При суммировании площадей частей перестановка треугольников В и С в верхней части рис. 63 приводит к кажущейся потере одной квадратной единицы. Как
читатель заметит, это происходит за счет площадей заштрихованных
частей: на верхней части рисунка имеется 15 заштрихованных квадратиков,
на нижней — 16. Заменяя заштрихованные куски двумя покрывающими их
фигурами специального вида, мы приходим к новой, поразительной форме
парадокса. Теперь перед нами прямоугольник, который можно разрезать на 5
частей, а затем, меняя их местами, составить новый прямоугольник,
причем, несмотря на то, что его линейные размеры остаются прежними,
внутри появляется отверстие площадью в одну квадратную единицу (рис.
64).
Возможность
преобразования одной фигуры в другую, тех же внешних размеров, но с
отверстием внутри периметра, основана на следующем. Если взять точку X
точно в трех единицах от основания и в пяти единицах от боковой стороны
прямоугольника, то диагональ через нее проходить не будет. Однако
ломаная, соединяющая точку X с противоположными вершинами прямоугольника, будет так мало отклоняться от диагонали, что это будет почти незаметно. После перестановки треугольников В и С на нижней половине рисунка части фигуры будут слегка перекрываться вдоль диагонали. С
другой стороны, если в верхней части рисунка рассматривать линию,
соединяющую противоположные вершины прямоугольника, как точно
проведенную диагональ, то линия XW будет чуть длиннее
трех единиц. И как следствие этого второй прямоугольник будет несколько
выше, чем кажется. В первом случае недостающую единицу площади можно
считать распределенной с угла на угол и образующей перекрывание вдоль
диагоналей. Во втором случае недостающий квадратик распределен по ширине
прямоугольника. Как мы уже знаем из предыдущего, все парадоксы такого
рода можно отнести к одному из этих двух вариантов построения. В обоих
случаях неточности фигур настолько незначительны, что они оказываются
совершенно незаметными. Наиболее изящной формой этого парадокса
являются квадраты, которые после перераспределения частей и образования
отверстия остаются квадратами. Такие квадраты известны в
бесчисленных вариантах и с отверстиями в любое число квадратных единиц.
Некоторые, наиболее интересные из них изображены на рис. 65 и 66. Можно
указать на простую формулу, связывающую размер отверстия с пропорциями
большого треугольника. Три размера, о которых пойдет речь, мы обозначим
через А, В к С (рис. 67). Площадь отверстия в квадратных единицах равна разности между произведением А на С и ближайшим к нему кратным размера В. Так, в последнем примере произведение А и С равно 25. Ближайшее кратное размера В
к 25 есть 24, поэтому отверстие получается в одну квадратную единицу.
Это правило действует независимо от того, проведена ли настоящая
диагональ или же точка X на рис. 67 нанесена аккуратно на пересечении линий квадратной сетки. Если диагональ, как это и должно быть, вычерчивается как строго прямая линия или если точка X
берется точно в одной из вершин квадратной сетки, то никакого парадокса
не получается. В этих случаях формула дает отверстие размером в нуль
квадратных единиц, обозначая этим, конечно, что отверстия нет вообще.
|