Lissajous figuren

Op de grens van wiskunde en kunst vind je figuren als

We noemen het Lissajous figuren naar de Franse wiskundige Jules Antoine  Lissajous( 1822- 1880). Gefascineerd door trillingen, deed hij baanbrekend werk op het gebied van akoestiek en optica.

Een Lissajous figuur wordt verkregen door de parameter vergelijkingen:

    \[x=A \sin (at+c)\]

    \[y=B\sin bt\]

 

c noemt men het faseverschil. In onderstaande tabel zie je bovenaan verschillende waarden van c

 

Een aantal grafieken met bijhorende waarden van a en b


Een paar andere grafieken (soms in 3D):

 

Hoe lang zal de wereld bestaan?

In de grote tempel van Benares, onder de koepel die het centrum van de wereld aangeeft, staat een grote bronzen plaat, waarin drie diaman­ten naalden zijn bevestigd, elk ter lengte van een onderarm en zo dik als het lichaam van een bij.
Op één van deze naalden plaatste God bij de Schepping vierenzestig schijven van zuiver goud. De grootste rustte op de bronzen plaat, de volgende werden naar boven toe steeds kleiner. Dit is de toren van Brahma.

Dag en nacht, zonder onderbreking, verplaatsen de priesters de schijven van de ene naald naar de andere, overeenkomstig de vaste en onveranderlijke wetten van Brahma, volgens welke de dienstdoende priesters niet meer dan één schijf tegelijk mogen bewegen en geen schijf geplaatst mag worden op een naald die al een kleinere schijf bevat. Als de vierenzestig schijven van de naald waarop God ze bij de Schepping plaatste, overgebracht zullen zijn naar één van de andere, dan zullen de torens en de tempel en de priesters tegelijk tot stof vervallen en met een donderslag zal de wereld vergaan.”

Hoe lang moeten de priesters werken, als ze zonder ooit een fout te maken elke seconde één schijf overbrengen?

Je kan dit proces heel gemakkelijk recursief beschrijven:  Met n schijven: los het probleem op door de bovenste n-1 schijven naar pin B te brengen, met pin C als hulppin. Vervolgens wordt -n-de schijf naar pin C gebracht. Tot slot worden de eerste n-1   schijven van pin B naar pin C gebracht, met pin A als hulppin. Als we met u_n het aantal zetten noteren om n schijven van één pin naar een andere te zetten , dan geldt:

    \[u_n=2u_{n-1}+1\]

We kunnen dit omzetten naar het expliciet voorschrift u_n=2^n-1. De wereld zal dus 2^{64}-1 jaren bestaan, dat is zo ongeveer duizend miljard jaar. Als het verhaal klopt natuurlijk….

Als spel werd dit onder de naam Torens van Hanoi op de markt gebracht in 1863 door Edouard Lucas, onder de schuilnaam prof Claus.

Delen in Python

Een deling in Python:

  • In de verzameling der reeële getallen in [1]
  • In de verzameling van de gehele getallen in [2], kan je quotiënt en rest bepalen bij deling van a door b
    Een mooie toepassing is van een reeks getallen nakijken of ze even zijn of niet. Even getallen geven rest 0 bij deling door 2: