У цели
(Олег — Нулику)
Да, Нулик, вот мы и у цели.
Эф привела нас на то самое место, где вырос и тут же разрушился воздушный замок. Помнишь, он нам ещё так понравился?
— Теперь, — сказала Эф, — пора вам составлять уравнения. Подходите к любому Составителю. Каждый научит вас чему-нибудь новому. Здесь составляются уравнения на все случаи жизни.
Ну и дела! Без уравнений теперь «и ни туды и ни сюды». Задумал построить мост — составляй уравнения, хочешь запустить космический корабль — составляй уравнения. И для атомного реактора, и для нефтяной скважины, и даже для того, чтобы сшить на фабрике ботинки, — для всего нужно сперва составить уравнения, решить их и только тогда приступать к делу. Это уж точно.
Мы тут наблюдали за многими Составителями. Чтобы написать про всех, надо гору бумаги. Поэтому я расскажу тебе о двух-трёх. На первый раз хватит.
Кроме Составителей, на этом строительстве много практикантов вроде нас.
Они тоже ещё только учатся и потому часто попадают впросак. Но Составители на них не сердятся, а терпеливо разъясняют ошибки.
Один практикант строил стену из кирпичей. Положит несколько рядов, рассыплет и опять начнёт. Мы слышали, как он сам с собой разговаривал:
— Так и через десять лет не построишь! Ну и задачка!
— Что это вы делаете? — спросила Таня.
— Стену строю, — вздохнул тот, — да вот ничего не получается.
— Наверное, потому, что вы не кладёте цемента, — догадался Сева.
— Нет, цемент тут ни при чём.
Он протянул нам листок, где была такая задача: «Построить стену высотой в пять кирпичей так, чтобы в каждом следующем ряду было на два кирпича меньше, чем в предыдущем. При этом надо использовать 145 кирпичей».
— Разве это так трудно? — удивились мы.
— Ещё бы! Ведь здесь не сказано, сколько кирпичей надо уложить в первом ряду. А без этого у меня ничего не получается. Положил 30 кирпичей. Тогда во втором надо уложить 28, в третьем — 26, в четвёртом — 24, в пятом — 22. А 15 кирпичей остаётся! Попробовал положить в первый ряд 35 кирпичей, во второй — 33 и так далее. На пятый ряд кирпичей уже не хватило.
— Дайте-ка мне попробовать! — попросил Сева.
Он положил в первый ряд 34 кирпича, во второй — 32… Дошёл до пятого, — опять не хватило!
— Не угадаешь!
— А тут гадать не надо, — сказал кто-то.
Это к нам подошёл Составитель уравнений Тэ. Мы познакомились.
— Чем гадать, — продолжал он, — лучше составить уравнение. Обозначим неизвестное число кирпичей в первом ряду буквой икс. Сколько же в таком случае их будет во втором ряду, если там должно быть на два кирпича меньше, чем в первом?
— Конечно, х?2, - сообразила Таня.
— Правильно. Тогда в следующем ряду будет х-4, затем х-6 и, наконец, в последнем, пятом, ряду х-8 кирпичей. Сколько же всего пойдёт кирпичей на строительство?
— Сумма всех этих чисел, — подсказал Сева, -
х + (х ? 2) + (х ? 4) + (х ? 6) + (х ? 8).
— Верно. А так как всё это вместе по условию равно ста сорока пяти, получим уравнение:
x + х ? 2 + х ? 4 + x ? 6 +x ? 8 = 145.
— Ну, теперь уж просто, — отмахнулся Сева, — Остаётся сказать: «Аль-джебр! Аль-мукабала!» Одна минута, и бульон готов!
— Нет, — возразил Составитель, — не готов! Вы забыли привести подобные члены в левой части уравнения.
Привели подобные. Получилось:
5х ? 20 = 145.
— Вот теперь и в самом деле можно приступить к восстановлению.
Перенесли число минус 20 в правую сторону с обратным знаком.
Вышло, что 5х=165, а х=33.
Я забыл тебе сказать, что составляли и решали уравнение мы не на бумаге: нам помогали живые буквы и цифры. А как только уравнение было решено, расколдованный Икс помахал нам своей маской и убежал. Мы стали проверять ответ и построили стену. И всё оказалось правильно:
33+31+29+27+25=145.
Потом мы увидели того самого карликана, который собирался рыть котлован для фундамента. Он стоял возле одного Составителя, и они решали его задачу. Мы подошли и стали помогать. Это уравнение оказалось посложней первого.
— Итак, — сказал Составитель, — у вас три экскаватора. Первый может вырыть котлован за четыре часа, второй — за три, третий — за двенадцать. Неважный, наверное, экскаватор. Вы хотите, чтобы все три работали одновременно. Конечно, так они выроют котлован быстрее. Но за какое время? Составим уравнение. Что примем за икс?
— Время, за которое все три экскаватора выроют весь котлован, — предложил я.
— Верно. Давайте дальше.
Тут я, как назло, запнулся. Ни туда ни сюда.
— Ладно уж, — сказал Составитель, — придётся помочь. Выясним, какую часть котлована выроет каждый экскаватор за один час. Для этого условимся, что объём всего котлована равен единице.
— И что из этого следует? — спросил Сева.
— А из этого следует, — догадался я, — что первый экскаватор за час выроет одну четверть котлована, второй — одну треть, третий — одну двенадцатую.
— Ну конечно! — обрадовался Составитель. — Какую же часть они выроют за час, если будут работать все вместе?
На этот раз ответил Сева:
— Вот какую:
1/4+1/3+1/12
— Молодец! А за икс часов?
— А за икс часов они выроют в икс раз больше, — сказала Таня. — Это и будет весь котлован, объём которого мы приняли за единицу.
Так у нас получилось уравнение:
x(1/4+1/3+1/12)=1
Ну а решить такое уравнение было уже совсем легко:
8/12x = 1
Значит, Икс равен двенадцати восьмым, или
х = 3/2
Выходит, что три экскаватора, работая вместе, выроют котлован за полтора часа.
Неловко об этом говорить, но мне было очень приятно, когда маска с Икса упала и он стал нас благодарить.
Карликан заторопился к своим экскаваторам, а Составитель тут же предложил решить ещё одну задачу, точно такую же, но… Что это за «но», ты сейчас поймёшь.
— Признаться, надоели мне такие уравнения, — сказал Составитель, — слишком часто приходится их составлять. Везде идут стройки, везде роют котлованы. Пора бы уж сразу найти один ответ на все подобные вопросы. Ведь мы как-никак живём в Аль-Джебре…
— И потому должны упрощать и обобщать, — докончил Сева.
— Уж конечно! Не хотите ли вместе со мной вывести такое единое решение?
Мы молча кивнули, и Составитель начал:
— Так как экскаваторы бывают разных мощностей, то пусть первый из них роет котлован за а часов, второй — за b часов, ну а третий, допустим, за с часов. Спрашивается, за сколько часов выроют они котлован, если будут работать вместе?
— По-моему, — сказал я, — решение должно быть таким же, как и в предыдущей задаче. Только та задача была в числах, а мы её изобразим буквами. Снова примем за Икс число часов, необходимое, чтобы закончить работу, а всю работу — за единицу.
— Так-так-так, — подбадривал Составитель.
Теперь рассуждала Таня:
— Очевидно, первый экскаватор совершит за час 1/a часть работы, Это, наверное, читается так: одну атую часть работы?
— Хорошо, хорошо.
— Тогда второй, — сказал Сева, — за час совершит одну бэтую: 1/b, а третий одну цэтую: 1/c часть работы. А все вместе они выроют за час сумму этих дробей:
1/a+1/b+1/с.
Теперь нетрудно составить уравнение, ведь за икс часов они выполняют работу в икс раз большую:
x(1/a+1/b+1/с).
И всё это должно быть равно единице:
x(1/a+1/b+1/с)=1
— Вот вы и составили уравнение, — похвалил Составитель.
— Теперь приведём подобные, — сказал Сева. Вспомнил, наверное, как он недавно оплошал.
— Нет, — возразил Составитель, — здесь я не вижу никаких подобных. Просто надо сложить три дроби, которые стоят в скобках. Для этого приведём их к общему знаменателю и введём дополнительные множители у каждой дроби.
— Это мы знаем, — вмешалась Таня и тут же написала:
или
— Вот какой огромный коэффициент оказался у Икса! — заметил Сева. — С таким провожатым ничего не страшно.
— Что же остаётся сделать, чтобы найти Икс? — спросил Составитель.
— Разделить правую часть уравнения — единицу — на этот коэффициент, — ответила Таня.
С этим она справилась быстро:
Икс подошёл к Тане и поклонился, помахав вместо шляпы чёрной маской. Д’Артаньян, да и только!
— Вот вам и уравнение, пригодное для любых трёх экскаваторов, — сказал напоследок Составитель. — Может быть, хотите проверить?
Тут уж пришёл на Севину улицу праздник. Подставлять — его любимое занятие. Вместо а, b и с он подставил числа из предыдущей задачи — 4, 3 и 12:
Сократил дробь и получил: x=3/2
— Упрощение и обобщение! Упрощение и обобщение! — приговаривал он, похлопывая себя по животу, словно только что съел что-нибудь вкусное.
Потом он придумал другие числа и опять другие. И каждый раз, вычислив Икс, выкрикивал те же слова и снова хлопал себя по животу. Забыл он, что ли, что теперь в самый раз разобраться в задаче зелёного стручка и попробовать составить уравнение самим?! Пришлось обратиться к талисману. В последнее время он что-то совсем притих — лежит себе в кармане и помалкивает. Видно не считает нужным вмешиваться. Я вынул его и понес к самому Севиному носу. Увидел стручок, Сева снова хлопнул себя — на этот раз по лбу — и через насколько минут мы уже сидели на скамейке в Парке Науки и Отдыха.
Ну вот всё пока. Наберись терпения и подожди следующего письма. Так всегда делают в журналах — прерывают рассказ на самом интересном месте и пишут: «Продолжение следует».
Олег.