Categorie: Matematica
Tags: identità di Sophie Germain prodotto telescopico quiz soluzione
Scritto da: Vincenzo Zappalà
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(QI) Il prodotto telescopico di Sophie Germain ****
Diamo la soluzione dell'espressione "diabolica", ricordando la grande matematica Sophie Germain.
Notiamo che ogni parentesi è della forma:
x4 + 324
Ma 324 è divisibile per 4 dando risultato 81 che è, ovviamente, uguale a 34. Per cui possiamo scrivere.
x4 + 324 = x4 + 4(34)
A questo punto dobbiamo ricordarci (o imparare) un'identità poco conosciuta, ma di grande utilità, dovuta a una grande matematica, Marie Sophie Germain:
a4 + 4b4 = (a2 + 2b2 - 2ab)(a2 + 2b2 + 2ab)
Provare per credere ...
Possiamo applicare l'identità al nostro caso e ottenere:
x4 + 4(34) = (x2 + 2 · 32 - 2· 3x)(x2 + 2 · 32 - 2 · 3x) = (x2 +18 - 6x)(x2 +18 + 6x) = (x(x - 6) + 18)(x(x + 6) + 18)
Applichiamo il risultato alla prima parentesi del numeratore della nostra espressione:
(104 + 324) = (10(10 - 6) + 18)(10(10 + 6) + 18) = (10(4) + 18)(10(16) + 18)
e alla prima parentesi al denominatore:
(44 + 324) = (4(-2) + 18)(4(10) + 18)
Effettuiamo il rapporto tra di loro:
(104 + 324)/(44 + 324) = (10(4) + 18)(10(16) + 18)/(4(-2) + 18)(4(10) + 18)
Dobbiamo eseguire questo calcolo? Assolutamente no, dato che possiamo eseguire una notevole semplificazione: i termini colorati in rosso si elidono! Per cui:
(104 + 324)/(44 + 324) = (10(16) + 18)/(4(-2) + 18)
Non è certo difficile continuare a scrivere gli altri rapporti e, facendolo, ci troviamo di fronte a qualcosa di "magico":
Non vi è bisogno di fare calcoli, dato che le parentesi al numeratore si eliminano con quelle al denominatore. Rimane solo la prima al denominatore e l'ultima al numeratore:
(58(64) + 18)/(4(-2) + 18)
Ci siamo imbattuti in un prodotto telescopico, come dice bene Andy! Perché si chiama telescopico? Basta guardare la figura che segue e che mostra un telescopio retrattile: ciò che appare molto lungo può ridursi a qualcosa di estremamente maneggevole...
Basta, perciò eseguire le semplici operazioni a cui l'espressione si è ridotta per ottenere il risultato finale che vale
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