Network Bar

martedì 24 marzo 2009

La matematica in gioco: Scarto quadratico medio

Per l'occasione del nuovo post della serie La matematica in gioco, parliamo del problema n.6 del Project Euler, che ricorda molto da vicino il calcolo della deviazione standard in statistica: il problema, infatti, ci propone di calcolare la differenza tra il quadrato della somma dei primi 100 numeri naturali e la somma del quadrato di ciascuno dei primi 100 numeri.
In formule quello che ho scritto vuol dire: \[(100 + 99 + \cdots + 2 + 1)^2 - (100^2 + 99^2 + \cdots + 2^2 + 1^2)\] Al di là della risoluzione del problema (a causa dei grandi numeri utilizzati sembra che sia necessario l'utilizzo di un algoritmo), una delle cose più interessanti è il possibile utilizzo (ancora una volta!) dell'aritmogeometria pitagorica, che i lettori abituali del blog già conoscono.
Facciamo qualche ragionamento matematico-logico: si parte dalla formula determinata da Pitagora e soci per calcolare la somma dei primi $n$ numeri naturali: \[\frac{n(n+1)}{2}\] Tutti i numeri naturali che possono essere scritti in questo modo sono detti triangolari (possono cioé essere rappresentati utilizzando i triangoli). D'altra parte, a causa della formula utilizzata, è possibile determinare la relazione tra i numeri triangolari e il quadrato dei numeri naturali: \[n^2 = \frac{n(n+1)}{2} + \frac{(n-1)n}{2}\] che, detto $T_n$ il numero triangolare determinato come somma dei primi $n$ numeri naturali, allora \[n^2 = T_n + T_{n-1}\] A questo punto il problema che vi pongo è un altro: invece di risolvere il problema n.6 (o magari accanto a quello), vi invito a scrivere la formula risolutiva del problema utilizzando l'aritmogeometria pitagorica.
Domandina finale a margine: perché il quadrato della somma è più grande della somma dei quadrati?

Nessun commento:

Posta un commento