Рис. 112.
Из 12 спичек нужно составить фигуру, в которой было бы три одинаковых четырехугольника и два одинаковых треугольника.
Как это сделать?
Из 18 спичек нужно сложить два четырехугольника так, чтобы площадь одного была втрое больше площади другого. Спички, как и во всех предыдущих задачах, переламывать нельзя. Оба четырехугольника должны лежать обособленно, не примыкая друг к другу.
Если вам удалось решить предыдущую задачу, попытайтесь решить такую головоломку.
Из 18 спичек сложить два пятиугольника так, чтобы площадь одного была ровно втрое больше площади другого. Остальные условия те же, что и в предыдущей задаче.
На рис. 113 вы видите, как можно 19 целыми спичками ограничить шесть одинаковых участков.
А можно ли ограничить шесть одинаковых участков — хотя бы и иной формы — 12 целыми спичками?
Рис. 113.
111. Решение этой задачи из рис. 114.
Рис. 114.
112 —115. Решение задачи 112 показано на рис. 115. задачи 113 на рис. 116 и 117, задачи 114 — на рис. 118, задачи 115 — на рис. 119.
Рис. 115.
Рис. 116.
Рис. 117.
Рис. 118.
Рис. 119.
116. Смотри на рис. 120.
Рис. 120.
117. Решение задачи 117 показано на рис. 121. Это равносторонний шестиугольник (но не правильный, поскольку его углы не равны).
Рис. 121.
118. Решение этой задачи показано на рис. 122. Площадь верхней фигуры образуют два квадрата, каждый со сторонами в одну спичку. Нижний четырехугольник представляет собой параллелограмм, высота которого АВ = 11/2 спички. Площадь параллелограмма по правилам геометрии равна его основанию, умноженному на высоте: 4 × 11/2 = 6, т. е. втрое больше площади верхнего четырехугольника.
Рис. 122.
119 —120. Решения задач 119 и 120 наглядно показаны на рис. 123 и 124.
Рис. 123.
Рис. 124.
Круглое бревно весит 30 кг. Сколько весит бревно, если оно вдвое толще, но вдвое короче нашего?
Сто килограммов железных гвоздей уравновешены на десятичных весах железными гирями. Весы затопило водой.
Сохранили ли они равновесие под водой?
Бутылка, наполненная керосином, весит 1000 г. Та же бутылка, наполненная кислотой, весит 1600 г. Кислота вдвое тяжелее керосина.
Сколько весит бутылка?
На одну чашку весов положен брусок мыла, на другую — 3/4 такого же бруска и гиря в 3/4 килограмма. Весы в равновесии.
Сколько весит целый брусок мыла? Постарайтесь решить эту несложную задачу устно, без карандаша и бумаги.
Рис. 125. Сколько весит брусок мыла?
Четыре кошки и 3 котенка весят 15 кг, а 3 кошки и 4 котенка весят 13 кг.
Сколько весит каждая кошка и каждый котенок в отдельности?
Постарайтесь и эту задачу решить устно.
Рис. 126.
Три детских кубика и 1 раковина уравновешиваются 12 бусинами (рис. 127), 1 раковина весит столько же, сколько 1 кубик и 8 бусинок (рис. 128).
Рис. 127.
Рис. 128.
Сколько бусин нужно положить на свободную чашку весов, чтобы уравновесить раковину на другой чашке?
Вот еще задача в этом роде. Рис. 129 показывает, что 3 яблочка и 1 груша весят столько же, сколько 10 персиков, а 6 персиков и 1 яблочко — столько же, сколько 1 груша.
Рис. 129.
Сколько персиков надо взять, чтобы уравновесить одну грушу?
На рис. 130 и 131 вы видите, что:
— бутылка и стакан уравновешиваются кувшином;
— бутылка сама по себе уравновешивается стаканом и блюдцем;
— два кувшина уравновешиваются тремя блюдцами. Сколько надо поставить стаканов на свободную чашку весов, чтобы уравновесить бутылку?
Рис. 130. Задача о стаканах и бутылке.
Рис. 131. Чем уравновесить бутылку?
Надо развесить 2 кг сахарного песку на 200-граммовые пакеты. Имеется только одна 500-граммовая гиря, да еще молоток, весящий 900 г.
Как получить все 10 пакетов, пользуясь этой гирей и молотком?
Рис. 132. Затруднение при развешивании.
Самая древняя из головоломок, относящихся к взвешиванию, без сомнения, та, которую древний правитель сиракузский Гиерон задал знаменитому математику Архимеду.
Предание повествует, что Гиерон поручил мастеру изготовить венец для одной статуи и приказал выдать ему необходимое количество золота и серебра. Когда венец был доставлен, взвешивание показало, что он весит столько же, сколько весили вместе выданные золото и серебро. Однако правителю донесли, что мастер утаил часть золота, заменив его серебром. Гиерон призвал Архимеда и предложил ему определить, сколько золота и сколько серебра заключает изготовленная мастером корона. Архимед решил эту задачу, исходя из того, что чистое золото теряет в воде 20-ю долю своего веса, а серебро — 10-ю.
Если вы желаете испытать свои силы на подобной задаче, примите, что мастеру было отпущено 8 кг золота и 2 кг серебра и что, когда Архимед взвесил корону под водой, она весила не 10, а всего 91/4 кг. Попробуйте определить по этим данным, сколько золота утаил мастер. Венец был изготовлен из сплошного металла, без пустот.
121. Обычно отвечают, что бревно вдвое более толстое, но вдвое более короткое, не должно изменить своего веса. Однако это неверно. От увеличения поперечника вдвое объем круглого бревна увеличивается вчетверо; от укорочения же вдвое объем уменьшается всего в два раза. Поэтому толстое короткое бревно должно быть вдвое тяжелее длинного тонкого, т. е. весить 60 кг.
122. При погружении в воду железная вещь (сплошная) теряет 8-ю долю своего веса[12]. Поэтому и гири, и гвозди под водой будут иметь 7/8 своего прежнего веса. И так как гири в 10 раз легче гвоздей, то и под водой они будут легче их в 10 раз. Следовательно, десятичные весы останутся и под водой в равновесии.
123. Из условия задачи мы знаем, что
вес бутылки + вес керосина = 1000 г.
А так как кислота вдвое тяжелее керосина, то вес бутылки + двойной вес керосина = 1600 г.
Отсюда ясно, что разница в весе: 1600–1000, т. е. 600 г, есть вес керосина, налитого в бутылку. Но бутылка вместе с керосином весит 1000 г; значит, бутылка весит 1000 — 600 = 400 г.
Действительно, вес кислоты (1600 — 400 = 1200 г) оказывается вдвое больше веса керосина.
124. Три четверти бруска мыла плюс гиря в 3/4 килограмма весят столько же, сколько целый брусок. Но целый брусок — это 3/4 бруска плюс 1/4 бруска. Значит, 1/4 бруска весит 3/4 кг. И следовательно, целый брусок весит в четыре раза больше, чем 3/4 кг, т. е. 3 кг.
125. Сравнивая оба взвешивания, легко увидеть, что от замены одной кошки одним котенком вес груза уменьшился на 15–13, т. е. на 2 кг. Отсюда следует, что кошка тяжелее котенка на 2 кг. Зная это, заменим при первом взвешивании всех четырех кошек котятами: у нас будет тогда 4 + 3 = 7, а стрелка весов, вместо 15 кг, покажет на 2 × 4, т. е. на 8 кг меньше. Значит, 7 котят весят 15 — 8 = 7 кг.
Отсюда ясно, что котенок весит 1 кг, взрослая же кошка 1 + 2 = 3 кг.
126. Сравните первое и второе взвешивания. Вы видите, что раковину при первом взвешивании можно заменить 1 кубиком и 8 бусинами, потому что они имеют одинаковый вес. После такой замены у нас окажется на левой чашке 4 кубика и 8 бусин, которые будут уравновешиваться 12 бусинами. Сняв теперь с каждой чашки по 8 бусин, мы не нарушим равновесия; останется же у нас на левой чашке 4 кубика, на правой — 4 бусины. Значит, кубик и бусина весят одинаково.
