Translate

Monday, July 7, 2014


Dù hơn hai ngàn năm nay toán học đã chứng tỏ mình như một đỉnh cao trí tuệ của con người, xâm nhập vào hầu hết các ngành khoa học và là nền tảng của nhiều lí thuyết khoa học quan trọng, nhưng với không ít người, vai trò của “nữ hoàng khoa học” trong đời sống xã hội vẫn còn là đối tượng tranh luận.

Trong cuộc tranh luận đó luôn có hai luồng. Một luồng đánh giá cao vai trò của toán học, trong khi luồng khác nghi ngờ vai trò của nó, thậm chí phủ định[1]. Thực tế này khiến chúng ta phải đặt lại câu hỏi: toán học có vai trò đến đâu trong xã hội chúng ta (trong khoa học tự  nhiên vai trò của toán học không cần bàn cãi) và vì sao xã hội chưa thấy hết vai trò của toán học.

Vì sao xã hội không thấy hết vai trò của Toán học?

Từ thế kỷ mười chín trở về trước, một  nhà toán học có thể vừa là nhà vật lí, nhà triết học hay nhà tự nhiên học. Sang thế kỷ hai mươi khi toán học đã trở thành một ngành độc lập, phần lớn các nhà toán học cũng trở thành những nhà toán học thuần túy, xa rời và ít quan tâm đến những vấn đề thực tế. Phần lớn thời gian của họ được dành để giải quyết các vấn đề phát triển nội tại của toán học vốn ngày càng phức tạp hay các vấn đề khoa học hàn lâm khác theo kiểu “toán học vị toán học”, tương tự như trào lưu “nghệ thuật vị nghệ thuật”. Hiện tượng này thực ra không có gì lạ, vì như lời một học giả, mỗi khi một sự vật nào đó đã tích lũy được một lượng tri thức nhất định, nó sẽ bắt đầu sống đời sống riêng của nó, ngoại trừ một phần tri thức sẽ ra phục vụ bên ngoài còn phần lớn là đời sống nội tại của chính nó. Toán học cũng không nằm ngoài qui luật này. Nội tại của nó phong phú tới mức “thậm chí ngay một bộ phận nào đó của toán học thuần túy đã rộng lớn đến mức vượt qua khả năng thấu hiểu của con người”[2].

Thế nên dù vai trò của toán học trong các ngành khoa học tự nhiên là vô cùng to lớn, trong con mắt xã hội hình ảnh các nhà toán học cùng những lý thuyết toán học của họ trở nên xa lạ. Năm 1980 tại Warszawa tác giả bài viết này đã chứng kiến cuộc chia tay với Kazimierz Kuradowski, nhà toán học lớn của thế giới, một chuyên gia hàng đầu về Topo: Chỉ một thông báo nhỏ trên báo Đảng và một đoàn người không đông gồm đồng nghiệp và học trò đưa tiến ông đến nới an nghỉ cuối cùng. Cùng thời gian đó có hàng vạn người hâm mộ theo sau đám tang của một vận động viên thể thao nổi tiếng. Những người làm toán chắc không tránh khỏi chạnh lòng dẫu họ rất hiểu nghề nghiệp mà mình đã lựa chọn (như cụ Nguyễn Du đã từng viết trong Truyện Kiều: “Đã mang lấy nghiệp vào thân, cũng đừng trách lẫn trời gần trời xa”).

Sự thật là toán học có vai trò rất to lớn trong đời sống thường ngày nhưng không dễ nhìn thấy. Nó có mặt trong các thiết bị được sử dụng rộng rãi nhưng thường bị che lấp bởi công nghệ. Liệu có bao nhiêu khách hàng thuê bao điện thoại biết được để mạng điện thoại vận hành thông suốt có sự đóng góp không nhỏ của thuật toán đơn hình - một thuật toán cơ bản của lí thuyết qui hoạch toán học. Hàng loạt các thiết bị gia dụng thông minh ngày nay được tích hợp các phương pháp của logic mờ. Những người làm công ăn lương vẫn nhận tiền qua các máy ATM nhưng mấy ai biết nếu không có các thuật toán an toàn trong đó thì số tiền của họ sẽ không cánh mà chui vào túi của đạo chích. Và đó cũng chỉ là một số ví dụ đơn cử.

Nhiều tri thức toán học, ngay cả toán học đơn giản ở bậc phổ thông, có thể ứng dựng hiệu quả vào đời sống nhưng đòi hỏi những kĩ năng nhất định và một thói quen nhất định. Trang bị những kĩ năng này là công việc của nhà  trường và sự rèn luyện của bản thân mỗi người. Nhưng trên thực tế, rất ít người, kể cả những người có học vấn tương đối, thực hiện những kỹ năng này. Không chỉ ở những nước còn lạc hậu mà ngay tại những nước tiên tiến như Hoa Kỳ, theo nhận xét của Andrei Okunkov, nhà toán học Nga đoạt giải Fields, giáo sư  Đại học Princeton, người Mỹ đều mong muốn trở nên giàu có khi về già nhưng không mấy ai biết vận dụng một số kĩ năng của lí thuyết xác suất khả dĩ có thể giúp họ đưa ra những quyết định có lợi cho việc thực hiện giấc mơ của mình [2].

Vài suy nghĩ về vai trò của toán học trong  xã hội  

Hơn một trăm năm trước Karl Marx đã nói rằng một ngành khoa học chỉ trở nên hoàn thiện khi nó sử dụng được ngành khoa học định lượng-đó là toán học. Lịch sử phát triển các ngành khoa học tự nhiên đã hoàn toàn khẳng định luận điểm này của Marx. Nhưng luận điểm đó còn đúng cả với nhiều lĩnh vực xã hội.

Được thôi thúc bởi khát vọng tìm kiếm và sáng tạo, các nhà toán học đã không dừng lại ở các ngành khoa học tự nhiên mà chuyển sang cả các lĩnh vực xã hội. Trong nửa đầu thế kỷ hai mươi họ đã cho ra đời không ít công cụ toán học có thể áp dụng để phân tích bản chất các quá trình xã hội: các phương pháp thống kê xã hội, lí thuyết toán học các xung đột và hợp tác(lí thuyết trò chơi), các mô hình toán học trong kinh tế, phương pháp phân tích hệ thống, lí thuyết các hệ động lực. Một số nhà toán học đã giành được giải Nobel, một giải thưởng khoa học danh giá vốn không dành cho các nhà toán học, như Kantorovich - Nhà toán học Nga, “vì những đóng góp vào lí thuyết phân bố tối ưu tài nguyên” và John Nash - nhà toán học Mỹ, “vì các công trình về lí thuyết trò chơi”.

Từ đầu thập kỷ bảy mươi của thế kỷ trước sự ra đời của máy tính điện tử đã tạo ra một bước ngoặt mới cho việc áp dụng toán học vào xã hội, và ở chừng mực nào có thể nói từ đây toán học cũng đã trở thành một ngành khoa học thực nghiệm giống như vật lí, hóa học, sinh học và một số ngành khác. Nghĩa là ban đầu các quá trình xã hội được mô hình hóa dưới dạng ngôn ngữ toán học (gọi là mô hình toán học-hệ thống các tương quan toán học mô tả dưới dạng thu gọn quá trình xã hội), sau đó chúng được chạy trên máy tính điện tử và có thể được thử đi thử lại nhiều lần. Trên cơ sở đó, người ta đã thu được nhiều kết quả quan trọng.

Các nhà toán học còn tiến xa hơn, họ đã không dừng lại ở việc mô phỏng các quá trình xã hội ở qui mô nhỏ, vừa, mà thậm chí còn mô phỏng cả những vấn đề ở tầm hành tinh. Từ đây đã ra đời một lĩnh vực liên ngành rộng lớn: mô hình hóa toàn cầu (global modeling) và nhiều hướng mới trong khoa học: lí thuyết toán học về phát triển, lí thuyết các hệ sinh thái, lí thuyết quyết định v.v. Qua đó con người đã thu được rất nhiều thành tựu cho phép phát hiện ra bản chất của các quá trình chính trị-xã hội.

Toán học không chỉ góp phần vào phân tích và khám phá những bí mật của các quá trình xã hội, toán học còn là bộ phận cấu thành không thể thiếu của những sản phẩm phục vụ đời sống hằng ngày: các hàm băm toán học (hash functions) trong các cấu trúc an ninh của hệ điều hành máy tính, các thuật toán bảo vệ dữ liệu cá nhân và xác thực danh tính  trong các thẻ giao dịch tài chính, ngân hàng, các thuật toán tạo chữ kí điện tử thay thế chữ kí tay, tổ hợp các thuật toán trong chứng thư điện tử được sử dụng trong giao dịch điện tử, công nghệ toán học mờ (Fuzzy Mathematics) trong các thiết bị điều khiển và các thiết bị gia dụng. Có vô vàn những ví dụ khác mà người ta có thể kể ra.
        
Những hạn chế

Tuy nhiên theo ý kiến của  nhiều nhà khoa học, những thành tựu của việc áp dụng toán học vào khoa học xã hội còn rất hạn chế, và rất khiêm tốn so với những thành tựu của nó trong lĩnh vực khoa học tự nhiên. Ví như trong kinh tế học, nơi toán học được áp dụng sớm nhất và đạt nhiều thành tựu nhất, nhưng trên thực tế vẫn chưa thể phán ánh hết được những hiện tượng quan trọng nhất của kinh tế [5].

Việc ứng dụng toán học vào xã hội có những đặc thù riêng là nguyên nhân của hạn chế nói trên. Muốn áp dụng toán học nhà toán học phải xây dựng được mô hình toán học - tập hợp các quan hệ toán học phán ảnh những khía cạnh định  lượng của các quá trình xã hội. Đây được coi là khâu khó nhất; thứ đến mới là công việc giải mô hình, tức là giải các vấn đề toán học trên đó. Nhưng khi xây dựng mô hình các nhà toán học phải làm việc với đối tượng có bản chất hoàn khác với các đối tượng của tự nhiên, tính bất định cao hơn, nhiều yếu tố ngẫu nhiên hơn, và nếu mô hình muốn tính đến cả hành vi xã hội bao gồm hành vi của tổ chức và con người thì có lẽ như Andrei Okunkov đã nói “ở đây toán học chạm vào ranh giới của cái không thể ”[2].

Hơn nữa muốn xây dựng được mô hình toán học phản ánh được các quá trình xã hội đòi hỏi các nhà  toán học phải  xâm nhập sâu vào các quá trình đó và hợp tác chặt  chẽ với các nhà nghiên cứu xã hội. Điều này không phải nhà  toán học nào cũng sẵn sàng hoặc không phải lúc nào cũng có điều kiện. Nikita Moiseev - người có cống hiến to lớn trong ứng dụng toán học vào xã hội, cho biết để xây dựng  các mô hình kinh tế ông đã phải vừa học vừa làm trong hơn mười năm. Paul Embrechts, người đã cảnh báo về khủng hoảng tài chính thế năm 2008, là một nhà toán học đã dành nhiều năm làm việc cho giới tài chính.
Trong sự hợp tác giữa toán học và các ngành xã hội, tất nhiên sẽ có sự đụng độ giữa  hai lối tiếp cận, hai kiểu tư duy: với các nhà toán học là sự chặt chẽ, chính xác; với các nhà xã hội là tính khuynh hướng, sự ước lệ trong ngôn ngữ. Vì vậy chỉ có thể xây dựng được mô hình toán học cho các quá trình xã hội khi biết kết hợp các phương pháp của toán học với kĩ thuật phân tích của xã hội học, một việc mà trong thực tế không phải lúc nào cũng làm được. Hơn nữa kết quả thu được bao giờ cũng là phương án thỏa hiệp. Do đó dù mô hình toán học tốt đến đâu cũng  chỉ là phương án thu gọn thực tiễn, và chỉ phán ánh một số khía cạnh nào đó của sự vật, khiến những kết luận mà chúng đem lại thường là  đối tượng gây tranh cãi và không được xem là “các định lí về xã hội”. Một đặc điểm nổi bật nữa của một mô hình toán học trong xã hội là việc thử nghiệm trên thực tế đòi hỏi đầu tư tốn kém nhân lực và vật lực, hơn nữa lại không thể lặp đi lặp lại nhiều lần như ở các thí nghiệm vật lí hoặc hóa học.

“Hãy đo, dù không phải lúc nào cũng đo được”     
Quá trình sản xuất và đời sống ngày càng được tự động hóa thì xã hội ngày càng trở nên nhân tạo và vai trò của toán học ngày càng lớn. Dĩ nhiên không phải hiện tượng xã hội nào cũng có thể được mô phỏng qua mô hình toán học, nhưng không gì có thể ngăn cản sự tò mò, sáng tạo và khát khao chinh phục những vùng đất mới của các nhà toán học. Hàng ngàn năm trước nhà triết học Socrates đã nói  “Hãy đo, hãy đo, dù không phải lúc nào cũng đo được”. Các nhà toán học một cách ý thức hay vô thức hình như đang đi theo lời kêu gọi đó. Họ trở thành một lực lượng đông đảo, có đóng góp lan tỏa rộng khắp trong đời sống. Toán học ngày nay đã trở thành một nghề nghiệp, đảm bảo việc làm cho hàng chục vạn người làm toán trên thế giới, góp phần phát triển và ổn định xã hội. Chỉ ngần ấy đủ cho thấy vai trò không thể phủ định của toán học trong xã hội. 
                                                                                                                        Nguồn: Tiasang.com.vn

SUY NGHĨ VỀ NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA TOÁN TRONG CUỘC SỐNG HẰNG NGÀY

            SUY NGHĨ VỀ NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA TOÁN TRONG CUỘC SỐNG HẰNG NGÀY
  Câu hỏi của ban Du Ha: Chào các anh chị ở tạp chí Toán và Tin. Em là một tội đồ của Toán khi theo học nhưng không ra đầu, ra đũa. Em 6 năm sau phổ thông nhưng có mỗi câu hỏi đơn giản mà không trả lời được. Tìm đâu được một cuốn sách giới thiệu về những ứng dụng phổ thông của Toán trong cuộc sống hàng ngày, trong các lĩnh vực KH-KT... để một sinh viên, một học sinh mức độ kha khá khi đọc lên cũng hiểu. Những thứ em học như tích phân, vi phân hàm số, ứng dụng tích phân, phương trình vi phân, đa tạp, hình học Riemann...cao siêu quá, nên em không nhìn thấy những ứng dụng nho nhỏ của nó để hiểu sâu và thấy hết được cái hay, cái đẹp của nó. Và bi h, sinh viên hỏi em, học toán ở trường Đh có tác dụng gì... mong các anh chị giả nhời giúp vấn đề này. chân chọng cảm ơn kác anh ạ
Trả lời:
   Cảm ơn bạn Ha Du đã đặt câu hỏi cho Page, một câu hỏi rất hay và lý thú. Bằng vồn hiểu biết ít ỏi của Ban biên tập, chúng tôi sẽ cố gắng trả lời câu hỏi của bạn.
Lịch sử của Toán học gắn liền với sự phát triển của loài người, những khái niệm được hình thành hầu hết xuất phát từ đời sống thực tiễn, từ nhu cầu tìm tòi và khám phá của con người. Một số khái niệm được đưa ra không hẳn đã có những ứng dụng trong thực tế nhưng lại là cầu nối hay một công cụ tính toán dẫn đến những định luật và định lý vô cùng quan trọng.
   Thời xưa khi con người chưa có sự hỗ trợ của máy móc nên bản thân các bài toán phát sinh chỉ là các bài đơn giản, số lượng tính toán là cỡ nhỏ, vì vậy các công cụ toán để sử dụng cũng là những công thức vô cùng đơn giản và sơ khai như phép cộng, phép chia, hay khai căn một cách gần đúng….
Ngày nay, cùng với sự hỗ trợ của máy tính, các bài toán con người có thể đặt ra là vô cùng trừu tượng và phức tạp, với số lượng phép tính lớn, vượt xa ra khỏi khả năng tự nhiên của một con người. Vì vậy các công cụ tính toán và các khái niệm mới cũng hết sức trừu tượng (nên khó có thể tìm một ứng dụng tự nhiên của nó trong đời sống hằng ngày, chúng ta có thể chỉ ra nó ứng dụng vào công việc gì mà khó có thể giải thích cụ thể xem nó ứng dụng như thế nào).
  Ví dụ: Chúng ta muốn lập bản đồ thế giới trên quả cầu tròn hay trên mặt phẳng, 2 công việc tưởng chừng như giống nhau nhưng thật sự không đơn giản để tạo ra được sự tương đồng về khoảng cách, tỉ lệ xích, vị trí tương đối giữa các đối tượng trên bản đồ. Khái niệm được sử dụng ở đây chính là khái niệm Đa tạp. (Các bạn có thể tìm hiểu khái niệm Đa tạp trên wiki). Sự giống nhau và khác nhau trong cách hình thành bản đồ có trong chính định nghĩa của Đa tạp. Bản đồ hình cầu và bản đồ phẳng đều là trong các đa tạp 2 chiều, nhưng khác nhau là bản đồ cầu thì có cực (điểm vô hạn) còn bản đồ phẳng thì không. Để hiểu được khái niệm này sử dụng thế nào có lẽ chỉ những người trong ngành hẹp mới hiểu được phần nào ý nghĩa của nó.
  Toán học luôn là một cái gì đó kì bí và vĩ đại, cũng vô cùng say mê và cuốn hút nhiều cuộc đời theo đuổi nó. Ngày xưa, có một câu chuyện về 2 cha con cùng nhìn lên bầu trời đêm, người con chỉ lên bầu trời đêm và hỏi người cha về những vì sao: “cái gì mà lấp lánh thế kia ba”, người cha cũng chỉ biết đến những vì sao qua những câu chuyện thần thoại của người xưa kể lại. Ông kể một cách say mê cho người con về những chòm sao, về câu chuyện của những vị thần, một thế giới sinh động hiện ra trước mắt đứa trẻ. Đứa trẻ nói một cách đầy quyết tâm với người cha “con sẽ lên thăm các vị thần đó”. Nó đâu biết rằng câu nói của nó là ước mong hàng ngàn năm nay của loài người. Lúc đó trong đầu nó chỉ nghĩ đơn giản là bắc 1 cái thang thật cao, hay làm một đôi cánh thật to để bay như loài chim là có thể đến được cái điều nó muốn. Những công cụ nó nghĩ, nó nhìn thấy là vô cùng cụ thể, mà thực tại nó có thể làm được, nhưng nó đâu biết rằng hàng nghìn năm sau con người có thể bay đến đich nhưng tất cả các chất liệu để làm ra cái thang vĩ đại đó thì nó khó có thể biết được là gồm những gì.
Trở lại câu chuyện của chúng ta, Toán học cũng như bầu trời đêm kia, còn ẩn chứa nhiều điều bí ẩn mà con người chưa thể hiểu hết về nó, nhưng chính sự kì bí đó kích thích sự tò mò của con người muốn nghiên cứu tận cùng của nó. Vì vậy những câu hỏi tựa như, “nó như thế nào, nó ứng dụng ra sao” sẽ luôn là những câu hỏi lơ lửng bay phía trước để những người yêu toán thực sự tìm đến nó.
  Khi sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật cùng với sự tiến hóa của loài người, đầu óc con người ngày càng thông minh và nhạy bén, đôi khi chúng ta làm việc, hành động và suy nghĩ là theo các phản xạ tự nhiên, không điều kiện, mà chúng ta không biết được rằng đó là Toán học, đó là thứ mà hàng nghìn năm trước loài người không thể thực hiện được vì chưa biết được các nguyên lý và khái niệm toán học của nó. Những gì Toán học được áp dụng ngày nay: những cái đơn giản và sơ cấp thì được chúng ta thực hiện hàng ngày, thành thục mà chúng ta dễ dãi bỏ qua việc nhận biết nó có phải là toán học hay không, những cái phức tạp hơn thì được chúng ta sử dụng các máy móc và các thiết bị hiện đại mà không biết bao nhiêu tư duy về thuật toán và các công trình toán học ẩn chứa trong nó.
Chúng ra cùng xét một số ví dụ về tư duy của con người trước và sau khái niệm
  VD1: Một người trồng cây trong vườn, ông ta cố gắng trang hoàng cho cái vườn thật đẹp, vì vậy tất cả các cây ông trồng đều rất thẳng hàng và thẳng cột. Sau một tuần hoàn thành rất vất vả, chợt nhìn lại mảnh vườn của mình, ông không biết đã trồng được bao nhiêu cây. Giả thiết 1: (khi khái niệm về phép nhân chưa hình thành) ông ấy sẽ đếm từng gốc cây cho đến hết vườn. Giả thiết 2: (khi khái niệm về số đếm, phép nhân, phép cộng đã biết) ông ta sẽ chỉ đếm số cây trên mỗi hàng và mỗi cột rồi nhân với nhau.
Một ví dụ khác về ứng dụng của lượng giác và tam giác đồng dạng có trong sách giáo khoa lớp 8.
  VD2: Khi đo chiều cao của một cái cột hoặc chiều cao một kim tự tháp ở Ai Cập.
Ban biên tập muốn dành câu hỏi như một câu đố vui cho các bạn, BBT sẽ trả lời trong những bình luận tiếp theo.
  VD3: Cũng là một câu hỏi cho mọi người cùng tìm tòi trên wiki: Người ta sử dụng hệ cơ số 2 (nhị phân), cơ số tám (bát phân), cơ số 16 (thập lục phân) … như thế nào.
   VD4: Một ví dụ kinh điển cho sự ra đời ngành hình học thời Ai cập cổ đại đấy là việc chia ruộng cho người dân. Nếu không có sự ra đời các khác niệm chiều dài, chiều rộng, diện tích, thể tích, và số đo góc, có lẽ những người Ai cập khó có thể phân chia ruộng một cách công bằng.
Chúng ta muốn biết nhiều hơn nữa những ứng dụng rất đời thường của Toán học, có lẽ ta phải cùng nhau nhìn lại lịch sử của Toán học. Trong loạt bài viết về lịch sử toán học mà chúng tôi đang thực hiện, hi vọng mở ra các góc nhìn khác nhau về toán học, và gợi được một chút say mê cho những người yêu Toán.
                                                                                      Nguồn: Facebook.com
Bài toán: Tìm tất cả các hàm $f(x)$ liên tục, xác định trên $R$ thỏa man

                                     

Lời giải:
 Do $f(0)=1$ và $f(x)$ liên tục trên $R$, nên  $\exists \omega >0$ sao cho $f(x)>0$, với $x\in (-\omega; \omega)$

  Khi đó, với $n_0 \in N$ đủ lớn thì $f\left (\dfrac{x_0}{2^{n_0}} \right)> 0$. Nhận thấy rằng: $f\left (\dfrac{x_0}{2^{n_0}} \right)<1$, $\forall n\in N$.

 Theo giả thiết, ta có:

                          $f(2x_1)=2[f(x_1)]^2-1=2cos^2\alpha-1=cos2\alpha$
  
  Bằng qui nạp ta dễ dàng chứng minh được:  $f(mx_1)=cos m\alpha$
  
  Mặt khác chú ý tới vai trò của $x. y$ nên ta có:
              
                                                             $f(x-y)=f(y-x)$

    $\Rightarrow$ $f(x)$ là hàm chẵn trên $R$, suy ra: $f(mx_1)=cosn\alpha$, $\forall m\in R$
  
   Cho $x=y=\dfrac{x_1}{2}$,  ta được:
               
                                   $\left [f(\dfrac{x_1}{2}) \right]^2=\dfrac{1+f(x_1)}{2}=\dfrac{1+cos\alpha}{2}=cos^2\dfrac{\alpha}{2}$
                                $\Rightarrow f(\dfrac{x_1}{2})=cos\dfrac{\alpha}{2}$

  Từ đó bằng qui nạp ta dễ dàng chứng minh được:

                               $f(\dfrac{x_1}{2^n})=cos\dfrac{\alpha}{2^n}$,       $\forall n\in N$
  
 suy ra: $f(\dfrac{mx_1}{2^n}=cos\dfrac{m\alpha}{2^n}$,       $\forall n\in N^*, m\in Z$

  Mặt khác. $f(x)$ và $cosx$ đều là các hàm liên tục trên $R$, nên:

                               $f(x_1t)=cos\alpha t$

                          $\Leftrightarrow f(x)=cos\alpha x$,           $( a=\dfrac{\alpha}{x_1}, x\in R)$       
   
                          $\Rightarrow f(x)=cosax$

 Thử lại, ta thấy $f(x)=cosax$ chính là kết quả bài toán.

Sunday, July 6, 2014

Bài toán: (Phan Đình Trung) Cho đường tròn $(O;R)$. Gọi $A$ là một điểm nằm trong đường tròn, $B$ là điểm xứng của $A$ qua $O$. Chứng minh rằng, với điểm $M$ bất kì nằm trong đường tròn đó thì ta luôn có:
                                                
                                                               $MA+MB\le 2R.\sqrt{2}$
Lời giải:
   Trên mặt phẳng tọa độ $Oxy$ ta chọn điểm $O(0;0)$. Dựng đường tròn $(O; R)$. Gọi $A(a;b)$ là một điểm nằm trong đường tròn $(O)$, Khi đó, điểm $B$ đối xứng với $A$ qua $O$ có tọa độ là:$(-a; -b)$
   Giả sử, điểm $M$ có tọa độ $(x; y)$.

  Khi đó ta có:  $x^2+y^2 \le R^2$ và $a^2+b^2\le R^2$

   Bất đẳng thức cần chứng minh trở thành:

                               $\sqrt{(x-a)^2+(y-b)^2}+\sqrt{(x+a)^2+(y+b)^2}\le 2R.\sqrt{2}$                              
  Sử dụng bất đẳng thức quen thuộc: $\sqrt{\dfrac{u^2+v^2}{2}}\ge \dfrac{u+v}{2}$, ta có:

                         $\dfrac{\sqrt{(x-a)^2+(y-b)^2}+\sqrt{(x+a)^2+(y+b)^2}}{2}\le \sqrt{\dfrac{(x+a)^2+(x-a)^2+(y+b)^2+(y-b)^2}{2}}$

                                                                                               $=\sqrt{x^2+y^2+a^2+b^2}\le R.\sqrt{2}$

 suy ra:  $\sqrt{(x-a)^2+(y-b)^2}+\sqrt{(x+a)^2+(y+b)^2}\le 2R.\sqrt{2}$   (đpcm).
Bài toán : (IMO Shortlist 1996) Cho $x, y, z$  là ba số thực dương có tích bằng $1$. Chứng minh rằng:
                     $\dfrac{xy}{x^5+y^5+xy}+\dfrac{yz}{y^5+z^5+yz}+\dfrac{zx}{z^5+x^5+zx}\le 1$
Lời giải:
 Chú ý rằng: $x^5+y^5=(x+y)(x^4-x^3y+x^2y^2-xy^3+y^4)$.
 Sử dụng bất đẳng thức AM-GM, ta có:
                                            $x^4+x^2y^2 \ge 2x^3y$
                                            $y^4+x^2y^2 \ge 2xy^3$

 suy ra: $x^4-x^3y+x^2y^2-xy^3+y^4\ge 2x^3y-x^3y+2xy^3-xy^3-x^2y^2$
                                                         $=x^3y+xy^3-x^2y^2$

  Do đó, $\dfrac{xy}{x^5+y^5+xy}\le \dfrac{xy}{x^2y^2(x+y)+xy}=\dfrac{1}{xy(x+y)+1}=\dfrac{z}{x+y+z}$
                                                                 
                                                                                   
  Tương tự, ta cũng có:
            $\dfrac{yz}{y^5+z^5+ yz}\le \dfrac{x}{x+y+z} ; \dfrac{zx}{x+y+z}\le \dfrac{y}{x+y+z}$
  Cộng vế theo vế các bất đẳng thức cùng chiều ta thu được đpcm.
Bài toán:(IMO 1983) Cho $a, b,c$ là ba cạnh của một tam giác. Chứng minh rằng: 
              
                                           $a^2(b+c-a)+b^2(c+a-b)+c^2(a+b-c)\le 3abc$
Lời giải:
   Đặt  $x=b+c-a$
           $y=c+a-b$  , với $x, y, z$ là các số dương
           $z=a+b-c$
 Khi đó, bất đẳng thức cần chứng minh trở thành:
              
         $\Leftrightarrow 2(x^2y+y^2z+z^2x+xy^2+yz^2+zx^2+6xyz)\le 3(x+y)(y+z)(z+x)$
  Đặt $p=x+y+z$
          $q=xy+yz+zx$
          $r=xyz$
  Bất đẳng thức cần chứng minh trở thành:
                                              $2(pq+3r)\le 3(pq-r)$
                                       $\Leftrightarrow pq\ge 9r$
   
   Bất đẳng thức này hiển nhiên đúng theo AM-GM nên ta có đpcm.

Tuesday, July 1, 2014

Hình học tĩnh và động (trích bài viết của thầy Lê Bá Khánh Trình ĐHKHTN-ĐHQG tpHCM)

1. HÌNH HỌC TĨNH HAY ĐỘNG
Trong bài này, tôi muốn trình bày một đôi điều riêng tư về môn hình học phổ thông (hay còn được gọi là hình học sơ cấp) dưới hai cách nhìn có phần nào khác biệt nhau. Trước hết, thông dụng hơn cả là cách nhìn của một người quan tâm đến việc giải các bài toán hình học. Cách nhìn này thường yêu cầu xem xét, phân loại các bài toán khác nhau, trình bày kinh nghiệm giải quyết chúng và tìm ra các mối liên quan giữa chúng với các bài toán đã biết. Cách nhìn này thường được quan tâm hàng đầu và thường là nội dung chính trong các bài viết, các tài liệu về toán phổ thông.