Волшебный двурог
Шрифт:
Ясно! Ну, а при чем здесь гипербола?
— История довольно интересная, но немножко длинная. Если, впрочем, тебе охота послушать, можно рассказать. Начнем с того, что возьмем гиперболу, уравнение которой будет:
Я думаю, что ты уж встречался с ней, и не однажды. Если ее начертить, то получится хорошо известный тебе график обратной пропорциональности. Ясно, что если рас-
— 365 —
сматривать гиперболу как коническое сечение, то мы получим только одну ее ветвь. Подставляя в уравнение данные, начиная с единицы, мы получим табличку. А теперь возьмем часть площади
| x | y |
|---|---|
| 1 | 1 |
| 2 | 1/2 |
| 3 | 1/3 |
| 4 | 1/4 |
| 5 | 1/5 |
| 6 | 1/6 |
— Хм… пока не знаю… — протянул Илюша. — Ну, посмотрим!
— Посмотрим! — посмеиваясь, согласился Радикс. — Мы ведь можем изобрести специальный прибор для рассмотрения этой проблемы. Вот он, смотри!
Перед Илюшей немедленно появился большой, немного наклонный стол, вроде витрин в музейных залах. На нем под зеркальным стеклом шли оси координат. Однако на этот раз Радикс почему-то повернул эту систему на девяносто градусов против часовой стрелки, так что теперь ось игреков пошла горизонтально налево, а ось иксов стала вверх вертикально. Между осями проходила ветвь гиперболы, близко подходя наверху к оси иксов.
Когда мальчик пригляделся, он заметил, что это не одно стекло, а два, между которыми имеется зазор шириной в два миллиметра, для которого гипербола и ось абсцисс образуют сплошные продольные стенки. Промежуток между этими двумя стенками был сверху и снизу открыт. Радикс взял тоненькую резиновую перегородочку и вставил ее снизу в зазор против точки на оси абсцисс, отвечающей значению х = 1, и перегородочка стала вплотную в промежуток между осью абсцисс и гиперболой. Затем Радикс взял банку с ртутью и осторожно сверху налил ртути в зазор между гиперболой и осью абсцисс, так что ртуть заполнила промежуток между ними над перегородкой до уровня, отмеченного х = 2 на оси иксов.
— Вот кусочек гиперболической площади, — сказал он. — Так?
— 366 —
Затем Радикс осторожно передвинул резиновую перегородочку от абсциссы «1» до абсциссы «3».
Илюша внимательно посмотрел и увидел, что теперь поверхность ртути оказалась сверху против точки с абсциссой х = 6.
— Понятно? — спросил Радикс.
— Из одного трапецоида вышло три, — задумчиво констатировал мальчик. — Было от одного до двух, а теперь стало от трех до шести. А как это получилось, не знаю,…
Радикс махнул ручонкой, и вся ртуть немедленно исчезла.
Поглядев машинально на банку, Илюша заметил, что количество ртути в банке снова
Вот как Радикс сначала поставил этот чертеж
А потом повернули обратно
— Возьмем, — сказал Радикс, — очень тонкую полоску, толщиной в долю микрона. Если взять еще тоньше, так, пожалуй, и не увидишь. Так ведь и делали математики в старое время, когда свойства бесконечно малых не были еще достаточно хорошо исследованы и обсуждены. В этом роде действовали, например, Архимед, Кеплер и Кавальери. Это было начало возникновения анализа бесконечно малых, и при разрешении некоторых, сравнительно простых вопросов в руках крупных ученых этот несовершенный способ давал серьезные, а для тех времен даже и решающие результаты. Во всяком случае, без
— 367 —
этих первых, робких и грубых попыток интегрировать и дифференцировать с помощью таких, как выражался Кавальерн, «неделимых» полосок вряд ли наука сумела бы создать то, чем стала математика в наше время. Итак, мы берем такую тончайшую полоску как раз против абсциссы с пометкой «один». Впрочем, сказать по совести, мне надоело возиться с перегородкой, и я привык, чтобы ось иксов шла горизонтально. Поэтому я попрошу ртуть теперь уж без подпорок занимать полагающееся ей пространство между двумя вертикальными ординатами гиперболы.
Оси послушно повернулись, а Радикс сердито глянул на банку со ртутью. Бедная капелька, которая никак не могла попасть обратно в банку, опрометью кинулась обратно к стеклянной гиперболе и немедленно растянулась против абсциссы «1» тоненькой-претоненькой блистающей серебряной ниточкой.
— Хороша «неделимая» полоска? — спросил Радикс.
— Да, — отвечал Илюша, — уж поистине «неделимая».
— Допустим! — усмехнулся Радикс. — Пусть на этот раз будет по-твоему. Это, конечно, не совсем по Кавальери… Ну, все равно, не будем уж на этот раз придираться!.. Но представь себе, что я хочу ее переместить к абсциссе с пометкой «три». Поскольку эта полоска имеет некоторую конечную толщину, хоть и очень небольшую, она, чтобы уместиться под гиперболой, должна стать короче, а самое главное — толще.
Так вот: во сколько раз она станет толще?
— Поскольку уравнение гиперболы дает для игрека величины, обратные иксу, то ясно, что для абсциссы «один» мы и ординату получаем «один», а для абсциссы «три» мы получаем «одну третью». Опираясь на уравнение гиперболы, я утверждаю, что наша полоска должна, если ее перенести от абсциссы «один» к абсциссе «три», стать толще в три раза, ибо одна треть в три раза меньше единицы. По-моему, иначе быть не может.
Немедленно тончайшая ртутная ниточка сложилась втрое и быстро двинулась направо. Действительно, когда она добралась до абсциссы «три», она стала той длины, какой в этом месте была ордината гиперболы.
— 368 —
— Ясно, — сказал Илюша.
— А далее, — спросил Радикс, — если взять еще одну тончайшую полоску, которая будет стоять рядом с первой, то с ней что будет?
— Я не могу сообразить сразу, как это будет, — отвечал мальчик, — но мне кажется, что если бы мы взяли целый полк тончайших полосок и стали их так перемещать…
Площадь.
— А ведь когда я перемещал целый трапецоид, я именно это и делал! — заметил Радикс.