Achille, la tartaruga e la serie geometrica

This is a translation of the lecture by Mika Seppälä.
Questa é la traduzione di una lezione di Mika Seppälä. É un esempio di utilizzo diretto di MathML all'interno di Drupal. Ho anche una versione dettagliata tratta dal podcast originale e fatta con la Tiddlywiki.

Il Paradosso di Zenone – ca. 450 a.C.

Una tartaruga sfida Achille in una corsa. La tartaruga sostiene di poter vincere se viene fatta partire in vantaggio dato che Achille non può riuscire a raggiungerla.

Achille e la tartaruga

Se la tartaruga parte con un vantaggio iniziale pari ad a metri, Achille deve cominciare a correre per i primi a metri. Nel frattempo la tartaruga percorre circa a 10 metri.

Quindi Achille deve correre per xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> a 10 metri mentre la tartaruga percorre di nuovo circa
a 100 metri, e così via. 

Rimane sempre una distanza tra Achille e la tartaruga.

Achille riesce a raggiungere la tartaruga?

Velocità : Achille v m/s, tartaruga q v m/s, per
0 < q < 1 .

Achille corre

La tartaruga corre

a metri

qa metri

qa metri

q 2 a metri
q 2 a metri

q 3 a metri

Quanto deve correre Achille?

Round

Distanza

Achille corre

La tartaruga corre

1

a metri

a metri

qa metri

2

q a metri

qa metri

q 2 a metri

3

q 2 a metri

q 2 a metri

q 3 a metri

Risposta: Achille deve correre a + a q + a q 2 + a q 3 +
metri per raggiungere la tartaruga.

Quando riuscirà Achille a raggiungere la tartaruga?

Achille avrà raggiunto la tartaruga quando avra’ corso a metri oltre la tartaruga.

Date le velocità v m/s per Achille, e mathvariant="italic">qv m/s, per xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> 0 < q < 1 , per la tartaruga, si ottiene che Achille impiega un tempo t per raggiungere la tartaruga tale che:

xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"> vt = a + qvt

Quindi, Achille riuscirà a raggiungere la tartaruga in t = a v ( 1 - q ) secondi.

Dove raggiungerà Achille la tartaruga?

Sappiamo che Achille impiega t
= a v ( 1 - q ) secondi per raggiungere la tartaruga. Achille quindi percorre metri:

xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block"> vt = a v ( 1 - q ) v = a 1 - q

per raggiungere la tartaruga.

Serie Geometrica

Paradosso di Zeno: Achille deve correre 
a + a q + a q 2 + a q 3 + metri per raggiungere la tartaruga.

Formula per la somma di una serie geometrica:

display="block"> a + a q
+ a q 2 + a q 3 + L = k = 0 a q k = a 1 - q

per xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> q < 1 .