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The problem is the following, and is a modified version of the 2009 British Mathematical Olympiad issue: Find all nonnegative integers a and b such that \(\sqrt{a}+\sqrt{b}=\sqrt{2020}.\)

Before looking at one possible way of solving this problem, which requires nothing more than school-level arithmetic, I want to explain why I like this problem, and problems of this nature, so much. Growing up, I loved detective/mystery novels, tv shows, movies, whatever. Being able to construct a solution based on some scattered information seemed almost like a superpower to me.

Let’s begin our solution to the problem. The first step most people would take is to square both sides of the equation. This is something we are always told to do when dealing with square roots. It’s certainly what I tried. Let’s do this with the equation as it is, so we have:

\(\left(\sqrt{a}+\sqrt{b}\right)^2=2020\)

or

\(a+b+2\sqrt{a}{b}=2020\)

Ok, so this is a little nicer, maybe. We have reduced the number of square roots, which is good, but we have also made an unintentional problem for ourselves.

This is the first thing this problem taught me. Sometimes, before jumping in and just applying a method that seems right, ask yourself:
(1) Is this indeed the best method you know for dealing with this problem?
(2) If this is the best method you know, is the problem set up in the best way for you to apply it?

Let me elaborate here. There is nothing wrong with what we have done. However, in squaring the equation, in the form it is was given, we have added in the variable square root of the product \(ab\). This has made things harder for us since we have now unintentionally muddled together the information given by the variables a and b.

What if instead we first rearranged our equation as

\(\sqrt{a}=\sqrt{2020}-\sqrt{b}\)

Then we can again square both sides, only this time we get:

\(a=2020-2\sqrt{2020b}+b\)

Notice that this time we have again reduced the number of square roots we had, but we have additionally kept the variables a and b separate. This may seem like a simple difference but it makes all the difference with how we can proceed. We now make note of the fact that all terms of our new equation are clearly integers, except potentially \(2\sqrt{2020b}\).

Here comes the second thing I learned from this problem, deductive reasoning. Since we know that adding or subtracting two integers always results in an integer, and since we can re-write our equation as

\(b-a+2020=2\sqrt{2020b}\)

we can deduce that \(2\sqrt{2020b}\) must indeed be an integer. This is a huge clue!

We first notice that

\(2020=2^2 \cdot 5 \cdot 101\)

Thus we can say that

\(\sqrt{2020b}=2\sqrt{505b}\)

So, since \(\sqrt{2020b}\) is an integer, we must have that \(\sqrt{505b}\) is an integer. It means that we must have, whit \(c \in \mathbf{N} \):

\(505b=c^2\)

But, the \(\sqrt{505}\) is not an integer, so this only makes sense if \(b=505d^2\) for \(d \in \mathbf{N}\).

So, we have:

\(505b=\left(41d\right)^2\)

or

\(b=505d^2.\)

The third thing I learned from this problem: Don’t waste your time! What I mean by this is the following, there was nothing special about moving the \(b\) across the equals sign in our original equation, we could just have easily started with the equation:

\(\sqrt{b}=\sqrt{2020}-\sqrt{a}\)

and everything would follow in the exact same way. In particular, we would arrive at a similar conclusion that \(a=505 e^2\) for some integer \(e\).

We call this a symmetric argument and really, all we are saying is that since it is clear that everything will work the exact same, if we were to replace the variable \(b\) with the variable \(a\), we are not willing to write the argument down again and instead we will just skip to the conclusion. With \(e,d \in \mathbf{N}\):

\(a= 505 e^2\) \(b=505 d^2\)

So, going back to our original equation, we have:

\(\sqrt{505e^2}+\sqrt{505d^2}=\sqrt{2020}=2\sqrt{505}\)

or

\(e\sqrt{505}+d\sqrt{505}=2\sqrt{505}\)

then

\(e+d=2\)

This is certainly a much easier equation to deal with. There are only three solutions to this equation for d and e. In particular, we can have:

\(d=0, e=2 \Rightarrow a=2020, b=0\)

\(d=1, e=1 \Rightarrow a=505, b=505\)

\(d=2, e=0 \Rightarrow a=0, b=2020\)
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…un mostro diabolico

una persona che è evaporata

Il portico è quello della filiale della Sumitomo Bank Company. Nel Memoriale del Museo della Pace di Hiroshima, quell’ombra sul gradino viene descritta come “una persona che è evaporata”. Nel 1996, quell’ombra è stata identificata come quella della signora Mitsuno Ochi (nata nel 1903) che all’epoca dell’esplosione aveva 42 anni e i cui discendenti sono tuttora viventi.
Hiroshima è la dimostrazione che l’essere umano può essere un mostro diabolico.

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L’atroce dilemma…

C’è sul Corriere in edicola una intervista, a firma di Tommaso Labate, assai interessante a Ignazio La Russa. Il nostro racconta i dettagli della giornata trascorsa insieme a Giorgia Meloni a Villa Certosa, residenza estiva di Silvio Berlusconi in Sardegna. Vi ho appreso aneddoti assai gustosi. Pare, per dire, siano andati sulla macchinetta elettrica, che Berlusconi guida “stile Formula 1”; ancora: hanno visto la collezione di farfalle – Berlusconi “ha delle farfalle vive e delle farfalle imbalsamate”, dice La Russa estasiato – e hanno pranzato accanto al vulcano finto. A tavola la Meloni ha preso solo il salmone, ma poi Berlusconi l’ha invitata ad assaggiare anche la parmigiana, che – sostiene La Russa – “era molto buona”. Un racconto, ripeto, assai gustoso, fresco, scoppiattante; un racconto che, una volta letto, lascia nel lettore l’atroce dilemma: “in questi casi, scusate, si dice mecojoni o ‘sticazi?”.

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L’inizio dell’estate…

Ed eccoci qui, chini su questo foglio, a buttar giù qualche leggero desiderio per l’inizio dell’estate. Sì, ricomincia l’estate, e anche chi non la ama forse sbotta: finalmente! Torpida, caldissima come può essere dalle nostre parti, ci spinge fuori, all’aperto, e verso il mare. Il sole sta fermo, dice la parola solstizio, ma ci muoviamo noi — e quest’estate con più scioltezza. Prudenza e imprudenza, ansia e coraggio — l’estate scorsa te la giocavi intorno a questi lemmi. Quella che comincia oggi no: se non spensierata, è una zona di sollievo personale e collettiva, la stagione di felicità, bianca, da zona bianca, come le vesti con cui in queste notti, nell’Europa del Nord, si danza per celebrare quella che i più chiamano mezza. Che comincia sì, ma è già mezza – secondo antichi calendari, come nel poetico sogno di Shakespeare. Notte di fuochi, quelli di San Giovanni, che fertilizzano la terra, di pozzi sacri che hanno poteri taumaturgici, di erba rugiadosa che porta salute. Il falò che contrasta il male che impesta il mondo, che rigenera, mentre svolazzano leggeri fate, elfi e spiriti. È magico il solstizio, taglia a metà l’anno e lo rimette in moto; punto di svolta assai delicato per i fragili equilibri di cristallo che animano il mondo.
La luce stasera, se potete, provate a non farvela scappare – ché anche se il giorno non è, come in certe zone del globo, lungo diciotto ore, sarà più lungo che può. Bisogna trattenerla, fissarla, celebrarla: farla diventare balsamica come quel personaggio di Dostoevskij che ne fa lo spazio dei sogni e di una rivoluzione del cuore. Nell’annuale viaggio che il sole compie sul nostro orizzonte, non è un momento qualunque; quest’anno poi più che mai. Salta il coprifuoco praticamente dappertutto, le mascherine hanno le ore contate. L’insofferenza e la rabbia e la frustrazione e la compressione forzata dei diritti di sempre cercano riscatto nei desideri, nei sogni che pare di cogliere come scintille — le sprizzano gli occhi di giovani e non, in queste sere calde, di vecchie e care abitudini che ritrovi con un senso di meraviglia. Ah, era così vivere?! Era questo?! E allora sì, speriamo, con le parole dello scrittore, in una invincibile estate, o almeno fingiamo di crederle, come accadeva di fare da bambini. C’è da augurarsi un’estate lunga, lunghissima, propizia — come di solito è — all’amicizia, all’amore, alla libertà del corpo, dei corpi (così contratti, appassiti e inariditi). Pensare che l’estate è il volto dell’esistenza vera, senza mascherina, senza maschera: l’accecante bagliore del suo significato — in certe giornate di perfetta trasparenza, in cui “i colori assoluti del mare ci dicono quello che la vita potrebbe e dovrebbe essere”. La sua pienezza, la sua lucente intensità.

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camelie

IMG 4244

Leggo un avvincente racconto di Tolstoj, un racconto che gronda di aggettivi, descrizioni, periodi lunghi che esplorano dettagli; forme che possono affaticare un lettore poco attento, eppure i suoi personaggi restano piantati sulla pagina come alberi, unici, radicati dentro il loro tempo. A me fanno venire desiderio di espiantarli e trasferirli nel mio giardino.
Da lettore ho più capacità di affezionarmi a degli sconosciuti di quanta ne abbia nella vita. Del resto la vita non si preoccupa mica di presentarmi così nei dettagli gli sconosciuti? Dev’essere questo il motivo per cui leggo. Allargo l’ambito di persone da osservare con la massima sfacciataggine, senza la fatica di dover chiedere. Il lettore è un impiccione autorizzato. La sua giustificazione è che in quei momenti è solo. La solitudine gli è da attenuante.
Tolstoj offre generosamente la sua capacità di osservatore gli altri: le sue storie sono precisissimi ritratti d’umanità.
Si ripete in mezzo all’inverno la fioritura della camelie che ho piantato sul campo. Contro il grigio di un giorno uggioso squilla il loro rosa intenso a sovrapporsi.
Associo le camelie a Tolstoj per questo effetto di deporsi sopra, a contrasto, a conforto.
Lo ammiro come ammiro la fioritura. Le sua pagine si stendono sopra l’inverno del lettore, gli placano le urgenze, gli colorano l’anima nei giorni cupi.
Si esce da un suo racconto meglio disposti, come dopo essersi rinfrescati gli occhi col rosa di camelie.

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Punto fisso

Un punto fisso per una funzione definita da un insieme in sé è un elemento coincidente con la sua immagine. Siano \(f:A \to A\) e \(x \in A\). \(x\) è un punto fisso per \(f\) se $$x=f(x)$$ Si tratta di un punto che la funzione mappa in sé stesso.

Con l’ausilio di Python, valutiamo il punto fisso della funzione \(y=\sqrt{x}\).

import matplotlib.pyplot as plt
from numpy import array,linspace,sqrt,sin
from numpy.linalg import norm

def fixedp(f,x0,tol=10e-5,maxiter=100):
 """ Fixed point algorithm """
 e = 1
 itr = 0
 xp = []
 while(e > tol and itr < maxiter):
    x = f(x0)      # fixed point equation
    e = norm(x0-x) # error at the current step
    x0 = x
    xp.append(x0)  # save the solution of the current step
    itr = itr + 1
 return x,xp

f = lambda x : sqrt(x)
x_start = .5
xf,xp = fixedp(f,x_start)
x = linspace(0,2,1000)
y = f(x)
plt.plot(x,y,xp,f(xp),'bo',
     x_start,f(x_start),'ro',xf,f(xf),'go',x,x,'k')
stringa = "Fixed Point: " + str(round(xf, 4))

Figure 1
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Grazie Diego

La terra non si è spaccata in due e il cielo non è diventato nero e il mare non si è aperto e noi tutti siamo sopravvissuti, inutilmente. Eppure Diego Armando Maradona è morto, ma forse, penso, è morto solo l’uomo e le sue spoglie terrene. Quindi, farò quello che faranno tutte le persone come me e tutti i napoletani di questo mondo. Aspetteremo tre giorni, nel caso Diego Armando Maradona decida di risorgere. Se così non fosse, se dovesse continuare a essere morto, allora non sarà morto: avrà semplicemente deciso che era arrivato il momento di pronunciare il suo «arrivederci», la parola più bella di tutte, quella che serve dirsi per pensarci reciprocamente mentre siamo lontani, e per volerci ancora più bene quando ci rincontreremo. E perché l’unica certezza che ho sempre avuto e che sempre mi rimarrà è che Diego Armano Maradona non può morire. Per qualsiasi evenienza: grazie Diego, con tutto il cuore, per sempre.
  • Alessio Forgione, da Soltanto lui ci ha resi felici
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Exponential sums make interesting pictures

Exponential sums are a specialized area of math that studies series with terms that are complex exponentials.

\(\sum\limits_{n=1}^{N}{e{}^{2\pi if(n)}}\)

Exponential sums also make pretty pictures. If you make a scatter plot of the sequence of partial sums you can get surprising shapes. This is related to the trickiness of estimating such sums: the partial sums don’t simply monotonically converge to a limit. By the plot of an exponential sum we mean the sequence of partial sums, plotted in the complex plane, with successive points joined by straight line segments. That is, we start at the origin; draw a line interval corresponding to the first term of the sum; from the end of this interval draw another, corresponding to the second term of the sum; and so on.

Following this article, we playing around with polynomials with dates in the denominator. If we take that suggestion, with

\(f(n)=\frac{n}{dd}+\frac{{n}^{2}}{mm}+\frac{{n}^{3}}{yy}\)

and with today’s date, we get the curve below:

Today
Here’s the python code that produced the image.
import matplotlib.pyplot as plt 
from numpy import array, pi, exp, log 
N = 20000 
def f(n): 
    return n/25 + n**2/11+ n**3/20 
z = array( [exp( 2*pi*1j*f(n) ) for n in range(0, N)] ) 
z = z.cumsum() 

plt.plot(z.real, z.imag, color='#333399') 
plt.axes().set_aspect(1) 
plt.show()

An interesting picture is the exponential sum with f(n)=(log n)4 and N=5000. The graph was dubbed “the Loch Ness monster” by John Loxton in a 1981 article.

Lockness
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OBJ108377753 1 jpg f=detail 558 h=720 w=1280 $p$f$h$w=caf2200

 

Spira un vento di stupida emulazione americana dietro l’imbrattamento della statua di Indro Montanelli: c’è sempre più gente in giro che non avendo un cazzo da fare se la prende con i monumenti scatarrando rabbia, insulti e vernice a effetto mediatico. Ecco, come si può giudicare questo sfregio alla memoria se non con il metro dell’imbecillità ottusa e violenta? Perché è pretestuoso lo scopo e vergognoso il metodo, che si commenta da solo: si può discutere, contestare e condannare un episodio che appartiene a una storia lontana, a una guerra coloniale con orrori e sopraffazioni comuni a ogni guerra, evitando di scatenare furiose invettive che sfociano in gesti di pura violenza e in scritte insensate e vigliacche.
Se qualcuno ha avuto l’idea di erigere in memoria del vecchio giornalista una statua nei giardini pubblici di Milano è perché Montanelli è stato un simbolo, il testimone di un secolo, un monumento lui stesso per il giornalismo e per la cultura liberale aperta al dissenso. Vista con i nostri occhi la storia della giovane abissina e del soldato che ne fa la sua sposa bambina per un’usanza vergognosa dell’esercito regio è una storia certamente sbagliata. Ma ci fa vergognare di più chi se la prende con un episodio di novant’anni fa da inserire nel contesto di un’epoca e di una guerra coloniale, quando ancora oggi in tante parti del mondo tante donne (minori e non), indifese e sole, sono vittime di soprusi inaccettabili, di usurpazioni e violenze tollerate da famiglie e da governi ciechi, che ignorano ogni umanità. Quella che Montanelli aveva, e i suoi vili calunniatori non hanno affatto.

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