Теорема Ферма: формулировка и понимание
Великую теорему Ферма, без преувеличения, следует отнести к жемчужинам научного знания, поскольку её можно рассматривать с позиции теории чисел, геометрии, алгебры, комбинаторики, теория множеств, информатики, физики, логики и философии. Именно на примере этой теоремы в полной мере можно раскрыть преимущества конвергенции научных знаний в сравнении с узкоспециализированными методами исследований.
4. Основные математические знания
4.2. Трёх и n- мерная система координат
Представим себе, что Вы управляете дроном. Пульт управления необычен. Он имеет кнопочки, задающие движения:
- на Север,
- на Юг,
- на Запад
- на Восток
- Вниз
- Вверх
Сам дрон имеет гирокомпас и отлично ориентируется в пространстве, ожидая Ваших команд.
Допустим, Вам требуется доставить пакет с вакциной от корнавируса на 10-ый этаж и аккуратно подать его в окно.
Вы находитесь в начале координат, а пункт назначения - 10 м на Восток, 10 м. на Север, и 20 м. вверх. Эти координаты можно задать так:
Пункт назначения точка P = (10, 10, 20)
В координатных осях
При этом подразумевается, что мысленно мы используем оси:
Запад -Восток - ось Х
Юг- Север - ось Y
Низ-Верх - ось Z
А теперь, допустим, Вы производите запуск с балкона небоскрёба.
Если бы окно находилось по отношению к Вам на 20 м. западнее, на 5 м. южнее и на15 м. ниже Вашего балкона, то координаты точки P = (-10, -5б -15)
Это так называемая Декартова система координат по имени математика и философа Рене Декарта.
Наглядный двумерный случай Декартовой системы координат - это шахматная доска, это плоская карта местности.
Каждая точка однозначно определяется двумя координатами.
Как бы Вы объяснили двумерному существу?
Как бы Вы объяснили двумерному существу третье измерение - высоту? Предположим, что в совершенно плоском мире Вы ведёте диалог с философом, имеющим богатое творческое воображение, Вы принялись бы объяснять, как можно повернуть ботинок, больше напоминающий в этом случае стельку от обуви, в третьем измерении и сделать из правого ботинка левый и наоборот.
Точно так же трёхмерный ботинок можно разверзнуть в четырехмерном пространстве и сделать правый левым , а а левый - правым.
Итак, в многомерном пространстве координаты любой точки P задаются относительно начала координат выражением:
P = (x1, x2, . . . xn)
а вектор соединяющий начало координат - точку (0, 0,0 . . . 0) и точку P именуется радиус вектором например A, B, C
его компоненты - это координаты по осям: x1, x2, . . . xn
интересно заметить, что как в дву-трёхмерном пространстве, так и многомерном пространстве радиус векторы можно складывать - вычитать по-компонентно:
A + B = (a1 + b1, a2, + b2 . . . . an + bn)
Так например, в физике происходит сложение перемещений, скоростей либо сил.