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大國(guó)院士

第四十二章:奇怪的問題和奇怪的答案

大國(guó)院士 少一尾的九尾貓 2088 2022-10-30 11:37:50

  “我試試?!毙齑ɑ氐馈?p>  盡管紙卡上的題他能解出來(lái),但他也沒有將話說(shuō)滿,只是表示自己先嘗試一下。

  如果用常規(guī)的方法,他肯定是能做出來(lái)的。

  但從張偉平剛剛的話語(yǔ)中,徐川知道他關(guān)心的應(yīng)該是晚上解題時(shí)使用的那種方法。

  現(xiàn)在自己解題,應(yīng)該也要從這種方法上出發(fā)。

  而這種將狄利克雷函數(shù)轉(zhuǎn)變成積分的思路,他也才研究出來(lái)不久的,都還沒有發(fā)表過(guò),不知道能不能應(yīng)用于這種數(shù)學(xué)規(guī)律題上。

  ......

  注意力重新回到手中的卡紙上,徐川認(rèn)真的將卡紙上的題目重新閱讀了一遍,然后陷入了沉思。

  一旁,張偉平緊張又期待的看著。

  他想上前去觀察,但又擔(dān)心干擾到了徐川解題。

  今晚國(guó)集學(xué)生做的那三道題目,的確就是從紙卡上拆解下來(lái)的。

  也正是如此,他才那么重視這種新的解題方法。

  解題的方法和步驟越是簡(jiǎn)便,對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型也就越容易編寫出來(lái),這對(duì)于信息戰(zhàn)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模的重要性極高。

  徐川倒是沒想那么多,雖說(shuō)這是他的目標(biāo),但他暫時(shí)還沒將這事聯(lián)系到IMO之后的信息戰(zhàn)上面去。

  現(xiàn)在才國(guó)集,距離IMO舉辦還有幾個(gè)月的時(shí)間。

  他只當(dāng)這種新的數(shù)學(xué)解題法引起了張偉平的注意,畢竟對(duì)于任何一個(gè)數(shù)學(xué)家來(lái)說(shuō),一種全新的解題方法都是重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象。

  就像之前省集訓(xùn)的時(shí)候,他解物理題用了一種新方法立刻就引起了許成的注意一樣。

  ......

  思慮了一會(huì),徐川拾起手中的紙筆開始動(dòng)手演算。

  解:從拉普拉斯變換出發(fā),得L(f(t)/t)(s)=∫?sL(f(t))(9)pd......

  由此,可對(duì)狄利克雷積分可以得到∫?sL(f(t)....

  通過(guò)雙重有限積分進(jìn)行計(jì)算,該積分次序得(I?=∫?s∫??....)

  證:......

  簡(jiǎn)化法解狄利克雷函數(shù)的關(guān)鍵在于將其轉(zhuǎn)變成狄利克雷積分,這一步是通過(guò)數(shù)學(xué)分析或者復(fù)分析等方法進(jìn)行得。

  但狄利克雷函數(shù)作為一個(gè)處處不連續(xù)的可測(cè)函數(shù),數(shù)學(xué)分析和復(fù)分析法并不是所有情況都適用的。

  至少在這道完整的題目中,徐川找不到利用數(shù)學(xué)分析和復(fù)分析法的地方。

  思慮了一會(huì)后,他決定通過(guò)拉普拉斯變換和雙重有限積分來(lái)進(jìn)行扭曲這道狄利克雷函數(shù)規(guī)律。

  這種辦法雖然可行,但麻煩點(diǎn)也不小。

  最麻煩的地方在于題目中包含的進(jìn)制變換,它在計(jì)算數(shù)值時(shí),需要將數(shù)學(xué)常用的十進(jìn)制轉(zhuǎn)變成二進(jìn)制,這是很麻煩的地方。

  好在他之前學(xué)過(guò)一段時(shí)間的二進(jìn)制,才能不中斷計(jì)算,一路順暢的將狄利克雷函數(shù)轉(zhuǎn)變成狄利克雷積分。

  將函數(shù)轉(zhuǎn)變成積分后,接下來(lái)的思路就順暢多了,利用復(fù)變函數(shù)與積分進(jìn)行變換,然后求解就行了。

  花費(fèi)了一點(diǎn)時(shí)間,徐川將答案計(jì)算了出來(lái)。

  不過(guò)計(jì)算出來(lái)的答案反倒讓他感到很是疑惑。

 ?。?16.72)(39.56)(14.1225)!

  三組數(shù)字,很奇怪的答案,至少他從沒見過(guò)這樣的。

  之前就說(shuō)過(guò)了,狄利克雷函數(shù)的性質(zhì)相當(dāng)特殊,它是一個(gè)定義在實(shí)數(shù)范圍上、值域不連續(xù)的函數(shù),而且是一個(gè)偶函數(shù)。

  正常來(lái)說(shuō),它的答案數(shù)值是會(huì)平均對(duì)稱分布在Y軸兩段,也就是函數(shù)f(x)的定義域內(nèi)任意的一個(gè)x,都有f(x)=f(-x)。

  但很明顯上面的三組數(shù)值完全不符合狄利克雷函數(shù)的規(guī)律。

  但他又算出來(lái)了這個(gè)答案,這是個(gè)什么情況?

  盯著求解出來(lái)的答案,徐川有些摸不著頭腦,一時(shí)間,他甚至有些懷疑是不是自己求解的過(guò)程哪里弄錯(cuò)了,才會(huì)得到這樣一組數(shù)字。

  認(rèn)真的將自己的求解過(guò)程重新驗(yàn)證一邊后,他終于確定自己的求證過(guò)程并沒有什么問題,有問題的是題目。

  “張老師,您看看這個(gè)答案是不是對(duì)的,我怎么感覺有點(diǎn)問題?”

  確定自己的解答步驟沒有問題后,徐川起身將手中的稿紙遞給了站在一旁的張偉平。

  “解出來(lái)了嗎?”

  張偉平有些恍惚,看了眼手機(jī),時(shí)間大概過(guò)去了十五分鐘左右。

  十五分鐘,就能破譯出來(lái)一道加密訊息?

  這速度,比他們這些信息安全司里面的大部分?jǐn)?shù)學(xué)教授都要快了。

  這可能嗎?

  一個(gè)高中生,數(shù)學(xué)能力比大部分的數(shù)學(xué)教授都要強(qiáng)?

  還是說(shuō)這種解題方法真的有這么簡(jiǎn)便?亦或者,是他沒解出來(lái),寫了個(gè)錯(cuò)誤的解答過(guò)程和答案?

  張偉平情不自禁的咽了下口水,伸手接過(guò)稿紙看去。

  他沒先去看證明過(guò)程,而是直接看向了最底部的答案。

  (116.72)(39.56)(14.1225)!

  答案完全正確!

  看著稿紙上的三組數(shù)字,張偉平呼吸頓時(shí)沉重了起來(lái)。

  答案正確,那么過(guò)程大概率也會(huì)是正確的。

  沒有正確的推到過(guò)程,隨便編寫幾個(gè)答案是不可能剛好對(duì)上的這組答案的。

  如果過(guò)程正確,那這種解題思路和方法......

  ......

  腦海中念頭劃過(guò),張偉平迅速將目光對(duì)上了占據(jù)大半頁(yè)篇幅的求證過(guò)程。

  半個(gè)小時(shí)過(guò)去,他終于長(zhǎng)舒了一口氣,抬起頭目光熠熠的盯著徐川,像看怪物一樣。

  眼前的這名學(xué)生,他現(xiàn)在是真的看不懂了。

  對(duì)于絕大部分的高中生,哪怕是能殺入IMO的競(jìng)賽生來(lái)說(shuō),高中三年也基本都是打基礎(chǔ)的階段。

  就算是天才,能在高中階段積累足夠的大學(xué)知識(shí),但積累知識(shí)和要將這些知識(shí)如魚得水般運(yùn)用起來(lái),也完全是兩個(gè)不同的概念。

  更何況是這種創(chuàng)新,就更難得了。

  如何沒有將腦海中的知識(shí)融匯貫通,想要?jiǎng)?chuàng)新是不可能的事情。

  更關(guān)鍵的是,眼下這種解題方法并不是單純的數(shù)學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)。

  利用拉普拉斯變換和雙重有限積分將狄利克雷函數(shù)轉(zhuǎn)變成狄利克雷積分,再運(yùn)用復(fù)變函數(shù)求積分,然后求解。

  這種解題思路,雖說(shuō)證明過(guò)程是單純的數(shù)學(xué)語(yǔ)言,但思路卻是融合了物理領(lǐng)域的阻尼自由振動(dòng)方程計(jì)算臨界和線性無(wú)關(guān)特解方面的計(jì)算公式

  相比較純數(shù)學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新,這種創(chuàng)新難度更高。

  畢竟一個(gè)人精通的知識(shí)區(qū)域一般都只有一個(gè),能將數(shù)學(xué)物理融會(huì)貫通的天才極少。

  就算有,也一般都是進(jìn)入大學(xué)甚至研究生后才展露出這種天賦。

  高中階段,他想都不敢想。

  .....

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