: (2^0 + 2^1 + 2^2 . . . + 2^(log2n)) * 2, (на два домножаем потому что путь туда - обратно), что является частным случаем геометрической прогрессии: После сокращения получим (2^(log2k+1)-1) * 2 = (2k - 1) * 2 = 4k - 2
все круто если количество вагонов это степень 2, иначе все не так радужно, например для выяснения что вагонов 129 нам нужно пройти 4*128-2+256+129 и того 897 переходов, что равняется 6,94* на число вагонов ( приблизительно). И чем больше степень, тем больше для следующего от ней вагона коэффициент. в общем случае можно записать так: 3*2^(k-1)+n-2 где n-число вагонов, а k- порядковый номер начала движения из стартового вагона. заменим 2^(k-1) на переменную z тогда получаем 3z+n-2 причем n больше или равно z/2+1(иначе нашли бы на прошлом заходе) и меньше или равно z. считаем крайние значения выражая n через z получаем решение с разбросом от 4n-2 до 7n-8
Проще всего задачу решить в вероятностях. Если выключить свет в первых K вагонах, то шанс случайного совпадения такого отрезка в поезде (1/2)^K. Остальные включаем, пока не встретим искомую комбинацию. Итого нужно пройти N+K+1 вагон до первого включенного после K+i выключенных (i запас на случайное выпадение нескольких выключенных вагонов подряд перед K специально выключенных). Хотя такое решение работает только при K<N. При K>N нужно минимум N шагов чтобы наткнуться на первый включенный после последовательности выключенных, а дальше верификация результата Z шагов по включенным вагонам с (1/2)^Z заданной вероятностью ошибки. При допущении (1/2)^Z=(1/2)^K, в обобщённом случае можно ограничиться количеством N+K+1 шагов.
С некоторым приближением можно сделать так: в первом вагоне выключаем свет, в всех следующих включаем сделав пару десятков кругов проходя через вагон с выключенным светом и повторяющееся количество вагонов с включенным светом можно сделать предположение что случайно такое повторение маловероятно.
Ппц,ты душнила.)))
Интересная задача, но я почему-то думал, что в конце расскажут оптимальное решение)
Берем две переменные N и K. В стартовом вагоне выключаем свет. Далее просто идем прямо, включаем свет в каждом вагоне и записываем пройденное количество в N. Если наткнулись на вагон с включенным светом, то записываем в K и идем дальше. Если в дальнейшем натыкаемся на вагон без света, прибавляем K в N, включаем свет и т.д. В какой-то момент мы пройдем весь поезд и дальше пойдут вагоны с включенным светом, их мы будем записывать в K, а N уже больше никогда не изменится. Таким образом в N у нас будет количество всех вагонов. Получается решение будет за N шагов, но мы никогда не будем уверены в том, что мы прошли все вагоны. Но если в какой-то момент нас спросят, сколько вагонов, мы просто покажем N.
В первом вагоне включаем, во втором выключаем. В третьем включаем, в четвертом и пятом выключаем. Получается последовательность чисел от 1 до k в единичной системе счисления, образующая код, начинающийся с включенного старт-бита. Как только мы увидем последовательность всего в один выключенный вагон, мы прошли его насквозь. Тогда можно совершить проверку: пойти в обратном направлении, выключая свет везде, кроме первого вагона. Тогда мы убедимся, что мы прошли его весь, а не встретили уникальную последовательность бит в поезде длиной миллиард вагонов. В итоге пройти понадобится 2(N+2) вагонов.
@@sheka7170 не рабочая схема, ваш созданный паттерн может встретится раньше, чем вы дойдёте до стартового вагона
А в окно вагона посмотреть?
задача математическая, а не империческая
выключаем в стартовом вагоне свет и идем в любую сторону на 1 вагон. в этом вагоне включаем свет и возвращаемся в стартовый. Если свет горит значит вагон 1. если нет включаем свет в вагоне и идем в противоположную сторону на 2 вагона (так как мы знаем что в нашем вагоне и вагоне взади свет горит). Дошли выключаем свет и движемся назад по пути выключая свет. Если в стартовом вагоне свет не горит, вагонов 2, если горит, гасим идем дальше. В следующем не горит, вагонов 3, иначе гасим свет и идем дальше на число которое только что прошли в этом направление( в данном случае 4) разворачиваемся и двигаемся включая свет начиная с этого вагона . дальше так же. ( ну и конечно можно засекать паттерны и продлевать движение в каждую сторону, пока не встретиться нужный паттерн). в итоге получаем 1+3+7+15+31+63+127+....+n шагов. выходит максимум меньше 5n, среднее где-то 3.7n, где n- число вагонов
если быть точней получаем разброс от 3n-k до 5n-k-2, где n- число вагонов, а k-число разворотов до нахождения количества вагонов n, причем n больше или равно 2^(k-1) и меньше или равно 2^k-1. наибольший коэффициент получаем когда число вагонов-это степень 2, а наименьший когда число вагонов это предыдущее число перед степенью двойки
ну а если так бредануть? корень из двух это 14/10 141/100 1414/1000 ...... и таким образом в числителе имеем целое бескночное число, которое повторяет знаки вычисленного корня, в знаменателе имеем определенную степень 10. Ну и следует понимать, что иррациональные числа - это всего лишь абстракция, нигде в реальном мире эта беконечность иррационального числа неприменима.
Я стал твоим 100-ым подписчиком!) Удачи в развитии канала
Объясните, пожалуйста, как была выбрана наименьшая пара? В бесконечном множестве не всегда можно выделить минимум, к примеру, интервал (0,1) не имеет минимального элемента, число 0 выступает для него лишь инфимумом. Допустим мы взяли пару квадратов, стороны которых равны а и 2а соответственно, тогда существет пара квадратов со сторонами а/2 и а, и так для любой пары. Какая-то неувязка.
пары чисел - целые числа, а значит их не всегда можно будет делить пополам получая всё так же целое число
ААААА, СЫН WildMathing, ААААА!!!!!
Клёво, но классическое алгеброическое доказательство как по мне проще и наглядней.
Так наоборот же геометрическая интерпретация нагляднее) на то и она геометрическая
Аналитическое, алгебраическое доказательство мне тоже кажется гораздо проще. Я нашел вот такой short: ruclips.net/user/shortss4pdePg_m3w где тоже, как у тебя в видео, графическим методом доказывается иррациональность корня из 2 но, вот на моменте когда он говорит что (2b - a)^2 = 2(a - b)^2 это ведь не так. Они не равны если скобки раскрыть. (2b - a)^2 = a^2 - 4ab + 4b^2 и 2(a - b)^2 = 2a^2 - 4ab + 2b^2
Да, не менее классное доказательство с использованием тождества
@@mathster314 Ну да. Только я и правда въехать не могу, площади большого квадрата и суммы двух внешних, получается, на самом деле не равны?
@@mathster314 Блин, до меня дошло что можно числа подставить вместо "a" и "b" :D Но, все равно ведь получается что они не равны. Смотри, берем a = 17 и b = 12. Получаем: 2(a - b)^2 = 50 и (2b - a)^2 = 49. Откуда эти формулы взялись я прекрасно понимаю, я не и**от, но почему это доказательство корректно если равенство не верное?
@@evdokimovm Да, они на самом деле не равны, это и есть противоречие. По соображениям равенства площадей они должны быть равны, но фактически это не так. Если бы это было верным равенством, то можно было бы считать что корень из двух - рациональное число
@@mathster314 так в видео же сказано что они равны на 01:30. Ты еще внизу человека убеждал что это очевидно и можно легко проверить. Я запарился и начал думать почему это очевидно. Ну ладно, до меня снова дошло. Ведь a^2 = 2b^2, правильно (если брать видео которое я скинул)? Я совсем забыл об этом. Значит если мы подставим это в уравнения выше то получим верное равенство. Вместо a^2 - 4ab + 4b^2 будет 2b^2 - 4ab + 4b^2 и вместо 2a^2 - 4ab + 2b^2 получится 4b^2 - 4ab + 2b^2, а они равны, а значит площадь среднего квадрата равна сумме площадей двух внешних
Красава, manim база! Жду новых видео)
Спасибо за видео! Сознание радуется такому качественному, поистине красивому контенту; буду ждать ещё!)
Ты доказал, что не существует рационального числа, квадрат которого равен 2. Теперь докажи, что корень из 2 существует, как действительное число
берем множество {x | x >= 0 и x^2 <= 2}. у него существует супремум m, причем m^2 = 2, а значит m = sqrt(2). как бы все конечно это нужно чуть более строже расписывать. например от противного доказать, что действительно супремум этого множества в квадрате даст 2, но это не так сложно
Новый 1blue3brown, в любом случае, успехов в развитие канала)
Есть, кстати, доаольно красивое доказательство иррациональности 2^1/n, где n>2. Пусть это число рациональное, тогда представимо как p/q. Возведем обе части в степень n. Тогда p^n/q^n=2 p^n=2*q^n p^n=q^n+q^n Получили противоречие великой теореме Ферма
Так это в принципе самое базовое док-во по определению. А вот есть действительно красивое док-во через пределы рациональных последледовательностей и отношение эквивалентности между ними
@@professorvalera2575 ну просто это доказательство я знаю как основное, а когда увидел через теорему Ферма, у меня глаза на лоб вылезли от простоты
В теореме ферма а, b и с это разные числа
@@wrt717oo да нет, главное, чтобы не нули
Типичная ошибка студента 1 курса. Не доказали что корень двух это действительное число
Зачем. Цель видео показать что оно не рациональное
Ты типичный идиот.
Зачётная анимация, прям на высоком уровне 🔥 Удачи в развитии!
буду олдом на этом классном канале
поправка: двух целых чисел, при условии, что одно из них не равно 0
обычно говорят про целый числитель и натуральный знаменатель - так вообще никаких проблем))
Можно ещё через метод спуска)
Ничего не понял, но очень интересно.
Плохо, так как док-во строится на использовании свойств корня, который по идее еще не введен, как понятие
спорный момент
привет. Прикольное док-во.
🎉🎉🎉❤
Круто математические каналы появляются
жека микс? ТО?
Нифига ты вспомнил
0:36 А давно мы умеем рассматривать квадраты со сторонами, выраженными любым целым число? Хотел бы я посмотреть на квадрат со стороной (-1)
длина не может быть отрицательной
Ну потому доказательство и ошибочно
@@user-kp5eb6vu4j поэтому мы и пришли к противоречию)
Ну не нужно подменять понятия, мы пришли к противоречию только в том случае, если a и b положительные числа, а они могут быть и отрицательными, и равными нулю. Как уже сказано выше, квадрат в таком случае рассмотреть не получится и вся дальнейшая часть доказательства неверна
@@user-kp5eb6vu4j, очевидно, что равными нулю такие числа не могут быть. Далее, очевидно, что квадратный корень из двух это положительное число. Поэтому, оно может быть выражено только как через отношение двух отрицательных чисел или двух положительных, причем модули соответствующих чисел из пар равны, если мы берем наименьшие по модулю числа (в противном случае, они отличаются на целый коэффициент k). Соответственно, если мы докажем, что не существует пары таких положительных чисел, то это будет автоматически означать и отсутствие пары отрицательных.
Manim - это круто! Поздравляю с дебютом)
если ты хочешь стать популярным как 1blue3brown то не надо в лоб всем отвечать на самые тупые вопросы ;)
Спасибо за совет, учту)
через возведение в квадрат проще и наглядней как по мне
Отвратительно! Мало того, что ничего красивого, но и непонятно от слова совсем!
Красивое оно, потому что наглядное и сразу видно противоречие. Ну и если вы далеки от мира математики, то вам и будут непонятны такого рода рассуждения
Попробуйте вникнуть, возьмите листочек, сами порисуйте и посмотрите, что получается
@@mathster314 , не надо свой неудачный ролик, представлять за наглядное.
@@mathster314 , я вникнул, к математике ваши рассуждения не применимы. Например, откуда следует, что средний квадрат равен 2 внешним? Если вы говорите про математику, то это утверждение надо доказать! А не так, как у вас, видимо вы думаете, что это и так понятно... из картинки.. ага, щас!!
@@xow998 в комментариях человек с ником @foxcat_ объяснил этот момент, понимание этого является сложной частью видео, но кажется, что в любом математическом ролике, так или иначе, нужно включать голову
Ровно 2 минуты
Любишь орехи?
обожаю😂
молот недавно вышел, слышал?
Единственное значение корня из двух - 1,4
Ну так как число иррациональное, то 1,4 не совсем точное его представление, округленное - да
@@mathster314 Согласен, но это приблизительное значение корня из 2
Если мы это представим в степени квадрата, то мы можем значение округлить до 2
@@Lider876 что значит представим в степени квадрата?
@@mathster314 Во второй степени (1,4) ² = 1,9 = 2
Хайпово, лайк
Почему из равности суммы площадей желтых квадратов с площадью белого квадрата вытекает равность площадей суммы розовых квадратов и оранжевого?
Площадь наложения 2 желтых должна быть такой же, как площадь, где нет ничего. Если более формально, то можно так. Пусть Ж - площадь желтого, Б - белого, О - оранжевого, Р - розового, Ч - черного. Тогда 2Ж=2Ч+2О, Б=2Ч+О+2Р. 2Ж=Б, тонда 2Ч+2О=2Ч+О+2Р. Значит, О=2Р
Потому что оранжевый квадрат считается два раза, а розовые - ни одного! Вот и получается: то, что из розовых квадратов вышло, должно поместиться ровно в 1 оранжевый квадрат.
@@foxcat_ а черный это о каких именно?
@@evdokimovm это об уголочке, их 2 штуки
😢