Зарытые сокровища

Задача о зарытых сокровищах носила совсем иной характер. Один из членов клуба привел молодого парня по имени Докинс, только что вернувшегося из Австралии, дабы он поведал о небывалой удаче, улыбнувшейся ему «на другой половине шарика». Дело в том, что в удаче сыграла роль головоломка, которая не могла бы оставить равнодушным ни одного любителя таких задач. После обеда в клубе Докинса попросили рассказать свою историю.
— Я уже говорил вам, джентльмены, что счастье долго обходило меня стороной. Я отправился в Австралию, чтобы наконец повернуть колесо фортуны, но и здесь не добился успеха, а потому будущее рисовалось мне в самом мрачном свете. Я был в полном отчаянье. Однажды жарким летним днем я сидел в одной из мельбурнских пивных, когда туда вошли двое незнакомцев. Они начали между собой разговор, думая, что я сплю, но, уверяю вас, сна у меня не было ни в одном глазу.
— Если бы я только нашел нужное поле, — сказал один из них, — сокровища были бы моими, а раз владелец не оставил наследника, я имею на них такое же право, как и всякий другой.
— Как бы тебе это удалось? — спросил его приятель.
— А вот как. В документе, попавшем в мои руки, говорится, что поле квадратное и что сокровища зарыты на нем в месте, отстоящем точно на два фарлонга* от одного угла, на три фарлонга от соседнего угла и на четыре фарлонга от угла, соседнего с этим последним. Видишь ли, хуже всего то, что почти все поля в округе квадратные, и я не уверен, найдутся ли среди них два поля одинаковых размеров. Если бы я знал размеры поля, я бы быстро его нашел и, сделав эти простые измерения, добрался бы до сокровищ.
— Но ты не знаешь, ни с какого угла начинать, ни в каком направлении надо переходить к соседнему углу.
— Послушай, приятель, это значит, что придется выкопать от силы восемь ям; раз в бумаге говорится, что сокровища лежат на глубине трех футов, то, бьюсь об заклад, это не заняло бы у меня много времени.
— Надо вам сказать, джентльмены, — продолжал До-кинс, — что я немного занимался математикой, а потому, услышав разговор, сразу же понял, что место, которое находится точно в двух, трех и четырех фарлонгах от последовательных углов квадрата, может быть только в квадрате, имеющем вполне определенную площадь.


В произвольном квадрате не найдется точки, отстоящей от углов на указанные расстояния. Такая точка есть только на поле одного размера, и именно об этом не подозревали эти двое. Я предоставляю вам самим определить эту площадь.
Итак, когда я установил размер поля, мне потребовалось уже немного времени, чтобы найти и само поле, ибо человек упомянул в разговоре, о каком районе шла речь. Мне даже не пришлось копать восемь ям; к моему счастью, третья яма оказалась на нужном месте. И только улыбку вызывает мысль об этом бедном парне, который будет бродить вокруг, до конца жизни повторяя:
«Если бы я только знал размеры поля», тогда как, по существу, он сам вручил мне сокровища. Я пытался разыскать этого человека, чтобы передать ему анонимно некую компенсацию, но безуспешно. Может быть, он нуждался в вовсе не большой сумме денег, когда спас меня от краха.
Сможет ли читатель определить искомую площадь поля, пользуясь сведениями, подслушанными в пивной? Это небольшая элегантная головоломка, которая еще раз показывает, что искусство решать такого рода задачи может пригодиться в самых непредвиденных обстоятельствах.

предыдущая "Происшествия в клубе головоломок"

Ответ

Площадь поля имеет от 17 до 18 квадратных фар-лонгов, точнее, 17,937254 квадратного фарлонга, или 179,37254 акра. Если бы расстояния от последовательных углов равнялись соответственно 3, 2 и 4 фарлонгам, то площадь поля составляла бы 209,70537 акра.
Один из способов решения данной задачи состоит в следующем. Выразим площадь треугольника APB через сторону квадрата х. Удвоенный результат составит ху. Поделив его на x и возведя в квадрат, мы выразим у2 через x. Аналогично выразим z2 через x, затем решим уравнение у2 + z2 = 32 которое примет вид x4 - 20x2 = -37.
Следовательно:


а поскольку в одном квадратном фарлонге содержится десять акров, то это равно 179,37254 акра. Если мы возьмем отрицательный корень уравнения, то получим площадь поля в 20,62746 акра; в этом случае сокровища были бы зарыты вне поля, как показано на рис. 2.


Но это решение исключено условием, гласящим, что сокровища зарыты на поле. Точные слова были: «В документе... говорится, что поле квадратное и что сокровища зарыты на нем...»