Search This Blog

Theme images by Storman. Powered by Blogger.

Popular Posts

Pages

About Me

My photo
physicist and mother from Jordan :)
Menu :
Showing posts with label math. Show all posts
Showing posts with label math. Show all posts

Monday, August 28, 2017

ما هي مفارقة عيد الميلاد ؟

- No comments


ما هي معضلة عيد الميلاد ؟

معضلة عيد الميلاد


لو فكرنا في كل الأيام التي من الممكن أن نحتفل بها بعيد ميلادنا - متضمناً 29 شباط ( فبراير ) الذي يعود مرة كل 4 سنوات - لكان هناك 366 يوماً محتملاً لميلادك. لو قابلت شخصاً في الشارع، فما احتمال أن تتشاركا يوم الميلاد نفسه ( اليوم والشهر وليس السنة )؟

ليس احتمالاً مطروقاً، أليس كذلك؟ لذا لو صدف وقابلت أحدهم وكان يشاركك يوم الميلاد نفسه فإن أول ما سيخطر ببالك كم أن هذه المصادفة نادرة.

اذن، كم عدد الناس الذين عليك جمعهم في غرفة واحدة حتى تضمن على الأقل أن ما احتماله 50% أن يتشارك اثنان تاريخ الميلاد نفسه؟

قد تظن أن عليك جمع 183 شخصاً - نصف 366 - على الأقل لتحصل على هذا. لكن، هل تصدق أن عليك فقط أن تجمع 23 شخصاً لتحصل على احتمال 50% أن يتشارك اثنان في تاريخ الميلاد نفسه؟ هل يبدو هذا مستحيلا؟

ربما، لكنه صحيح!. إن هذه معضلة رياضية تسمى معضلة عيد الميلاد.

بالتأكيد هي ليست معضلة منطقية تماماً - لأنه لا يمكن عكسها - لكنها غريبة لذا تسمى معضلة - أو تناقض - عيد الميلاد.

لن ندخل في التعقيدات الرياضية، وسنفترض أن هناك 365 يوماً محتملاً لعيد ميلاد أي منا. اذا دخلت غرفة فيها 22 شخصاً فإن أول ما سيخطر ببالك هو أن احتمال أن تجد شخصاً يحمل نفس تاريخ ميلادك هو 365 - 22= 343.

دعونا نرى الأمر بصورة مختلفة : فبدلاً من مقارنة عيد ميلاد كل منهم على حدة، دعونا نقارن عيد ميلاد كل منهم مع غيره في الغرفة ( بدلاً من مقارنته بـ 365 يوم في السنة ).

وعليه فالأول سيقارن يومه بـ 22 يوم آخر والثاني بـ 21 يوم ميلاد آخر والثالث بـ 20 يوم وهكذا. لو جمعنا كل هذه المقارنات ( 22 + 21 + 20 + … +1 )، هذا سيعطينا 253 زوج من الاحتمالات ( هناك معادلة رياضية لهذا ) وهذا سيعطينا احتمالية أكبر أن نجد اثنين متشابهين.




كما اتفقنا، لن تغوص في التعقيدات الرياضية، لكن احتمال عيد ميلاد الشخص الأول 365/365، والثاني 364/365، وهكذا، اذا وصلنا الشخص 23 فإن احتماله 343/365. رياضياً لو قمنا بضرب كل الاحتمالات الثلاث والعشرين الناتجة سنحصل على احتمال = 0.491

وفي قوانين الاحتمالات 1 - 0.491 = 0.509 ، أي أن ما نسبته 50.9% هو احتمال أن يكون هناك اثنان ضمن الـ 32 شخصاً يحملان التاريخ نفسه.

Wednesday, March 2, 2016

ما هو شريط موبيوس Mobius Strip ؟

- No comments


ما هو شريط موبيوس Mobius Strip ؟


infinity mobious strip

هل تتذكرون ما تعلمناه في المدرسة عن المالانهاية؟. يعرف معظمنا الرمز الرياضي الدال على المالانهاية Infinity ، والذي يُدعى Lemniscate  بمعنى Ribbon  أوشريط التزيين الملتف.
هل تعرفون أيضا أن رمز المالانهاية المستخدم في الرياضيات يطابق شكلاً حقيقياً على أرض الواقع؟ نعم، أنه شريط موبيوس!.

سمي شريط موبيوس نسبة إلى الرياضي والفلكي اوجست فيرديناند موبيوس الذي ابتكره في أيلول من عام 1858. وامعاناً في الغرابة فإن نفس الفكرة خطرت على بال عالم الرياضيات الألماني جوهان بينديكت ليستنج قبلها بثلاثة اشهر، ولسوء حظ ليستنج فإن الشريط الشهير سمي باسم موبيوس وليس ليستنج.

ما المهم في هذا الشريط على اية حال؟

شريط موبيوس  هو شريط ذو مبدأ بسيط للغاية : شريط واحد، ذو بعدين، مسطح، نقوم بلف احد طرفيه ( بمقدار  180° ) ثم نلصقه بالطرف الآخر، مما يحوله إلى شريط ذو وجه واحد، وطرف واحد. أي انه لو وضعت نملة عليه ستمشي فوق الشريط وتعود إلى النقطة التي بدأت منها دون ان تقطع احدى حوافه، لأنه تحول الى شريط ذو وجه واحد فقط.

عندما قمنا باحضار الشريط الورقي المسطح فإن هذا يعني ضمناً أن له وجهان، وجه من الاعلى ووجه من الاسفل، وهذا ما يطلق عليه Orientable، اي يمكن ثنيه وتوجيهه إلى اتجاهين ( اعلى واسفل هنا ). لكن شريط موبيوس الناتج له وجه واحد!.

لا تستطيع تصديق ذلك؟ ضع قلمك على الشريط الذي صنعته وارسم خطاً ، ستجد أن خطك قد مر على وجهي الشريط دون ان ترفع قلمك، ثم عاد الى نقطة البداية!.

هل لشريط موبيوس تطبيقات عملية؟

نعم،فبالاضافة إلى انه بدأ كمفهوم رياضي بحت، وله معادلات تفاضلية تحاول وصفه، إلا ان تطبيقات عملية كثيرة اعتمدت على مبدئه، ومنها الاحزمة الناقلة.
لكن لماذا تصمم الاحزمة الناقلة على شكل شريط موبيوس؟ ببساطة لزيادة عمرها التشغيلي؛ حيث ستتوزع الشقوق والاهتراء على الشريط كله وليس على احد اوجهه فقط، ونفس المبدأ تم تطبيقه على الاشرطة في الطابعات وآلات التسجيل وآلات الكتابة.

مختـــــارات