S³owa w ordynku. S³owa w ataku i w obronie. Pomieszane. Refrakcja s³ów w stali i w wodzie. Odbicia s³owne i zwidy. £ad i g³adko¶æ. Spazmy i erupcje. Koj±cy wp³yw soku z passion fruit. Od rzeczy i do rzeczy. Krótko mówi±c. Ostatnie s³owo. Na pocz±tku by³ skowyt.
Blog > Komentarze do wpisu
Matematyczne mody

Jest co¶ dziwnego wokó³ problemu Malfattiego. W¶ród „powa¿nych” autorów ksi±¿ek o klasycznej geometrii, stoj±cych na mojej pó³ce: Coxeter, Dörrie, Guggenheimer, Honsberger, Ogilvy, Pedoe, tylko dwóch – Dörrie i Ogilvy – cytuj± go. I tylko Ogilvy poprawnie, a nie w pewnej interpretacji, która zaba³agani³a jego rozwi±zanie na prawie 200 lat. Na widocznej tu ok³adce podrêcznika ze znanej serii Springera mamy w³a¶nie do czynienia z interpretacj± tekstu, a nie z tekstem. Podobnie jest w popularnej witrynie Aleksandra Bogomolnego – podaje on interpretacjê, a nie oryginalne sformu³owanie. A gdy pojawia siê ono w artykule maj±cym aspiracje do opracowania encyklopedycznego, autor opracowania natychmiat ze¶lizguje siê ku owej poci±gaj±cej, ale nieuzasadnionej interpretacji, przez co traci z oczu rozwój zdarzeñ z ostatniego æwieræwiecza.

Chodzi o takie wstawienie trzech niezachodz±cych na siebie okrêgów do wnêtrza trójk±ta, by pokryæ nimi mo¿liwie najwiêkszy obszar.

No s³uchaj, je¶li problem by³ postawiony w roku 1803, rozwi±zany przez s³awnego geometrê Steinera w roku 1826, po stuleciu, w 1929 roku pokazano, ¿e to rozwi±zanie jest niepoprawne, a poprawne rozwi±zanie ukazuje siê dopiero w roku 1991, to sprawa wygl±da do¶æ dziwnie, kto¶ z paranoicznym nastawieniem ju¿ zacz±³by dochodzenie co do anti-Malfattian conspiracy. Tym bardziej, ¿e choæ wspó³autorem rozwi±zania jest bardzo s³ynny rosyjski matematyk Wiktor Zalgaller (trzecim wspó³twórc± sukcesu jest komputer, bo istotne s± tam w obliczeniach pewne programy komputerowe), to zosta³a opublikowana w niezbyt dostêpnym w szerokim ¶wiecie pi¶mie ukraiñskim oddanym geometrii. A porz±dny opis historii problemu jest zamieszony w jeszcze mniej znanym pi¶mie Mathematical Reflections (w wydaniu z 2006 roku).

Autorem opisu jest Titu Andreescu – i kto zna to nazwisko mo¿e domy¶liæ siê, ¿e osobisto¶ci ju¿ tu wymienione oraz inne zachowane w cieniu zas³uguj± na osobny wpis. Przygotujê go na jutro, a dzi¶ tylko do³±czê szkic zapo¿yczony u Andreescu, wyja¶niaj±cy jak mog± wygl±daæ rozwi±zania problemu – otó¿ owe okrêgi wcale, ale to wcale nie powinny byæ wspólnie styczne do siebie. Na przyjêciu owej interpretacji trzech stycznych kó³ek zawa¿y³ bez w±tpienia problem okrêgu Apoloniusza znany ze staro¿ytno¶ci (a potem zapominany i na nowo odkrywany przez Kartezjusza, Soddy'ego, Pedoe) i bezpo¶rednio u¿yty dla (z³ego) rozwi±zania podanego przez Steinera.

A poprawne rozwi±zanie – maj±ce podobno znaczny stopieñ trudno¶ci rachunkowych umieszczonych na 29 stronach – ma bardzo jasn± i ³atw± do opowiedzenia w jêzyku informatyki ideê: u¿yj chciwego algorytmu: najpierw wpisz do trójk±ta najwiêkszy mo¿liwy okr±g (jego ¶rodkiem jest punkt przeciêcia dwusiecznych k±tów), a potem z dwóch stron do³±cz tak du¿e jak siê da dope³niaj±ce okrêgi.


Wiêc co decyduje o tym czy jaki¶ problem stanie siê s³awny? Czy oddalenie 188 lat miêdzy postawieniem a rozwi±zaniem go nie wystarcza, by go szanowano i podziwiano?

Hmm..., trzeba by cytowaæ Dana Pedoe o jego walce o uznanie geometrii jako pe³noprawnej i warto¶ciowej dziedziny matematyki, upchniêtej prawie w niebyt przez fale abstrahowania, formalizowania i innych form nudzenia. A naj¶mieszniejsze jest to, ¿e gdy dziêki dzia³aniom Coxetera i innych geometria wróci³a na salony, okaza³o siê, ¿e by³a absolutnie niezbêdna dla wyja¶nienia klasyfikacji jak¿e wa¿nych dla matematyki i fizyki grup Liego...

Przy okazji. Zabawny drobiazg na cztery jêzyki, który nie pasuje mi nigdzie, wiêc czemu nie mia³by stan±æ tutaj. Pewien m³ody pracownik naukowy z University of Northern Colorado o imieniu Viktor Blasjo pisze ca³kiem zmy¶lne recenzje matematycznych ksi±¿ek dla amazon.com. I w recenzji dotycz±cej t³umaczenia dzie³a Leibniza z ³aciny na francuski umieszcza tê uwagê chwytaj±c± niebanalne trudno¶ci stoj±ce przed t³umaczami:

Consider for example Leibniz's description of the catenary as "nec ulli Transcendentium secundam" (i.e., "second to no transcendental [curve]" in terms of simplicity and usefulness). In Parmentier's French this is rendered rather stronger as "en tête de toutes les Transcendantes" ("foremost among all transcendentals", p. 192), while Hess & Babin's German has the more tempered, albeit less graceful phrase "einen ersten Rang unter den transzendenten Linien" ("a first rank among the transcendental curves").

pi±tek, 23 grudnia 2011, andsol-br
TrackBack
TrackBack URL wpisu:
Komentarze
2011/12/24 18:40:39
"u¿yj chciwego algorytmu"

Chciwe algorytmy ("greedy") nie gwarantuja optymalnosci. Optymalnosc udowodniono dla matroidow (z grubsza rzecz biorac), patrz na przyklad tutaj:

www.u-cursos.cl/ingenieria/2007/2/IN73P/1/material_docente/bajar?id_material=148591

Udowodnienie ze greedy algorithm daje optymalne rozwiazanie jest upierdliwe, delikatnie biorac. Ciekawe czy w omawianym przypadku taki dowod istnieje
-
2011/12/24 19:09:24
mamula: zastanawiam siê nad moim sformu³owaniem:

A poprawne rozwi±zanie maj±ce podobno znaczny stopieñ trudno¶ci rachunkowych umieszczonych na 29 stronach ma bardzo jasn± i ³atw± do opowiedzenia w jêzyku informatyki ideê: u¿yj chciwego algorytmu

i przyznam, ¿e przy szybkim czytaniu mo¿e ono sk³oniæ czytelnika do niezamierzonej przeze mnie interpretacji, ale któ¿ nie chce byæ czytany uwa¿nie, czyli nieco mniej szybko :) Intencja opisu w tym, ¿e choæ dowód jest d³ugi, rachunkowo trudny i wymagaj±cy wsparcia komputerowego, to zawarta w nim idea jest prosta. Oczywi¶cie gdyby greedy algorithms zawsze zapewnia³y wygran±, to zamiast 29 stron dowód zajmowa³by parê linijek...

Od dawna przymierzam siê do cyklu opowiadañ (które ju¿ æwiczy³em w praktyce w wersji mówionej) o ró¿nych zjawiskach matematycznych, których dowodzenie czy uzasadnienie mo¿e byæ do bólu trudne, ale idee zawarte w nich s± w pe³ni dostêpne dla laika. S±dzê, ¿e jednym z pierwszych kroków w tym kierunku by³a opowie¶æ o twierdzeniu Dirichleta.
-
2011/12/24 20:09:03
Widzê w Sieci, ¿e trzy lata temu student z Caltechu, Virgil Griffith, napisa³ notkê o tym problemie, o tym jak co¶ przez ponad sto lat jest prawd± a potem prawd± byæ przestaje - jest tam ciekawy dodatek, list od jego znajomego, z informacj±, której nie widzê w innych miejscach, wiêc chyba warto j± tu powieliæ:

...independently, a French mathematician, Gergonne, had hit on the circle problem in around 1800, and took about 10 years finding a solution. Then, in 1810/11, he published the problem in the Annales de Gergonne, and a little later published his solution. He had also had a letter from a Professor Bidone of Turin telling him about Malfatti's solution, but with no mention of the marble problem. Other mathematicians, such as Steiner, heard of the problem through Gergonne's journal, and almost certainly were not aware of Malfatti's original marble problem. In the various mentions of Malfatti's problem that I have seen in 19th and early 20th century books, none link it to any other problem.
-
2011/12/24 20:38:53
"ró¿nych zjawiskach matematycznych, których dowodzenie czy uzasadnienie mo¿e byæ do bólu trudne, ale idee zawarte w nich s± w pe³ni dostêpne dla laika"

Proponuje roznego rodzaju problemy z dziedziny pakowania. Ile kwadratow mozna umiescic w kwadracie i tak dalej. Nie podam teraz zrodel, bo musze zabic karpia :(

Poki co, Wesolych Swiat zycze, komu jakie tam Swieta obchodzi, miech sobie wybierze sam :)
-
2011/12/24 21:17:11
Dziêki za sugestie. Co do ¿yczeñ, ca³e szczê¶cie, ¿e karp nie ma g³osu.