V tem sestavku bomo predstavili uporabnost računalnika pri računanju z velikimi števili, ponazorili velikost nekaterih "preprostih" števil. Spoznali bomo, kako nepredstavljivo velika so lahko preprosto zapisana števila.
V tem sestavku bomo predstavili uporabnost računalnika pri računanju z velikimi števili, ponazorili velikost nekaterih "preprostih" števil. Spoznali bomo, kako nepredstavljivo velika so lahko preprosto zapisana števila.
1. Hitrost
Začnimo diskusijo o velikih številih z razpravo o hitrosti. Kako hitro je nadzvočno letalo? Hitreje lahko potuje kot zvok, ki se širi z neznansko hitrostjo km/h. Pomislimo kako zelo hitro je to, celo v primerjavi z najbolj drznimi primitivci, ki brzijo po naših cestah. Zakaj ob nevihtah vidimo najprej blisk in šele zatem zaslišimo grom? Zato, ker se svetloba širi mnogo, mnogo hitreje kot zvok. Svetlobni žarek potuje tako zelo hitro, da v eni sami sekundi prepotuje km. Z ladjo bi danes iz Londona v New York potovali približno teden dni, potniško letalo potrebuje približno ur. Če bi z dovolj močnim glasom iz Londona poklicali Johna v New York, bi le ta slišal naš klic šele čez dobre štiri ure. Svetlobni žarek bi isto pot prepotoval v slabih dveh stotinkah sekunde. Svetlobni žarek prepotuje pot od zemlje do lune v dobri sekundi. Sonce je pa že precej bolj oddaljeno. Svetlobni žarek potuje od sonca do zemlje dobrih 8 minut. Če opazujemo zvezdno nebo v lepi jasni noči nam še na misel ne pride, da utegnejo mnoge opazovane zvezde biti mrtve že desetletja. Poleg Sonca je Sirij (Sirius) najsvetlejša zvezda. Oddaljena je svetlobnih let. Svetlobno leto je razdalja, ki jo svetloba prepotuje v enem letu. Koliko je to kilometrov? Računajmo: V minuti svetloba prepotuje km, v eni uri krat toliko. Za običajne kalkulatorje je to že preveliko število. Pomagajmo si s programom Derive, ki zna računati z velikimi števili.
1. Hitrost
"300000*60*60 "
"Simplify/Basic
" ali
V enem dnevu bo to
2*24
Simplify/Basic
v enem letu
4*365
Simplify/Basic
in v devetih letih
6*9
Simplify/Basic
Sirij je torej oddaljen km. Izračunajmo še, koliko minut potuje svetloba od Sonca do Zemlje. Povprečna razdalja med Zemljo in Soncem je km.
149600000/(300000*60)
Simplify/Basic
ali
Torej, svetlobni žarek potuje od Sonca do Zemlje dobrih osem minut. (Decimalni zapis dosežemo z ukazom Approximate , ali nastavimo decimalni zapis z zaporedjem ukazov: Simplify/Approximate ).
2. List papirja
Vzemi list papirja formata . List prepogni na pol, pa še enkrat na pol, in še enkrat, itd. Kolikokrat lahko ponovimo prepogibanje? List papirja je debel približno milimeter. Po dvanajstkratnem prepogibanju bo postal papir že zelo majhen in skupna debelina bo
Simplify/Basic: 0.1*2^12
kar je dobrih centimetrov. Kaj pa če prepognemo -krat? Debelina bo tedaj
Simplify/Basic: 0.1*2^42
Pretvorimo to v kilometre
Simplify/Basic: (0.1*2^42)/(1000*1000)
Vidimo, da bi bil sveženj debelejši kot je razdalja od Zemlje do Lune.
3. Indijski vezir
Povejmo zgodbo o Indijskem vezirju, ki je bil tako navdušen nad igro šaha, da je izumitelju obljubil karkoli si le ta poželi. "Skromni" menih si je zaželel "le" toliko riža, kot ga je potrebno, če postavimo na prvo šahovsko polje eno zrno, na naslednje dve zrni, na tretje štiri, pa osem, itd. do zadnjega, -ega polja na katerem bo zrn riža. Za vajo lahko sam "prešteješ", koliko riževih zrn je v kilogramu riža in potem izračunaš povprečje glede na različne rezultate. Po naših ocenah je zrn v kilogramu riža kar primerna ocena. Samo na zadnjem, -tem šahovskem polju je
Simplify/Basic: 2^63
torej zrn riža. To pomeni
Simplify/Approximate/Approximate ali
:
2^63/(33000*1000*1000000000)
kar je preko milijard ton riža. Koliko je riža na vseh šahovskih poljih? Tisti, ki poznajo geometrijsko zaporedje, bodo razumeli, da dobimo število
Simplify/Basic: 2^64-1
In če spet izračunamo v milijardah ton je to
Simplify/Approximate/Approximate ali
:
(2^64-1)/(33000*1000*1000000000)
Dobimo torej več kot milijard ton riža (to je danes približno ton riža za vsakega prebivalca Zemlje).
4. Indijski vezir
Ponovimo pojem fakultete ali faktoriela: , . Težko si je predstavljati, kako zelo velika so ta števila. Izpišimo
Simplify/Basic: 100!
Za primerjavo izračunajmo v litrih prostornino kocke z robom enega svetlobnega leta:
Simplify/Basic: (365*24*60*60*300000*1000*10)^3
Izračunajmo še
Simplify/Basic: 42!
Vidimo, da je volumen kocke z robom enega svetlobnega leta manjši od litrov.