جواب کار در کلاس صفحه ۸ ریاضیات گسسته

بازگشت به صفحه کتاب

ریاضیات گسسته

ریاضیات گسسته | درس ۱. استدلال ریاضی

صفحه ۸
سؤال 1

الف) اگر \(n\) یک عدد طبیعی باشد، آیا زوج بودن \(n\) و زوج بودن \(n^2\) هم‌ارزند؟
ب) آیا دو گزاره زیر هم‌ارزند؟
۱) نقطه \(C\) روی عمود منصف پاره‌خط \(AB\) قرار دارد.
۲) فاصله نقطه \(C\) از دو سر پاره‌خط \(AB\) یکسان است.

پاسخ

الف) اگر \(n\) زوج باشد، آنگاه \(n=2k\) \((k\in\mathbb{N})\) و داریم:
\[n^2=(2k)^2=2(2k^2)\]
پس \(n^2\) هم زوج است.

برعکس، اگر \(n^2\) زوج باشد، باید \(n\) زوج باشد. برای این کار حالت فرد بودن \(n\) را بررسی می‌کنیم. اگر \(n\) فرد باشد، یعنی \(n=2k-1\) \((k\in\mathbb{N})\)، آنگاه:
\[n^2=(2k-1)^2=4k^2-4k+1=2(2k^2-2k)+1\]
که عددی فرد است. این با زوج بودن \(n^2\) در تناقض است. پس \(n\) نمی‌تواند فرد باشد و در نتیجه زوج است.

بنابراین:
\[n \text{ زوج است} \Leftrightarrow n^2 \text{ زوج است}\]
و این دو گزاره هم‌ارزند.

ب) فرض کنیم \(M\) وسط پاره‌خط \(AB\) باشد. عمود منصف \(AB\) خطی است که از \(M\) می‌گذرد و بر \(AB\) عمود است.

گزارهٔ ۱ را \(P\) و گزارهٔ ۲ را \(Q\) می‌نامیم.

\[P \Rightarrow Q:\]
اگر \(C\) روی عمود منصف \(AB\) باشد، آنگاه در مثلث‌های قائم‌الزاویهٔ \(CMA\) و \(CMB\) داریم: \(MA=MB\) (چون \(M\) وسط \(AB\) است)، ضلع \(CM\) مشترک است و زاویه‌های \(CMA\) و \(CMB\) قائمه‌اند. پس دو مثلث هم‌نهشت‌اند و \(CA=CB\).

\[Q \Rightarrow P:\]
اگر \(CA=CB\) باشد، در مثلث‌های \(CAM\) و \(CBM\) داریم: \(CA=CB\)، \(MA=MB\) و ضلع \(CM\) مشترک است. پس دو مثلث هم‌نهشت‌اند (به حالت \(ض ض ض\)) و زاویه‌های \(CMA\) و \(CMB\) برابرند. چون مجموع این دو زاویه \(180^\circ\) است، هر کدام \(90^\circ\) هستند. بنابراین \(CM\) بر \(AB\) عمود است و از \(M\) می‌گذرد، یعنی \(C\) روی عمود منصف \(AB\) قرار دارد.
(اگر \(C=M\) باشد، نقطه \(C\) خود وسط \(AB\) است و روی عمود منصف قرار دارد.)

پس:
\[P \Leftrightarrow Q\]
و دو گزاره هم‌ارزند.

فعالیت‌های این فصل
همه فعالیت‌های «فصل ۱. آشنایی با نظریۀ اعداد» اینجاست.

«کار در کلاس»

|

صفحه ۸
در حال مشاهده
صفحه ۸