Волшебный двурог - Бобров Сергей Павлович

Илюша поставил (см. рис. на стр. 110).

— Погляди, как в зеркале отражается, и запиши.

Илюша глянул в зеркало и написал то, что видно на рисунке на следующей странице внизу.

— В первой строке «четыре» дает инверсии с «тройкой», «двойкой» и «единицей», «тройка» — с «двойкой» и «единицей», наконец, «двойка» — с «единицей».

Всего в первой строке одна плюс две плюс три — шесть инверсий. Во второй строке столько же. В третьей тоже столько же. Всего восемнадцать. А в последней строке только три инверсии. В конечном счете получается двадцать одна инверсия.

— То есть в итоге нечетное число. Значит, если зеркальное расположение «не выходит», его можно перевести в натуральное расположение с одной инверсией. Но раз так, значит, и расположение с одной инверсией можно перевести в зеркальное. А поэтому всякое расположение, которое «не выходит» (и которое, как мы доказали, можно свести к одной инверсии), ты можешь перевести в зеркальное. Так вот, когда у тебя «не выйдет» (возьми-ка поставь в большом Дразнилке пример с перестановкой только двух шашек — «единицы» и «пятнадцати»), то ты можешь для утешения стремиться не к натуральной расстановке шашек, а к зеркальной.

— Вот это так! — вскричал Илюша. – Беспроигрышный Дразнилка! Здорово! Знаешь, это мне напоминает то странное слово, которое язык тетушки написал в Схолии Четвертой.

— 109 —

Илюша попробовал прием и убедился в его доброкачественности.

— Мне потому нравится Дразнилка, — заявил Илюша, — что все у него выходит просто. Только торопиться не надо!

Радикс усмехнулся.

— Как сказать! — проворчал он. — Как сказать! Если ты уж так хорошо все понял, то возьми-ка переверни шашки. На них ведь сзади, как ты помнишь, написано «Тетушка Дразнилка».

Вынь одну шашку… Ну, для памяти вынем ту, на которой стоит буква «ша». Потом перепутай шашки и проверь на буквах, как получается насчет правила «выйдет-не-выйдет». А коли заметишь какие-нибудь особенности, не поленись дать исчерпывающее объяснение. Да, кстати, вот еще что. Скажи, пожалуйста: известно ли тебе, что бывают уравнения со многими неизвестными?

— Ну еще бы! — отвечал Илюша — Конечно, известно.

Так вот, представь себе, что Дразнилка имеет довольно близкое касательство к решению систем уравнений со многими и даже весьма многими неизвестными.

— Да что ты? — удивился мальчик.

— Дело в том, — продолжал Радикс, — что если тебе, допустим, придет в голову точно определить, как можно вывести общие формулы, определяющие значения неизвестных в зависимости от коэффициентов в уравнениях, то придется заняться тем же самым, чем мы сейчас с тобой забавлялись, а именно — подсчитать число инверсий. Если не струсишь, то советую проверить это. Давай напишем систему уравнений:

a₁x + b₁y + c₁z = d₁

a₂x + b₂y + c₂z = d₂

a₃x + b₃y + c₃z = d₃

и найдем, чему равняется у.

— Это что-то трудновато, — неопределенно заметил Илюша.

— Для простоты положим, что х и z уже известны и нам надо определить через них у. Ну-ка попробуй, что получится.

— 110 —

Илюша взял карандаш, задумался на минутку и написал следующее выражение для у:

y = (d₁ — a₁x — c₁z) / b₁

— Очень мило! Ну, а еще чего-нибудь ты не придумаешь?

— Можно подставить это значение у в остальные два уравнения, тогда останутся неизвестными только х и z.

— Можно. А далее?

— А далее поступаю подобным же образом. Определю из одного из уравнений z и подставлю его в последнее оставшееся уравнение. Получу, очевидно, значение для х. А его можно подставить в предыдущую формулу для z и так далее.

Все определится очень просто. Только бы не запутаться во всех этих подстановках.

— Так, — закончил Радикс, — верно. Придется тебе еще подумать, кстати, о том, чтобы у этих твоих дробей, которые определяют неизвестные, знаменатели не обращались в нуль.

Но если оставить это пока в стороне, то формулы ты получишь верные. О них-то я и хотел тебе сказать несколько слов.

Займись-ка, выпиши, что получается окончательно в знаменателе дробей. Если ты нигде не напутал, то получится алгебраическая сумма произведений:

a₁b₂c₃; a₁b₃c₂; a₂b₁c₃; a₂b₃c₁; a₃b₁c₂; a₃b₂c₁;

А что касается знаков перед ними, то они как раз тем и определяются, какое число инверсий, четное или нечетное, образуют числа «один», «два» и «три» в подписных значках у букв a, b и с, если мы будем писать эти три буквы каждый раз в их алфавитном порядке, как это у нас и сделано. Если при четном числе инверсий брать знак плюс, а при нечетном — минус, то получится алгебраическая сумма, которая называется определителем, или детерминантом, данной системы уравнений. Ты можешь еще заметить, что и числители дробей построены так же, только там вместо одной из букв а, b или с (в зависимости от того, какое ты неизвестное определяешь) поставлена буква d (для икса d заменяет букву а, для игрека — букву b, для зета — букву с). Если мы захотим определить знак перед каждым произведением, то для этого достаточно того, что мы вывели, когда разбирали маленького Дразнилку. А дальше дело пойдет, разумеется, похитрее. Мы еще вспомним нашего друга Дразнилку, когда будем разбирать одну довольно сложную задачу в Схолии Девятнадцатой.

— 111 —

— Теперь уже я буду относиться к Дразнилке посерьезнее. Вот какая он, оказывается, знатная персона!

— Кстати, — задумчиво произнес Радикс. — Ты, кажется, уверял меня по поводу младшего Дразнилки, что из трех элементов можно образовать всего шесть комбинаций?

— Разумеется, — уверенно ответил Илюша.

— Как это мило!.. — еще более задумчиво произнес его приятель. — И ты уверен, что больше шести не может быть?

— Конечно, уверен!

— Так, значит, шесть! И все разные. Это очень важно. Ровно шесть, говоришь ты?.. Это приводит мне на память один престранный случай. В архиве одного нотариуса города Толедо, в Испании, была обнаружена следующая запись, относящаяся к началу восемнадцатого столетия:

«После кончины достопочтенного дона Диего дель Кастильо в его доме было найдено завещание, согласно которому три драгоценных ларчика — бронзовый, серебряный и золотой — были оставлены трем его друзьям юности: дону Альваро, дону Бенито и дону Висенте, причем условие завещания гласило: