她头疼的是,费马一生中提了几百个假设,99%的假设都被后人证明是成立的。而费马的273个假设,她最多只研究过70个。
放下圆珠笔,闭目养神,绞尽脑汁想办法。
脑子飞过她所了解的费马假设,过滤掉几十条,她忽然想到了费马的(1+a)推论。她记得费马说过他自己的这个推论肯定是成立的,不必加以证明。可他死后100年,他的法国同胞证明了这个推论。
所以说……亦时念的的思路如泉水般涌出。十分钟之后,她写出了第2小题的全部证明过程,经费马(1+a)推论验证,这个证明是完全成立的,第4201行中任意一数为分数或负数的情形都适用。
搞定第二道大题,亦时念转战第三道大题。
第三题很难,也很有意思。
题面要求答题者绘制出太阳系行星运动示意图,所用图形只能包含椭圆、直线和点。
乍一看,这是道物理题或者天文学的题目。
但如果不懂数学,答题者很难绘制出正确的示意图。
如果只懂数学,对最基础的物理学或天文学一窍不通,也无法给出正确示意图。
亦时念画出第一个椭圆后,思索着下一步计划。
要给出正确答案,至少需具备三个最基础的物理学或天文学常识:太阳系有八大行星、它们自转的同时均围着太阳公转,以及开普勒第一定律。
太阳系有八大行星这是常识,2006年,国际天文联合会将冥王星定义为小行星,从太阳系九大行星中除名,所以太阳系有八大行星。
金、木、水、火、土、地球、海王星、天王星都围着太阳公转,这当然也是常识,小学生都知道。
开普勒第一定律的解释是:“每一个行星的轨道不是一个动圆联合的结果而是一个椭圆,太阳在它的一个焦点上。”这个定律记载于高中物理课本。
其实很多高中生均储备了大量的知识信息,各学科的都有,这些信息零散的分布在他们的大脑中,以碎片化的方式储存。如果不能按合理逻辑有效串联,他们会苦恼的发现,我读了很多书,但还是不会做题啊,那种综合性的难题根本无法下笔。
这就体现出数学的重要性了,数学是一种通用的强大工具,它服务于各自然科学,它提供简洁有效的数学描述和串联聚焦的思维逻辑。
即便是牛顿也无法用纯粹的物理语言完美解释天文学、力学和光学现象,所以他发明了积分,他用数学语言解释物理现象和天体运动。爱因斯坦同样如此,以及开普勒。
开普勒第一定律的文字描述只有一句话,开普勒推导出这句话用了大量的数学理论,他是个全能学者,在天文学、数学、光学上皆有极高造诣。
亦时念要做的是用几何作图法去阐述开普勒第一定律,她取S点代表太阳,A、B、C、D、E、F、G、H八点分别代表太阳系八大行星。
用几何作图法解释太阳系行星运动,也涉及到一些代数计算,比如说取地球公转周期和它到太阳的半主轴作为时间和距离的单位,这其实构成了一个方程组。开普勒当年用繁杂的代数方法求解这个方程组,耗费了他七年时间。开普勒去世那天,牛顿和莱布尼茨尚未出生,所以开普勒并不知道积分这种开挂般的存在。
二维作图只是简单的定量和定性,二次元能阐述的就是示意图,更高维度的精确阐述亦时念目前还做不到。
三节课的连堂包括课间是1两个小时三十五分钟,而亦时念只花了两个小时就完成了试卷。