For faster navigation, this Iframe is preloading the Wikiwand page for 1/4 + 1/16 + 1/64 + 1/256 + ⋯.

1/4 + 1/16 + 1/64 + 1/256 + ⋯

Архимедова фигура са a = 3/4

У математици, бесконачан низ 1/4 + 1/16 + 1/64 + 1/256 + · · · је пример једног од првог бесконачног низа који се сумирао у историји математике; коришћен је од стране Архимеда 250-200. п. н. е.[1] Како је геометријски низ са првим изразом 1/4 и количником 1/4, његов збир је

Визуелне демонстрације

[уреди | уреди извор]
3с = 1.

Ред 1/4 + 1/16 + 1/64 + 1/256 + · · · даје се у неким посебно једноставним визуелним демонстрацијама јер се квадрат и троугао могу поделити на четири слична дела, од којих сваки садржи 1/4 подручја оригинала.

На слици лево,[2][3] ако се узима да велики квадрат има површину 1, онда највећи црни квадрат има површину (1/2) (1/2) = 1/4. Исто тако, други по величини црни квадрат има површину 1/16, а трећи по величини црни квадрат има површину 1/64. Подручје обухваћени црним квадратима заједно је стога 1/4 + 1/16 + 1/64 + · · ·, и то је такође област коју заузимају сиви квадрати и бели квадрати. Како ове три области покривају јединични квадрат, цифра показује да је

Архимедова илустрација, приложена на врху,[4] била је мало другачија, ближе једначини

3с = 1 поново

Погледајте испод за детаље о Архимедовим тумачењима.

Иста геометријска стратегија такође ради за троуглове, као на слици на десној страни:[2][5][6] ако велики троугао има површину 1, онда највећи црни троугао има површину 1/4, и тако даље. Фигура као целина има самосличност између великог троугла и горњег под-троугла. Сродна конструкција израде фигуре сличне свим трима на његовим угловима производи троугао Сјерпињског.[7]

Архимедов доказ

[уреди | уреди извор]
Ова крива је парабола. Тачке на секант линији АЕ су подједнако распоређени. Архимед је показао да је збир области троуглова АБЦ и ЦДЕ 1/4 из области троугла АЦЕ. Он је тада градио још један слој од четири троугла на врху оних, чији је збир области 1/4 од суме области АБЦ и ЦДЕ, а затим још један слој од осам троуглова на врху, имајући 1/4 тог подручја, и тако даље. Он је закључио да је подручје између секант линије и криве 4/3 подручја троугла АЦЕ.

Архимед наилази на низ у свом раду Квадратура параболе. Он је проналашао подручје унутар параболе методом исцрпљености, и добио низ троуглова; свака фаза изградње додаје површину 1/4 пута на подручје претходне фазе. Његов жељени резултат на тој укупној области је 4/3 подручја прве фази. Да би стигао тамо, он узима паузу од параболе да уведе алгебарски леме:

Предлог 23. Дат је низ области А, Б, C, D, ..., З, од чега је А највећи, и сваки је једнак четири пута следећем у реду, затим[8]

Архимед доказује предлог првим обрачунавањем

С друге стране,

Одузимањем ове једначине од претходне једначине даје

и додајући А обема странама даје жељени резултат.

Данас, више стандардна формулација у Архимедовог предлога је да су делимичне суме низа 1 + 1/4 + 1/16 + · · · :

Овај облик се може доказати множењем обе стране 1 - 1/4 и посматрањем да сви, али први и последњи изрази на левој страни једначине отказују у паровима. Иста стратегија ради за било који коначни геометријски низ.

Архимедов Предлог 24 примењује коначну (али неодређену) суму у Предлогу 23 на подручју унутар параболе са дуплим свођењем на апсурд. Он баш не[10] узима границу наведених парцијалних сума, али у модерној математици овај корак је довољно лак:

Пошто се збир бескрајног низа дефинише као граница његових парцијалних сума,

Референце

[уреди | уреди извор]
  1. ^ Shawyer & Watson pp. 3.
  2. ^ а б Nelsen & Alsina pp. 74.
  3. ^ Ajose & Nelson.
  4. ^ Heath 1953, стр. 250
  5. ^ Stein 1999, стр. 46
  6. ^ Mabry.
  7. ^ Nelson & Alsina, стр. 56
  8. ^ This is a quotation from Heath's English translation (p.249).
  9. ^ This presentation is a shortened version of Heath pp. 250.
  10. ^ Modern authors differ on how appropriate it is to say that Archimedes summed the infinite series.

Литература

[уреди | уреди извор]
{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}}
1/4 + 1/16 + 1/64 + 1/256 + ⋯
Listen to this article

This browser is not supported by Wikiwand :(
Wikiwand requires a browser with modern capabilities in order to provide you with the best reading experience.
Please download and use one of the following browsers:

This article was just edited, click to reload
This article has been deleted on Wikipedia (Why?)

Back to homepage

Please click Add in the dialog above
Please click Allow in the top-left corner,
then click Install Now in the dialog
Please click Open in the download dialog,
then click Install
Please click the "Downloads" icon in the Safari toolbar, open the first download in the list,
then click Install
{{::$root.activation.text}}

Install Wikiwand

Install on Chrome Install on Firefox
Don't forget to rate us

Tell your friends about Wikiwand!

Gmail Facebook Twitter Link

Enjoying Wikiwand?

Tell your friends and spread the love:
Share on Gmail Share on Facebook Share on Twitter Share on Buffer

Our magic isn't perfect

You can help our automatic cover photo selection by reporting an unsuitable photo.

This photo is visually disturbing This photo is not a good choice

Thank you for helping!


Your input will affect cover photo selection, along with input from other users.

X

Get ready for Wikiwand 2.0 🎉! the new version arrives on September 1st! Don't want to wait?