第168章 微商的逆運算
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在薑子淳用“無窮小”解決導數問題的時候,遠在大魏的一位年輕人也陷入了深思。
這人便是討論小組的那位夏天同學了。
不過雖然是夏天提出了用無窮小來解決導數問題的設想,但是從幻境出來之後,夏天卻沒有立即按照這個想法進行推導,因為他突然想到了一個更加有意思的事情,那就是——如果將整個計算過程翻轉過來會怎麽樣?
按照薑子淳所言,她發現的那個規律是用來求曲線的斜率的,但是如果將這個計算過程翻轉過來,也就是對多項式進行升冪,那又會如何?
更關鍵的是,這個過程又代表著什麽樣的意義?
其實,夏天也不是非得找出這個計算過程的實際意義,隻不過如果隻是單純的計算,而沒有解決什麽具體問題的話,那很可能這個計算過程根本就流傳不下去,也推廣不開。
畢竟如果想要計算過程無意義的話,那隨便一個人都可以想出很多很多的範例。
比如有一類很常見的數學題,將一個數字通過一係列複雜的加減乘除運算,變為了另一個數字。
這類題目就隻是單純的用來考察學生的計算能力的,而沒有其他別的作用。相應的,其中的計算過程,比如四則運算的符號和順序也可以隨意的變來變去,沒有人會在意其中用到了幾個加法,幾個減法或者乘法,也不會有人想著將其中的順序給固定下去,因為這確實沒有任何意義。
也沒有那個必要!
此時,夏天看著紙上書寫的那兩個計算式,陷入了深思,不過想了半晌,他卻也沒有想出來個所以然來。
“y等於x的平方,y等於x立方的三分之一……”
“升冪。這到底代表著什麽?什麽情況下才會用到這個升冪?”
想著想著,夏天突然拿起筆給第二個式子後麵添加了一個常數。
因為就在這時,他突然意識到自己的逆運算表示的不太完整。
“這樣才對嘛!按照子淳姑娘的說法,不帶未知數的的話,會直接將其計算為的,我這個反了過來,應該添上一個常數項才對!”
不過添上了常數項之後,夏天還是沒能察覺出自己這麽計算有什麽具體的意義。
“算了,暫時不想了,我先把子淳姑娘發現的規律解釋清楚了再說。說不定兩者之間還有什麽聯係呢。”
……
第二天的討論會議上,因為夏天的提醒,小組成員幾乎同時都拿出了類似的解決方案,即通過斜率的幾何意義,再加上無窮小來推導出關於斜率的方程。
甚至,還有人據此推斷出了其他幾種函數的計算結果。比如對數函數,三角函數等等。
一時間,整個小組淪為了大型智力比拚現場。
你推出了餘弦函數的,那我就推出正弦函數的,正切函數的,而另外一個人呢,他就推出反函數的,甚至,還有人將其中的四則運算規律給搞出來了。
總之,討論小組裏是人才濟濟,你方唱罷我方唱!你來我往,好不樂乎?
最後呢,這種計算方式的發現人,也就是薑子淳同學做出了總結
“現在的話,我們已經找到了這種計算方式的幾何意義。即通過無窮小量來計算曲線的斜率。而且有了各位的幫助,我們也將常見的函數規律都給找了出來。
在這裏,我要謝謝大家!感謝大家對於我們小組的肯定以及支持!
那麽現在,我們應該將這種計算方法叫做什麽呢?總不能每次都叫做這種方法、那種方法吧!”
聞言,大家默契一笑,隨後紛紛給上了提議。
有人建議叫做“求斜率法,或者求斜法”,有人建議叫“求切法”,甚至還有人叫做“求微法”……
一時間,眾說紛紜。
最後,大家一致通過投票決定計算結果就叫做“微商”,而那個計算過程呢,就叫做“求微商”。
“微商微商,微小量之商!
確實貼切!而且言簡意賅、直指本質,確實是好名字!”
感慨完,薑子淳立馬又說道“不過不知道大家有沒有注意到一個問題,其實我們現在用的這種推導方法也不是完美的,她是有瑕疵的。”
“瑕疵?”
“對,我們剛剛計算的時候,將切線看做了和曲線相交的兩點的連線,盡管這兩點之間隻間隔了一個無窮小量,但是根據切線的定義,除非是目標是一條直線,要不然在很短的距離內,切線和曲線應該隻有一個交點的。
這似乎有些矛盾了。”
聞言,路明遠發言到“這裏確實有矛盾。
但是如果將這兩個交點看做重合的話,那就隻有一個點了,這樣可就確定不了直線了。這還是有問題。”
“那如果看做是將分未分呢?”
“將分未分?那到底分了沒有?”
“這我哪知道?而且不是無窮小嘛,誰知道它有多小?反正你不管你找到一個多小的數,我都能找到一個更小的。要我看,這個無窮小根本就沒辦法準確表達嘛!”
“也是!不過說起這無窮小,我在計算的過程中也發現了一個問題。
你說無窮小之間可以進行計算嗎?
比如dy和dx,它們兩的商為什麽不是?或者無法計算?而是能計算出準確的值?
還有,在進行微商推導的時候,我發現我們一會兒將dx當成了一個非的數進行了約分,一會兒又將其當成了給忽略了。
這裏麵確定沒什麽問題?”
“額,你這麽說,好像也對哦!難道這無窮小是一個幽靈,一會兒可以變為,一會兒可以變為非?想怎麽來就怎麽來?”
這個問題就唯心了。數學哪能這樣?
看到這裏,路明遠微微一笑,提出了一個發人深省的問題,“那麽問題來了,計算結果又沒有錯,這點我們已經確認過了,那麽問題出在了哪裏?”
“對啊,問題出在了哪裏?明明結果是正確的。我覺得這中間肯定有問題。”
“廢話,大家都知道有問題。關鍵是為什麽會出問題?”
“出了問題?也就是說,我們的推理過程不準確?所以才導致了現在的這種情況?”
在座的各位都做過數學證明題,經常會碰到過程已經錯的沒譜了,但是結果卻正確的時候,所以對於現在這種詭異的現象,也不難理解。
但是恰恰理解,他們才感覺到有些匪夷所思,因為他們明明已經確認過了,應該是沒問題的。
除了那個無窮小。
談論了半晌,但是卻毫無所得。
直到最後,薑子淳同學做出了總結
“這裏麵的關鍵便是無窮小量。目前來說,我們沒有給它一個準確的定義,所以才導致了上麵的問題。
這樣吧,我們分幾個人出來,專門解決這個問題。
其他人呢,該幹嘛幹嘛,想繼續研究以前的代數公理化也好,想研究幾何也罷,都隨意。
那麽現在,想加入無窮小量研究小組的,找我報名!”
薑子淳話音剛落,夏天就急忙回道“我我我!”
他要研究微商的逆運算,自然不能放棄這個機會。而且夏天也有一種特殊的直覺現階段,這個逆運算肯定也逃不過“無窮小量”,所以他更沒理由放棄了。
這時,知足常樂也發言道“也算我一個。”
一時間,大家踴躍參加。
穀<spa> 不過就在這時,路明遠卻收到了一條信息。
“你不來嗎?”
看著佳人的來信,路明遠笑著搖了搖頭,回道“我就不去了。我那神通符文還沒搞清楚呢,可不敢分心。不過有了好消息,你可一定要通知我!我到時候好好瞻仰瞻仰!”
“行!保證不會落下你!”
發完這句話後,遠在瀟湘書院的薑子淳感覺自己的好心情一下子沒了,不過下一刻,她長舒了一口氣,重新打起精神,準備迎接新的挑戰。
她心道還是數學有趣!
說實話,薑子淳也不知道自己這一刻是什麽感覺。
是該失落,該釋然,還是該高興?
說實話,她自己也分不清楚。
不過在心中,她已經默默的將某人的位置拉遠了些。免得打擾到自己。完後,她便準備繼續進入數學幻境,和其他夥伴們一起攻略數學難題。
不過就在這時,她的耳邊卻傳來了閨蜜安幼儀的聲音“子淳,你怎麽了?”
盡管薑子淳的神色變化隻有那麽短短的一瞬,但也讓旁邊的安幼儀給看了個正著。見閨蜜的情緒有些低迷,安幼儀相當的關心。
不過薑子淳聞言,卻隻是搖了搖頭,道了句“沒什麽!”
至於其他的,薑子淳沒有多說。
旁邊的安幼儀見到對方這幅表情,雖然知道對方肯定有什麽事瞞著自己,但是她卻也沒有繼續追問,隻是回了一句“好吧!”便不再多言。
不過說完後,安幼儀卻將自己的身子往閨蜜那邊移了移,表示有自己在呢,不用怕!
見此,薑子淳心中一暖,微微一笑,心道還是自己的閨蜜好啊!不像某些人,愛答不理的!算了不想那人了。
想罷,她便收起心思,繼續忙碌起了研究工作。
這裏說一句,前麵所說的“代數公理化”,其實是薑子淳他們看到佚名大師在《幾何》一書中介紹了“幾何公理化”,他們也知道公理化了之後的好處,所以自然也想將前麵的代數知識也進行公理化,重新整理歸納甚至重新推理。以求自洽、合理!
不過,這個過程比他們想象中的要難得多,也要雜亂的多,甚至有的地方毫無頭緒,所以他們中的大部分人也隻是在閑暇的時候才會加入進來,慢慢推進著。
這天。
夏天剛剛在線上和幾位同伴討論完畢,這時,侍女小綠端著茶水走進屋來。
小侍女將茶水遞給夏天後,磨磨蹭蹭了半晌,這才怯生生的小聲道了句
“公子,我能不能請教你一個問題?”
夏天聞言,抿了一口茶水,隨後看了眼跟前這個手足無措的侍女,嗬嗬一笑,溫和道“怎麽了?”
小綠見公子答應,嘻嘻一笑,連忙從盤子下麵抽出一張白紙,遞了過去。
“就是求這些陰影部分的麵積。我算了好幾次,結果答案都對不上,所以才來請教公子的。”
夏天接過一看,隻見白紙上有幾個大大小小的圓形、四邊形和三角形,而陰影部分呢,則是一塊用圓弧和直線圈起來的區域。
微微想了那麽幾秒,並且在心中計算了一番,夏天這才分析道
“你看啊!這條直線明顯過圓的直徑了,那麽這個三角形就是一個直角三角形,然後我們就可以根據勾股定理列出計算式,再然後……”
隨著夏天的解釋,小綠姑娘時而點頭若有所悟,時而皺眉苦思,開口問詢。
一問一答,好不和諧。
許久,隨著夏天一聲“這樣,我們就計算出了陰影部分的麵積。”小綠姑娘這才恍然大悟,連忙道謝。
“謝謝公子,小綠終於明白了!竟然是這樣!我怎麽沒想到呢。”
“行了,你回去後再好好想想,好好推理一番,爭取將這一類題目都弄懂!”
“那小綠就不打擾了!公子也早點歇息。”
聞言,夏天微微頷首,表示知道了。
小綠也壓抑著心中的喜悅,慢慢退出了房間。秋兒好像也不會,待會兒我去給她講解講解。想到得意處,小姑娘差點笑出聲來。
不過就在這時,夏天好像突然想起了什麽似的,連忙叫住了小綠,“等等,你剛剛問我的什麽?麵積?”
聽到喊聲,小綠頓時怔在了原地,她不知道公子怎麽突然問這個,不過她還是怯怯的回了一句“嗯!就是麵積,怎麽了,公子?”
聽到回話,這時,夏天似乎才如夢初醒一般,眼神漸漸有了焦距。
“沒事!你先下去吧!”
說罷,也不理依舊滿臉迷茫的小侍女,夏天趕緊掏出紙筆準備按照剛才的想法進行驗算。
“麵積?我怎麽沒想到呢,麵積就是一個標準的升冪運算嘛!”
說著說著,夏天根據想法,畫了一個坐標係,還有一條直線。
然後根據反向運算,求出了一個結果。
最後他卻發現,反向運算的結果居然和“這條直線與x軸,還有兩個平行於y軸的直線所圍成的圖形的麵積”相等。
也就是說,可以通過微商的反向運算來求麵積。
“這確實有點出人意料啊!”
“微商可以求斜率,而微商的反向運算可以求麵積。這確實神奇!”
“等等,我現在隻是驗證了直線的,還有更複雜的曲線的呢,得趕緊試一下。”
不過就在這時,夏天又想起了去年傳的沸沸揚揚的一道題目——求彎曲河流的麵積。
當時因為這道題目是官府發布的,所以吸引了一大群研究者爭相破解。
不過很顯然,沒什麽結果。
夏天記得當時可行性最高的一種方法是——將河流劃分為許許多多的小矩形或者小三角形,然後相加起來計算麵積。
不過因為各種各樣的原因,終究還是沒人能將其徹底搞清楚,以至於此道題目竟然登上了去年的“年度十大難題”之列,和龜兔賽跑、倍立方,還有“拆分立方數,四次方數”這些經典難題並列前十。
由此,可見這道題的經典程度了。
但是在此刻的夏天想來,如果自己的這種方法真的可以求出曲線和坐標軸圍城的麵積的話,那應該就可以破解這道難題了。
如果真的可以,那這不僅是新的數學,而是還是一百萬獎金呢。
想到此處,夏天的心裏更是激動。
揚名立萬就在此刻啊!
在這裏說一下,“年度十大難題”是路明遠在數學幻境裏麵開的一個評選活動,而且為了鼓勵大家積極參與,他還開了一個懸賞,一道題目的懸賞金是一百萬氣運點。
隻要解出,而且經過大眾的檢驗之後,就可以領取。
注意任何人都可以參與。不分種族,也不分高低貴賤。
當然,這個獎金肯定不是路明遠他自己掏的,而是要從運營成本裏麵扣除的。
。