Кіріспе

Бөлшектерді әртүрлі жолмен құрастыруға болатын плиткалы жұмбақ. Дисекциялық жұмбақ, сондай-ақ трансформациялық жұмбақ немесе Рихтер жұмбағы деп аталатын бұл плиткалы жұмбақ, бір жиын бөлшектерді әртүрлі жолдармен құрастырып, екі немесе одан көп түрлі геометриялық пішіндер жасауға мүмкіндік береді. Жаңа диссекциялық жұмбақтарды ойлап табу процесі де диссекциялық жұмбақтың бір түрі саналады. Жұмбақтарда түрлі шектеулер болуы мүмкін, мысалы, білікті бөлшектер, бүгілетін немесе бұрыла алатын бөлшектер. Жаңа диссекциялық жұмбақтарды құрастырушылар бөлшектердің минималды санын қолдануға немесе әрбір бөлшектің басқа бөлшекке білік арқылы жалғануын қамтамасыз ету сияқты жаңа жағдайларды жасауға баса назар аударады.

Тарих

Дисекциялық жұмбақтар – геометриялық жұмбақтың ерте түрі. Дисекциялық жұмбақтар туралы ең алғашқы мәліметтер ежелгі Грекиядағы Платонның (б.з.д. 427–347) заманынан белгілі, олар екі тең шаршыны төрт бөлік арқылы бір үлкен шаршыға айналдыруға қатысты. Басқа ежелгі дисекциялық жұмбақтар Пифагор теоремасын көрнекті түрде бейнелеу үшін қолданылған (мысалы, шаршыны үш бөлікке бөлу). Ежелгі гректердің танымал дисекциялық жұмбағы – Архимедке жатқызылатын математикалық еңбек «Остомахион»; онда екі тең шаршы алдыңғы төрт бөліктің үстіне бөлініп, он төрт бөліктен тұратын бір шаршыға айналады. 10 ғасырда араб математиктері Евклидтің «Элементтері» бойынша түсіндірмелерінде геометриялық дисекцияларды пайдаланған. 18 ғасырда қытай ғалымы Тай Чэнь π шамасын табу үшін әдемі дисекция жасады. Бұл жұмбақтардың танымалдығы 19 ғасырдың соңында газеттер мен журналдар дисекциялық жұмбақтарды жариялай бастағанда күрт өсті. АҚШ-тағы Сэм Лойд және Ұлыбританиядағы Генри Дудени сияқты жұмбақ авторлары ең көп жарияланғандардың қатарында болды. Содан бері дисекциялық жұмбақтар ойын-сауық және математикалық білім беру үшін қолданылады, ал күрделі дисекциялық жұмбақтарды жасау математиктер мен математика студенттері үшін геометриялық принциптерді қолданудың жаттығуы саналады. Тұрақты көпбұрыштарды және басқа да қарапайым геометриялық пішіндерді басқа бір осындай пішінге бөлу мәселесі Мартин Гарднердің 1961 жылғы қараша айындағы «Scientific American» журналындағы «Математикалық ойындар» бағанының тақырыбы болды. Төмендегі суретте көрсетілген киімшінің мәселесі шаршыны қалай бөлуге және бөліктерін теңқабыршалы үшбұрышқа қалай орналастыруға болатынын көрсетеді. Бұл бағанда шаршы, бесбұрыш, алтыбұрыш, грек кресі және т.б. сияқты ең танымал дисекциялардың тізімі келтірілген.

Дисекция жұмбағының түрлері

Дисекциялық жұмбақтың кейбір түрлері көптеген түрлі геометриялық пішіндер жасауға арналған. Танграмма – осы типтегі танымал диссекциялық жұмбақ. Жеті бөліктен үй пішіндерінің біріне, мысалы, үлкен шаршы немесе тіктөртбұрышқа (бөлшектер көбінесе осында сақталады), кез келген сандағы кішкентай шаршыларға, үшбұрыштарға, параллелограммдарға немесе езотерикалық пішіндер мен фигураларға құрастыруға болады. Кейбір геометриялық пішіндерді жасау оңай, ал басқаларын жасау өте қиын. Осы айырмашылықтың болуы оның танымалдылығын қамтамасыз етеді. Басқа диссекциялар геометриялық пішіндердің жұбы арасында өтуге арналған, мысалы, үшбұрыштан квадратқа немесе квадраттан бес қабырғалы жұлдызға. Осы сипаттамадағы диссекциялық жұмбақ – 1907 жылы Генри Дуденей ұсынған «саттықтың мәселесі». Бұл жұмбақ үшбұрышты төртбұрышқа тек төрт бөлікке бөлуден тұрады. Бұл белгілі ең қарапайым тұрақты көпбұрыштан квадратқа дейінгі диссекциялардың бірі және қазір классикалық мысал саналады. Теңқабырғалы үшбұрышты квадратқа үш бөлікпен ажырату мүмкін бе, жоқ па, әлі белгісіз. «Жоғалған квадрат» жұмбағы әртүрлі формаларында оптикалық иллюзия болып табылады, онда екі тең емес ауданы бар екі пішіннің арасында тең бөлініс бар сияқты көрінеді. «Жоғалып бара жатқан жұмбақ» – бұл жұмбақтың бөліктерін жылжытқанда белгілі бір заттың әртүрлі саны көрсетілетін тағы бір иллюзия.