
{"id":2346,"date":"2011-10-04T00:09:33","date_gmt":"2011-10-03T22:09:33","guid":{"rendered":"http:\/\/penszko.blog.polityka.pl\/?p=2346"},"modified":"2011-10-04T00:09:33","modified_gmt":"2011-10-03T22:09:33","slug":"kwadratowy-ciag","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.polityka.pl\/penszko\/2011\/10\/04\/kwadratowy-ciag\/","title":{"rendered":"Kwadratowy ci\u0105g"},"content":{"rendered":"<p>Gdy przed rokiem zmar\u0142 Beno\u00eet Mandelbrot, tw\u00f3rca poj\u0119cia &#8222;fraktal&#8221; i badacz obiekt\u00f3w okre\u015blanych tym terminem, jeden z \u0141amiblogowicz\u00f3w poinformowa\u0142 mnie o tym, sugeruj\u0105c, bym wspomnia\u0142 na blogu o francuskim matematyku urodzonym w Warszawie. Wprawdzie fraktale s\u0105 w jakim\u015b sensie zagadkowe, ale \u017cadna konkretna \u0142amig\u0142\u00f3wka, kt\u00f3ra dope\u0142nia\u0142aby wspomnienie, nie przysz\u0142a mi w\u00f3wczas do g\u0142owy. Dopiero poniewczasie zauwa\u017cy\u0142em, \u017ce zadanie, kt\u00f3re znalaz\u0142o si\u0119 w poprzednim wpisie, pasowa\u0142oby idealnie, bo\u00a0 wyst\u0119puje w nim ci\u0105g zwany czasem fraktalnym.<\/p>\n<p>Najbardziej widoczn\u0105 i widowiskow\u0105 cech\u0105 fraktalu &#8211; w popularnym uj\u0119ciu &#8211; jest to, \u017ce ka\u017cdy jego niesko\u0144czenie ma\u0142y fragment okazuje si\u0119 po powi\u0119kszeniu kopi\u0105 wi\u0119kszego fragmentu. Ilustruje to np. proces tworzenia krzywej Kocha, przedstawiony poni\u017cej (trzy pocz\u0105tkowe etapy).<\/p>\n<p><a href=\"\/wp-content\/uploads\/2011\/10\/Ck_1.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-2348\" title=\"Ck_1\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2011\/10\/Ck_1.jpg\" alt=\"\" width=\"240\" height=\"92\" \/><\/a><\/p>\n<p>Co to ma wsp\u00f3lnego z ci\u0105giem pi\u015bni\u0119\u0107 Kurczaka Ma\u0142ego z wpisu poprzedniego?<br \/>\nPI, PIIP, PIIPIPPI, PIIPIPPIIPPIPIIP,&#8230;<\/p>\n<p>Najpierw przywr\u00f3\u0107my ci\u0105gowi form\u0119 matematyczn\u0105, czyli binarn\u0105, zast\u0119puj\u0105c litery P zerami, a litery I jedynkami:<br \/>\n01, 0110, 01101001, 0110100110010110,&#8230;<br \/>\nA teraz &#8222;powi\u0119kszamy&#8221; (lupa lub luneta) pierwszy wyraz i zauwa\u017camy (prosz\u0119 uruchomi\u0107 wyobra\u017ani\u0119), \u017ce w istocie zero jest par\u0105 01, a jedynka par\u0105 10 &#8211; tak powstaje drugi wyraz. Nast\u0119pnie przybli\u017camy drugi wyraz i dostrzegamy to samo &#8211; zera zmieniaj\u0105 si\u0119 w zero-jedynki, a jedynki w jedynko-zera i mamy trzeci wyraz. Najazd kamery na trzeci wyraz powoduje analogiczny efekt &#8211; pojawia si\u0119 czwarty wyraz itd.<br \/>\nMo\u017cna te\u017c inaczej. Oddalamy si\u0119 od jakiego\u015b d\u0142ugiego, np. 1024-cyfrowego wyrazu i &#8222;tracimy z oczu&#8221; cyfry na miejscach parzystych (za\u0142\u00f3\u017cmy, \u017ce s\u0105 mniejsze). Co zobaczymy? Oczywi\u015bcie poprzedni wyraz.<br \/>\nJest jeszcze kilka innych, ju\u017c niefraktalnych sposob\u00f3w tworzenia kolejnych wyraz\u00f3w tego osobliwego ci\u0105gu. Najpopularniejszy polega na tym, \u017ce ka\u017cdy kolejny wyraz powstaje przez dopisanie do poprzedniego &#8222;negatywu&#8221; jego kopii (zera zast\u0105pione s\u0105 jedynkami, a jedynki zerami).<br \/>\nWreszcie spos\u00f3b, na kt\u00f3ry zwr\u00f3ci\u0142o uwag\u0119 kilku komentator\u00f3w, zaczynaj\u0105cy si\u0119 od ci\u0105gu, kt\u00f3ry jest dziesi\u0119tnym odpowiednikiem binarnego:<br \/>\n01, 0123, 01234567, 0123456789(10)(11)(12)(13)(14)(15),&#8230;<br \/>\nAby otrzyma\u0107 nasz ci\u0105g binarny, wystarczy ka\u017cd\u0105 liczb\u0119 (0, 1, 2, 3,&#8230;10, 11, 12&#8230;) w wyrazie zast\u0105pi\u0107:<br \/>\n&#8211; zerem, je\u015bli liczba jedynek w jej zapisie dw\u00f3jkowym jest parzysta,<br \/>\n&#8211; jedynk\u0105, je\u015bli liczba jedynek jest nieparzysta.<\/p>\n<p>Bardzo trudno by\u0142o dostrzec zwi\u0105zek mi\u0119dzy ci\u0105giem binarnym a dziesi\u0119tnym, ale umo\u017cliwia\u0142o to zastosowanie najprostszego sposobu uporania si\u0119 z zadaniem. Wystarczy\u0142o liczb\u0119 988 (odpowiada jej 2011 litera w ci\u0105gu pi\u015bni\u0119\u0107) zapisa\u0107 w systemie dw\u00f3jkowym i policzy\u0107 jedynki w zapisie.<br \/>\nKto za\u015b odkry\u0142 spos\u00f3b tworzenia ci\u0105gu przez dopisywanie negatyw\u00f3w kopii wyraz\u00f3w, ten mia\u0142 d\u0142u\u017csz\u0105 drog\u0119 do celu. Oznaczaj\u0105c d(n) jako n-t\u0105 liter\u0119 w wyrazie z\u0142o\u017conym z 1024 znak\u00f3w nale\u017ca\u0142o zauwa\u017cy\u0107, \u017ce d(1)=0, d(2)=1, d(4)=0, d(8)=1, d(16)=0, czyli og\u00f3lnie d(2^k )= k(mod2). Je\u015bli za\u015b n nie jest pot\u0119g\u0105 dw\u00f3jki to d(n) = 1 &#8211; d(n-2^t), gdzie 2^t jest najwi\u0119ksz\u0105 pot\u0119g\u0105 dw\u00f3jki mniejsz\u0105 od n.<br \/>\nZatem d(989) = 1 &#8211; d(989-512) = 1 &#8211; d(477) = 1 &#8211; (1 &#8211; d(477-256) = d(221) = 1 &#8211; d(221-128) = 1 &#8211; d(93) = 1 &#8211; (1 &#8211; d(93-64) = d(29) = 1 &#8211; d(29-16) = 1 &#8211; d(13) = 1 &#8211; (1 &#8211; d(13-8)= d(5) = 1 &#8211; d(5-4)= 1 &#8211; d(1) = 1 &#8211; 0 = 1, czyli 2011 liter\u0105 jest I.<br \/>\nTaki spos\u00f3b, cho\u0107 w bardziej zwi\u0119z\u0142ej formie, przedstawi\u0142 w komentarzu m. in. <strong>uch<\/strong>.<br \/>\nWiele innych ciekawych informacji dotycz\u0105cych tego niezwyk\u0142ego ci\u0105gu mo\u017cna znale\u017a\u0107 np. w angielskiej Wikipedii pod has\u0142em &#8222;<a href=\"http:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Thue%E2%80%93Morse_sequence\">Thue-Morse sequence<\/a>&#8222;.<\/p>\n<p>Kolejne zadanie wi\u0105\u017ce si\u0119 z ca\u0142kiem innym ci\u0105giem. Nie b\u0119dzie to wprawdzie dobrze znany ci\u0105g Fibonacciego, ale zaczn\u0119 od niego:<br \/>\n0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89,&#8230;<br \/>\nTo wariant podstawowy, klasyczny, ale w zasadzie ka\u017cdy ci\u0105g utworzony na identycznej zasadzie &#8211; ka\u017cdy nast\u0119pny wyraz (od trzeciego) jest sum\u0105 dw\u00f3ch poprzednich &#8211; zaczynaj\u0105cy si\u0119 od dw\u00f3ch dowolnych liczb, jest ci\u0105giem Fibonacciego albo przynajmniej jego wariantem.<br \/>\nCzy istnieje ci\u0105g Fibonacciego z\u0142o\u017cony wy\u0142\u0105cznie z kwadrat\u00f3w liczb naturalnych? Nie i \u0142atwo to udowodni\u0107. W takim razie z\u0142agodzimy warunki:<\/p>\n<p><strong>Prosz\u0119 znale\u017a\u0107 ci\u0105g rosn\u0105cy z\u0142o\u017cony z kwadrat\u00f3w liczb naturalnych, zaczynaj\u0105cy si\u0119 od jak najmniejszego kwadratu, w kt\u00f3rym suma ka\u017cdej pary kolejnych liczb jest kwadratem.<\/strong><\/p>\n<p>Wystarczy poda\u0107 cztery pocz\u0105tkowe wyrazy tego ci\u0105gu. Dodam, \u017ce w <a href=\"http:\/\/oeis.org\/?language=polish\">Encyklopedii ci\u0105g\u00f3w liczbowych<\/a> nie ma rozwi\u0105zania.<\/p>\n<p><em><sub>Komentarze z <strong>prawid\u0142owymi<\/strong> rozwi\u0105zaniami uwalniane s\u0105 wieczorem w przeddzie\u0144 kolejnego wpisu. Wpisy pojawiaj\u0105 si\u0119 co 3-4 dni.<\/sub><\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Gdy przed rokiem zmar\u0142 Beno\u00eet Mandelbrot, tw\u00f3rca poj\u0119cia &#8222;fraktal&#8221; i badacz obiekt\u00f3w okre\u015blanych tym terminem, jeden z \u0141amiblogowicz\u00f3w poinformowa\u0142 mnie o tym, sugeruj\u0105c, bym wspomnia\u0142 na blogu o francuskim matematyku urodzonym w Warszawie. Wprawdzie fraktale s\u0105 w jakim\u015b sensie zagadkowe, ale \u017cadna konkretna \u0142amig\u0142\u00f3wka, kt\u00f3ra dope\u0142nia\u0142aby wspomnienie, nie przysz\u0142a mi w\u00f3wczas do g\u0142owy. Dopiero poniewczasie [&hellip;]<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/penszko\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2346"}],"collection":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/penszko\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/penszko\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/penszko\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/penszko\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2346"}],"version-history":[{"count":16,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/penszko\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2346\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":2363,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/penszko\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/2346\/revisions\/2363"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/penszko\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2346"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/penszko\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2346"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blog.polityka.pl\/penszko\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2346"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}