Miniatury matematyczne 91

Czym zajmuje się matematyka? Większości uczniów matematyka kojarzy się z poleceniem Oblicz (oblicz pole, wysokość, prędkość, prawdopodobieństwo . . . ) lub z pytaniem Ile? stojącym za poprzednim poleceniem (ile lat, ile trójkątów, ile liczb itp). I nic dziwnego. Tak sformułowane są niemal wszystkie zadania szkolne. Jednak zwykle nie tak wyglądają problemy, przed którymi staje zawodowy matematyk. Te bowiem są zwykle bardziej ogólne i abstrakcyjne. Zazwyczaj przypominają dobrze znane z różnych zawodów matematycznych zadania typu Udowodnij, że. . . . Stoi więc za nimi pytanie Dlaczego?. Skąd jednak wiedzieć, co udowodnić? Owszem, istnieją w każdej dziedzinie pewne przypuszczenia, których do tej pory nie udało się ani udowodnić, ani obalić. Są to tak zwane hipotezy. Te najbardziej znane noszą nazwiska swoich autorów. Bywa ją takie, które pozostają otwarte przez setki lat. Znacznie częściej jednak dowód poprzedza znalezienie nowej zależności. Często przyjmuje ona postać numeryczną (jak chociażby w twierdzeniu Pitagorasa), ale nie zawsze. Ciekawszym przypadkiem jest zauważenie, że dwa z pozoru różne obiekty są - przynajmniej pod pewnymi względami - podobne bądź wręcz takie same. Czasami zamiast szukać zależności między znanymi obiektami, szuka się nowych obiektów o pewnych właściwościach. Wszystko to można zobaczyć w trzech prezentowanych miniaturach. Pierwsze dwie dotyczą kombinatoryki, czyli działu matematyki zajmującego się skończonymi strukturami. Najprostszą taką strukturą jest zbiór. W przypadku braku dalszych informacji jedynym sensownym pytaniem, jakie możemy zadać, jest pytanie o liczbę elementów. Znacznie ciekawiej wygląda sytuacja, gdy do zbioru dodamy dodatkowe informacje. Dodając do zbioru informację o pewnego rodzaju powiązaniach między jego elementami, otrzymujemy graf. W drugiej miniaturze autorki zajmują się zadaniami dotyczącymi znajomości w pewnych grupach ludzi. Jest to właśnie taki sposób powiązania osób tworzących zbiór, który czyni z niego graf. Choć więc słowo graf w miniaturze nie pada, to w istocie jest ona poświęcona przykładom pytań, jakie możemy rozważać dla grafów.