《我只想當一個安靜的學霸》第16章 高中數學聯賽
「簡單點,周雨安。」
魯教授的耐快要用完了:「說話的方式簡單點。」
「好好好,三句話,最後三句話!」周雨安被魯教授痛罵一頓,終於說重點了:「利用重要極限思想,以及有界變數乘無窮小量的質,結合兩邊夾定理,求得這個二重極限為0。這就是我的核心思路,說完了。」
「行了,周雨安你可以下去了。」魯教授板著臉說到,然後補充一句:「你的演演算法和結果都正確,但我只能給你60分,扣你40分是因為你廢話連篇。」
周雨安悻悻的下臺回到座位上,不開心。
魯教授的教學繼續進行中,下一題是道證明題,給了一些簡單條件,要求證明存在ζ,η∈(a,b),使f』(ζ)=a+b/2ηf』(η)
邵天天上臺完證明,他們系就靠他一人獨撐大局。
「……所以我用了兩個中值定理,拉格朗日中值定理和柯西中值定理,證得。」邵天天用半分鐘闡述了自己的證明思路。
「很好,言簡意賅。」魯教授非常滿意,邵天天在他心目中的地位繼續提升。
「我出了幾道題,沈奇、邵天天、周雨安等同學均發表了自己的看法,提供了一些思路。在這裏我做個小結,同學們可以記一下。」魯教授的教學步驟是,先讓學生做題、互評,然後他畫重點、做小結。
魯教授說到:「和其他數學分支相比,數分很年輕,19世紀之前,它甚至不能算是一個分支。最早意識到要在分析中注嚴的數學家是高斯和阿貝爾,他倆為此還吵過架。在一場激烈的辯論之後,阿貝爾大病一場,抑鬱而終,年僅27歲。」
「年輕的數學天才阿貝爾英年早逝,偉大的高斯到疚,畢竟氣死了同時代的年輕天才阿貝爾,一代宗師高斯負有一定責任。」
「高斯一直活到了快80歲,老當益壯,不錯,他在晚年寫了一本專著《微積分計算》,我們可以認為這是數分的雛形,此時是19世紀中葉。所以還是那句話,思想的撞產生學發展的力。」講到這裏,魯教授停頓了一下。
臺下全學生聽的津津有味,果然還是高斯厲害,以學理論生生氣死了阿貝爾,這是宗師才備的強大戰鬥力啊。
或許魯教授的數學野史真實待進一步確認,但學生們很聽數學史,這比教科書上的枯燥理論有趣多了。
數學野史講一講,調一下課堂氣氛,魯教授收放自如進主題:「站在巨人的肩膀上,經過柯西、魏爾斯特拉斯的進一步完善,到了20世紀初期,由勒貝格完最後的工作,《數學分析》為一門世界的數學課程,被編排進全球各學府數學系的基礎教材中。後面幾節課,我將講到勒貝格積分,勒貝格這個法國人也有不有趣的故事,值得一提。」
「從剛才那幾道題的解答和討論中,我們發現,在兩個限之間,變數的一個無窮小增量總產生函數自的一個無窮小增量,換言之,f(x)在變數x的一個確定值鄰域中是x的連續函數,連續函數的一個基本質是不足以確保函數的連續。」
「各位同學,請記住這個基本質,它產生於沈奇、邵天天、周雨安等年輕數學家的思想撞中……希你們以後能為真正的數學家。」魯教授笑道。
沈奇、邵天天、周雨安也笑了,備鼓舞,師生之間的關係在談笑間趨於融洽。
其他學生也漸漸接並適應魯教授的教學方式,喜歡上一位教授的課,才會產生興趣將這門課程學好,即便現在聽不太懂,但興趣是最好的老師。
「好了,還有些時間,我們再做幾道題。」魯教授說到,在黑板上寫新的題目。
這節課剛開始的時候,一些學生很排斥魯教授一言不合就出題的風格。
而現在,大家興緻的等待新題,拳掌躍躍試。
魯教授潤細無聲,用一節課不到的時間,讓學生對他從排斥到接。
新的題目是計算I=∫e^xsinydy-e^xcosydy。
「這次又到數學系了。」魯教授看了看沈奇,他算是明白了,沈奇是數學系的核心人、老大。看樣子沈奇手下有幾員猛將,老大一般不輕易出馬,有問題先派小弟解決,小弟搞不定了才到老大出面。
沈奇回頭向周雨安和歐葉的位置,給歐葉傳遞眼神:計算姬,這次到你了。
魯教授順著沈奇的目掃視後排座位,鎖定了歐葉:「前面幾位都是男生解題,接下來我們請一位生上臺,歐葉,請上臺。」
歐葉也不廢話,起上臺,拿筆在黑板上解答。
很快的,歐葉計算出結果,I=1-e^2。
「OK,歐葉你是基於什麼思路計算出這個結果?」魯教授問到。
歐葉答到:「格林公式。」
魯教授追問:「點,我需要細節,更多的細節。」
歐葉無助的向沈奇,不說話。
沈奇知道不是歐葉不懂,而是不善表達。
沈奇站出來解圍:「D是由L和L1所圍的封閉曲線,可以計算出一個值e的平方減1,再由格林公式,最終得到I等於1減e的平方。這是我對歐葉思路的理解。」
魯教授問歐葉:「你也是這麼想的?」
歐葉點點頭。
魯教授:「那你自己為什麼不說?」
歐葉:「我會算,不會講。」
臺下有學生笑了,這妹子有點意思,計算很犀利,說話不利索。
「歐葉你先回座位吧,你的計算正確,語言表達能力還需要進一步強化。」魯教授說到。
「行了,最後一題。」
魯教授將黑板乾淨,畫了個曲線圖,提出問題,請證明:m/m+2∫dx/√【1+(x/a)^m】=arcPP1-(P1R1-PR)
此題一出,臺下一片死寂。
「最後一題,留給科學與工程計算系。」魯教授看向邵天天。
這次邵天天沒有立即上臺,他遭遇了困,他沒有一點思路,不知道該如何證明。
科學與工程計算系無一人而出,裝**很輕鬆,裝大靠的是頂級實力,沒實力只能幹瞪眼。
「那數學系呢?」魯教授看向沈奇。
沈奇站了起來,這次他不派小弟小妹出馬了,他知道這題整個數學系能作出完整證明的人,估計只有他一個。如果有第二個,那就是歐葉,但這題的推導證明會很繁瑣,以歐葉的語言表達風格,講三天三夜也講不完證明思路。
「沈奇你來?」魯教授問到。
「我來。」沈奇上臺,夾起一新筆,在黑板上進行推導證明。
「PR和P1R1分別是P、P1點曲線的切線,那麼,我作兩個定積分的差……」沈奇邊寫邊說,邊說邊寫。
故:arcQQ1-arcPP1=(Q1S1-QS)-(P1R1-PR)
……
「在橢圓上的理,我用代數式表示無窮多段弧的差,那麼,解析如下……」
∫Xdx+∫Zdz=-hxz/√【-fl】
……
「這題的證明相當麻煩呀,且容我想想。」沈奇寫了半塊黑板,稍作停頓。
臺下,包括邵天天、周雨安等被魯教授譽為「年輕數學家」的優秀學生也看傻眼了,他們看不太懂沈奇的推導證明思路。
魯教授不聲保持觀。
「我想到了,在此我引用幾何意義,令這個式子與積分一致,p為橢圓的正焦弦……」
沈奇稍作思考後繼續求證:arcJD+arcDG=……
他的思路是令x=0,則弧JD消失,在式(7)中的代數項也消失,所以DG弧變為DA弧……沈奇很快寫滿了一黑板。
「很古老的證明方法,法尼亞諾定理,非常經典。」魯教授能get到沈奇的推導核心思路,他有點意外,沈奇居然用這種途徑進行證明。
「所以,我再令……咦,沒地兒了。」沈奇寫著寫著發現,一整塊黑板都被他寫滿了,再無餘地。
沈奇轉,將半截筆往黑板槽中一丟:「我很確定這個等式是立的,但黑板上空白太,寫不下。」
臺下眾人先是懵,隨後醒悟,兩三百年前,一位費馬的法國業餘數學家也是這麼乾的。
「我很確定這個假設是立的,但書上的空白太,寫不下。」費馬大定理就是這麼來的,直到1995年才被懷爾斯證明立。
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