Propositiones ad Acuendos Juvenes
Средневековая рукопись Propositiones ad Acuendos Juvenes (с лат. — «Задачи для оттачивания молодого ума») — самая ранняя известная коллекция занимательных математических задач, написанная на латыни[1]. Самая старая известная копия рукописи датируется концом 9-го века. Авторство приписывают Алкуину (около 735-804). Некоторые версии рукописи содержат 53 задачи, а некоторые — 56 задач.
История рукописи
Первое упоминание об этой коллекции математических головоломок можно найти в письме Алкуина, отправленного в 799 или 800 Карлу Великому. Оно гласит: «Misi excellentiae vestrae… aliquas figuras arithmeticae subtilitatis, laetitiae causa» (я послал Вашему Величеству… несколько простых арифметических задач, для забавы.)
В настоящее время известно 12 версий рукописи [2], самая старая из которых датируется концом 9-го века и содержит 56 задач, но является неполной, поскольку приведены не все решения.
Имя | Время происхождения | Происхождение | Место, где рукопись хранится в настоящее время |
---|---|---|---|
R1 | конец 9 века | монастырь Сен Дени | Ватиканская библиотека |
O | конец 10 века | Западная Германия / Восточная Франция | Ватиканская библиотека |
A | конец 10 века | Монастырь Рейхенау | Государственная библиотека Бадена, Карлсруэ |
W | около 1010 | монастырь Святого Манго, Фисен | Национальная библиотека Австрии, Вена |
M2 | около 1020 | монастырь Святого Эмерама / Шартр | Баварская государственная библиотека, Мюнхен |
V | 1020 | Аббатство Святого Марциального, Лимож | Университетская библиотека, Лейден |
B | первая половина 11 века | Западная Германия / Восточная Франция | Британский музей, Лондон |
M | первая половина 11 века | Восточная Франция | Университетская библиотека, Монпелье |
R | 11 век | монастырь в Орлеане | Ватиканская библиотека |
M1 | 12 век | монастырь Святого Эмерама | Баварская государственная библиотека, Мюнхен |
C | 13 век | собор в Сент Олбанс | Британский музей, Лондон |
S | 15 век | аббатство в Девоне | Британский музей, Лондон |
Первая печатная версия Propositiones, насчитывающая 53 задачи, издана Johannes Herwagen в 1563 г. [3] и перепечатана в Патрологии Миня [4]
Другой известный вариант Propositiones можно найти в сборнике произведений Беды Достопочтенного, опубликованного в Патрологии Миня[5]. В настоящее время авторство Беды специалистами не признается. Этот вариант включает в себя 3 дополнительные задачи: две после задачи 11 и одну - после задачи 33.
Современное издание Propositiones выполнено Менсо Фолкертсом в 1978 г.[2]. Фолкертс произвел поиск всех сохранившихся рукописей и печатных изданий и проанализировал их.
Опубликованы следующие переводы Propositiones:
на английский язык, выполненный Джоном Хэдли в 1992 г., с комментариями, подготовленными совместно с Дэвидом Сингмастером[6].
на английский язык, выполненный Питером Беркхолдером с его комментариями[7].
на немецкий язык с комментариями, подготовленными Menso Folkerts и Helmut Gerike[8]
на итальянский язык с комментариями - работа Рафаэллы Франчи, профессора математики и истории математики в Сиенском университете[9]. Текст был опубликован в виде отдельной книги в 2005 г., а в 2016 г. он вышел во втором исправленном и дополненном издании.
на сербский язык был выполнен Александрой Равас в 2019 г. Этот текст, с введением Питера Беркхолдера и приложением, содержащим тексты Рафаэля Франчи и Николая Золотых, был опубликован в виде отдельной книги Математическим обществом «Архимед».
Задачи
Сборник содержит самые ранние из известных упоминаний нескольких типов задач,
- включая 3 задачи о переправе:
- Задача 17: о ревнивых мужах. В версии Алкуина трое мужчин, каждый со своей сестрой, должны переправиться в лодке через реку. Лодка вмещает только двоих. Ни одна женщина не может находиться в лодке с чужим мужчиной.[6], p. 111.
- Задача 18: о волке, козе и капусте[6], p. 112., и
- Задача 19: о мужчине, женщине и их двух детях. Муж и жена, равного веса, и двое их детей, каждый в половину веса взрослого, должны переправиться через реку в одной лодке. Лодка вмещает только по весу одного взрослого[6], p. 112.
- задача о бутылях:
- Задача 12: Один человек оставил в наследство трем своим сыновьям 30 стеклянных бутылей: 10 из которых были заполнены маслом, 10 заполнены на половину и 10 пустые. Необходимо разделить между тремя сыновьями бутыли так, чтобы каждому досталось поровну бутылей и масла. [6], p. 109. Число решений этой задачи для n бутылей есть член последовательности Алкуина.
- вариант задачи о джипе:
- Задача 52: Один человек приказал перевести 90 мер зерна из одного его дома в другой за 20 лиг от него. Весь груз может быть переправлен на верблюде за 3 поездки, причем верблюд съедает одну меру зерна за лигу. Сколько мер зерна останется?[6], pp. 124–125.
- и три задачи об упаковке[10]:
- Задача 27: о четырехстороннем городе. Есть четырехугольный город, который имеет одну сторону в 1100 футов; противоположную - 1000 футов; во фронте - 600 футов и с противоположной стороны - 600 футов. Требуется разместить в нем дома, каждый по 40 футов в длину и 30 футов в ширину. Сколько домов вмещает город?
- Задача 28: о треугольном городе. Есть треугольный город, который имеет по одной стороне 100 футов, и по другой стороне 100 футов, а по фронту - 90 футов. Необходимо расположить в этом городе дома длиной 20 футов и шириной 10 футов.
- Задача 29: о круглом городе. Есть круглый город в 8000 футов в окружности. Требуется расположить в этом городе дома в 30 футов длины и 20 ширины.
Некоторые другие задачи:
- Задача 5: Покупатель хочет купить 100 свиней за 100 денариев: взрослого кабана - по 10 денариев, свинью - за 5 денариев, поросенка - по полденария. Сколько кабанов, свиней и поросят он купил? Эта задача уже была известна в Китае по крайней мере в 5 веке и встречается в индийский и арабских текстах того времени.[6], p. 106.
- Задачи 32, 33, 34, 38, 39, and 47[11] подобны этой задаче. В них требуется разделить данное количество денег или еды среди людей или животных 3 типов. Задачи сводятся к решению систем двух линейных уравнений с тремя неотрицательными целочисленными неизвестными. Во всех случаях в манускрипте приводятся корректные решения, но не сказано, как эти решения были найдены. Также не оговаривается вопрос о числе возможных решений.
- Задача 26: Есть полей 150 футов длиной. На одном его конце стоит собака, на другом - заяц. Собака гонится за зайцем. За один прыжок она перемещается на 9 футов, а заяц - на 7 футов. Сколько прыжков сделает собака, прежде чем догонит зайца? Задачи этого типа датируются 150 г. до н.э., но это первый известный европейский пример.[6], p. 115.
- Задача 42: На лестнице 100 ступеней. На первую сел голубь, на вторую - 2 голубя, на третью - 3 голубя и т.д. Сколько голубей всего? Задача сводится к нахождению суммы арифметической прогрессии. Алкуин предлагает сложить вместе число голубей на первой и 99-й ступенях, затем на второй и 98-й, затем на 3-й и 97-й и т.д. Каждый раз будет получаться 100. Всего таких пар 49. А 50-я и 100-я ступени останутся без пары. Итого получаем 100×49 + 100 + 50 = 5050 голубей.[6], p. 121.
- Задача 43: У одного человека 300 свиней. Он приказал зарезать их за 3 дня, так, чтобы каждый день было зарезано нечетное количество свиней. Сколько свиней было зарезано в каждый день? Это задача только чтобы подразнить юношей. Никто не сможет выполнить всех условий задачи. Сумма трех нечетных чисел не может быть четной![6], p. 121.
- Задача 14: Сколько следов от копыт оставил бык, если он пахал весь день?[11] Ни одного, так как за ним шел плуг, который все следы стер.
Ссылки
- ↑ Alcuin (735—804), David Darling, The Internet Encyclopedia of Science. приступљено 21. маја 2019.
- ↑ 1 2 Folkerts, Menso: Die ¨alteste mathematische Aufgabensammlung in lateinischer Sprache: Die Alkuin zugeschriebenen Propositiones ad acuendos iuvenes. Osterreichische Akademie der Wissenschaften, Mathematisch-naturwissenschaftliche Klasse, Denkschriften 116 (1978): 13–80.
- ↑ Herwagen, Joannes (Hrsg.): Venerabilis Bedae, Anglo-Saxonis Presbyteri. Opera omnia. Pars prima, Sectio II – dubia et spuria: De Arithmeticis propositionibus, tomus 1. Basel 1563, Band 1, Spalte 135–146.
- ↑ Migne J.-P. (Hrsg.): Patrologiae Cursus Completus: Patrologiae Latinae, Tomus 101, Beati Flacci Albini seu Alcuini, Abbatis et Caroli Magni Imperatoris Magistri, Opera Omnia: Operum pars octava: Opera dubia. Paris, 1863, colonnes 1143–1160.
- ↑ Migne J.-P. (Hrsg.): Patrologiae Cursus Completus: Patrologiae Latinae, Tomus 90, Venerabilis Bedae, Opera Omnia. Paris, 1862, colonnes 665-676.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Problems to Sharpen the Young, John Hadley and David Singmaster, The Mathematical Gazette, 76, #475 (March 1992), pp. 102–126.
- ↑ HOST: An Electronic Bulletin for the History and Philosophy of Science and Technology, 1, #2 (Spring/Summer; June 1993), ISSN 1192-084X.
- ↑ Folkerts, Menso; Gericke, Helmuth: Die Alkuin zugeschriebenen Propositiones ad acuendos iuvenes: Aufgaben zur Sch¨arfung des Geistes der Jugend. Birkh¨auser, 1993.
- ↑ Raffaella Franci, Giochi matematici alla corte di Carlomagno. Problemi per rendere acuta la mente dei giovani, Edizioni ETS, Pisa (2005) ISBN 88-467-1351-6 141 pp.
- ↑ Nikolai Yu. Zolotykh, Alcuin's Propositiones de Civitatibus: the Earliest Packing Problems. arXiv preprint arXiv:1308.0892 (2013) https://arxiv.org/pdf/1308.0892.pdf
- ↑ 1 2 Alcuin of York's „Propositiones ad Acuendos Juvenes" . Дата обращения: 6 января 2020.