en   ua   🔍

Логіка розв'язування задач


1. Якою б не була задача – виду "знайти" чи "довести" – розв'язок має складатись з переходів виду

А → В → С → … → Х,

де А – це умова задачі, Х – твердження, яке треба довести (для задачі на доведення) чи твердження про значення шуканої величини (для задачі на знаходження невідомої величини), В, С,… – деякі проміжні результати.
1.1. Кожний перехід, який умовно позначаємо стрілочкою "→", повинен здійснюватись на основі одного з таких варіантів:
  • тотожне перетворення,
  • використання відомих (аксіоматично чи доведених раніше) фактів, тобто, лем, теорем, аксіом, визначень, формул, законів.
1.2. Кожний перехід треба обгрунтувати, тобто, треба вказати, на яких підставах робиться цей перехід. Найчастіше для цього достатньо коротко згадати відповідний закон (лему, теорему, формулу, визначення, аксіому), наприклад, "Оскільки подій незалежні, то..." або "Далі за теоремою суми отримуємо, що...". Якщо посилаємось на теорему, то треба показувати, що умови цієї теореми виконані.
1.3. У найпростіших випадках, тобто, коли зрозуміло, на якій підставі робиться перехід, його можна не обгрунтовувати (наприклад, при тотожних перетвореннях вирази просто розділяють комою або знаком "⇔": "x + 1 = 2, x = 2 – 1, x = 1"). За найменших сумнівів у тому, що читачу буде зрозумілим перехід, його варто обгрунтувати, тобто, діяти за принципом "Уявіть, що те, що Ви напишете, буде читати неврівноважений маніяк, який знає Вашу адресу" ;)
1.4. У найбільш простих випадках, тобто коли абсолютно (!) зрозуміло, на яких підставах робиться перехід, можна застосувати слово "очевидно". Якщо частина розв'язку по суті повторює попередні викладки, то просто пишемо "Аналогічно пункту... отримуємо...".
2. Задача має починатись з умови, а розв'язок має починатись із формалізації умови (опису тієї математичної моделі, в рамках якої буде розглядатись задача) і закінчуватись відповіддю або словами "що і треба було довести".
2.1. Після того, як отримано відповідь, закінчується лише формальна частина задачі, а насправді треба ще зробити (на чернетці) перевірку і переконатись, що отриманий результат узгоджується з умовою, не суперечить логіці, здоровому глузду і раніше отриманим результатам. До методів перевірки можна віднести розв'язок задачі іншим методом, розв'язок оберненої задачі (а які ще методи перевірки Ви знаєте?). Після перевірки ще бажано подумати над тим, наскільки добре написано розв'язок, тобто, чи не можна його покращити. Не забуваємо, що правильно розв'язана задача і оптимально розв'язана здача можуть бути оцінені по-різному.

Зауваження стосовно розв'язування задач з теорій ймовірностей

Кожна задача з теорії ймовірностей має починатись з опису того ймовірносного простору, на якому будуть розглянуті стохастичні об'єкти задачі. Навіть якщо викладач не вимагає цього явно і оцінює розв'язок найвищим балом, то все одно треба знати, на якому ймовірносному просторі відбувається розв'язування задачі.

Правильність відповіді (якщо дозволяє час) можна перевірити моделюванням. Наприклад, якщо в задачі шукаємо ймовірність деякої події, то можна написати програму, яка моделює потрібний стохастичний експеримент, підрахувати частоту цієї події і порівняти цю частоту зі знайденою ймовірністю. Якщо ймовірність близька до частоти, то (швидше за все) все зроблено вірно. Якщо в задачі шукаємо математичне сподівання, то в програмі можна обчислити середнє статистичне значення потрібної величини і порівняти його зі знайденим математичним сподіванням. В ідеалі ці значення теж мають бути близькі.

З іншої сторони – не треба використовувати комп'ютер там, де він не потрібен. Студенти, які добре знають програмування, інколи при розв'язуванні задач замість аналітичного розв'язку використовують простий перебір (програмно), особливо в задачах на класичне визначення ймовірності. Такі розв'язки не є повними і в більшості випадків не зараховуються. Аналогічно не треба використовувати пакети математичних програм (MathCad, MathLab, Mathematica, Wolfram Alpha...) для підрахунку складних сум, інтегралів, границь... Усі такі розрахунки мають бути зроблені детально з поясненнями.

І на закінчення – FAQ

FAQ (Frequently Asked Questions – відповіді на поширені запитання)

FAQ.1 Якщо в задачі сказано "один", то мається на увазі саме "один", а не "хоч один"; інакше було б сказано "хоч один" або "як мінімум один".

FAQ.2 Під словами "в середньому" в задачах з теорії ймовірностей мається на увазі математичне сподівання відповідної випадкової величини.

FAQ.3.1 Відповідаючи на запитання викладача (визначення, формула, теорема, тощо), студент повинен максимально притримуватись матеріалу лекцій. Це не означає, що всю теорію треба зубрити, просто в різних джерелах можуть даватись різні визначення і навіть формули.
FAQ.3.2 В рамках одного параграфу деяке поняття може бути спочатку описане, а потім може бути наведене чітке визначення, але якщо викладач вимагає сформулювати визначення, то треба наводити саме визначення, а не окремі ознаки чи характеристики.
FAQ.3.3
Означення (рос. определение, eng. the attribute) – другорядний член речення, вказує на ознаку предмета, відповідає на питання який? чий? котрий?, виражається в реченні найчастіше прикметником, рідше – займенником чи іменником.
Визначення (рос. определение, eng. the definition) – це тлумачення (формулювання) деякого поняття, яке роз'яснює його сенс і використовує інші (відомі) терміни.
Кожне визначення складається з двох частин. Перша – це родове поняття. Друга – це видові відмінності. Наприклад, "Квадрат – це прямокутник (родове поняття), у якого усі сторони рівні (видова відмінність)". Таким чином, квадрат завжди є прямокутником, але серед усіх прямокутників квадратами ми називаємо лише ті прямокутники, у яких усі сторони рівні. Ніколи (!!!) визначення не може починатись зі слів "Квадрат – це коли...", "Квадрат – це наприклад...", "Квадрат – це квадрат, у якого..."


Шарапов М.М. 2007-2024