第20節(jié)
原本的時(shí)空他管不著也沒能力去管,但在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)里,徐云不會(huì)讓楊輝三角與帕斯卡共享其名! 有牛老爺子做擔(dān)保,楊輝三角就是楊輝三角。 一個(gè)只屬于華夏的名詞! 隨后徐云心中呼出一口濁氣,繼續(xù)動(dòng)筆在上面畫了幾條線: “牛頓先生,您看,這個(gè)三角的兩條斜邊都是由數(shù)字1組成的,而其余的數(shù)都等于它肩上的兩個(gè)數(shù)相加。 從圖形上說(shuō)明的任一數(shù),r),都等于它肩上的兩數(shù)-1,r-1)及-1,r)之和?!?/br> 說(shuō)著徐云在紙上寫下了一個(gè)公式: ,r)=-1,r-1)+-1,r)(n=1,2,3,···n) 以及…… (a+b)^2=a^2+2ab+b^2 (a+b)^3=a^3+3a^2b+3ab^2+b^3 (a+b)^4=a^4+4a^3b+6a^2b^2+6ab^3+b^4 (a+b)^5=a^5+5a^4b+10a^3b^2+10a^2b^3+5ab^4+b^5 在徐云寫到三次方那欄時(shí),小牛的表情逐漸開始變得嚴(yán)肅。 而但徐云寫到了六次方時(shí),小牛已然坐立不住。 干脆站起身,搶過(guò)徐云的筆,自己寫了起來(lái): (a+b)^6=a^6+6a^5b+15a^4b^2+20a^3b^3+15a^2b^4+6ab^5+a^6! 很明顯。 楊輝三角第n行的數(shù)字有n項(xiàng),數(shù)字和為2的n-1次冪,(a+b)的n次方的展開式中的各項(xiàng)系數(shù)依次對(duì)應(yīng)楊輝三角的第(n+1)行中的每一項(xiàng)! 雖然這個(gè)展開式對(duì)于小牛來(lái)說(shuō)毫無(wú)難度,甚至可以算是二項(xiàng)式展開的基礎(chǔ)cao作。 但是,這還是頭一次有人如此直觀的將開方數(shù)用圖形給表達(dá)出來(lái)! 更關(guān)鍵的是,楊輝三角第n行的m個(gè)數(shù)可表示為-1,m-1),即為從n-1個(gè)不同元素中取m-1個(gè)元素的組合數(shù)。 這對(duì)于小牛正在進(jìn)行的二項(xiàng)式后續(xù)推導(dǎo),無(wú)疑是個(gè)巨大的助力! 但是…… 小牛的眉頭又逐漸皺了起來(lái): 楊輝三角的出現(xiàn)可以說(shuō)給他打開了一個(gè)新思路,但對(duì)于他現(xiàn)在所卡頓的問(wèn)題,也就是(p+pq)m/n的展開卻并沒有多大幫助。 因?yàn)闂钶x三角涉及到的是系數(shù)問(wèn)題,而小牛頭疼的卻是指數(shù)問(wèn)題。 現(xiàn)在的小牛就像是一位騎行的老司機(jī)。 拐過(guò)一個(gè)山道時(shí)忽然發(fā)現(xiàn)前方百米過(guò)后一馬平川,景色壯美,但面前十多米處卻有一個(gè)巨大的落石堆擋路。 而就在小牛糾結(jié)之時(shí),徐云又緩緩說(shuō)了一句話: “對(duì)了,牛頓先生,韓立爵士對(duì)于楊輝三角也有所研究。 后來(lái)他發(fā)現(xiàn)二項(xiàng)式的指數(shù)似乎并不一定需要是整數(shù),分?jǐn)?shù)甚至負(fù)數(shù)似乎也是可行的?!?/br> “負(fù)數(shù)的論證方法他沒有說(shuō)明,但卻留下了分?jǐn)?shù)的論證方法?!?/br> “他將其稱為……” “韓立展開!” …… 第25章 韓·數(shù)學(xué)鬼才·立 屋子里,徐云正在侃侃而談: “牛頓先生,韓立爵士計(jì)算發(fā)現(xiàn),二項(xiàng)式定理中指數(shù)為分?jǐn)?shù)時(shí),可以用e^x=1+x+x^2/2!+x^3/3?。玿^n/n?。瓉?lái)計(jì)算?!?/br> 說(shuō)著徐云拿起筆,在紙上寫下了一行字: 當(dāng)n=0時(shí),e^x>1。 “牛頓先生,這里是從x^0開始的,用0作為起點(diǎn)討論比較方便,您可以理解吧?” 小牛點(diǎn)了點(diǎn)頭,示意自己明白。 隨后徐云繼續(xù)寫道: 假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)結(jié)論成立,即e^x>1+x/1?。玿^2/2?。玿^3/3?。玿^k/k?。▁>0) 則e^x-[1+x/1?。玿^2/2?。玿^3/3?。玿^k/k!]>0 那么當(dāng)n=k+1時(shí),令函數(shù)f(k+1)=e^x-[1+x/1?。玿^2/2?。玿^3/3?。玿^(k+1)/(k+1)]!(x>0) 接著徐云在f(k+1)上畫了個(gè)圈,問(wèn)道: “牛頓先生,您對(duì)導(dǎo)數(shù)有了解么?” 小牛繼續(xù)點(diǎn)了點(diǎn)頭,言簡(jiǎn)意賅的蹦出兩個(gè)字: “了解?!?/br> 學(xué)過(guò)數(shù)學(xué)的朋友應(yīng)該都知道。 導(dǎo)數(shù)和積分是微積分最重要的組成部分,而導(dǎo)數(shù)又是微分積分的基礎(chǔ)。 眼下已經(jīng)時(shí)值1665年末,小牛對(duì)于導(dǎo)數(shù)的認(rèn)知其實(shí)已經(jīng)到了一個(gè)比較深?yuàn)W的地步了。 在求導(dǎo)方面,小牛的介入點(diǎn)是瞬時(shí)速度。 速度=路程/時(shí)間,這是小學(xué)生都知道的公式,但瞬時(shí)速度怎么辦? 比如說(shuō)知道路程s=t^2,那么t=2的時(shí)候,瞬時(shí)速度v是多少呢? 數(shù)學(xué)家的思維,就是將沒學(xué)過(guò)的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成學(xué)過(guò)的問(wèn)題。 于是牛頓想了一個(gè)很聰明的辦法: 取一個(gè)”很短”的時(shí)間段△t,先算算t=2到t=2+△t這個(gè)時(shí)間段內(nèi),平均速度是多少。 v=s/t=(4△t+△t^2)/△t=4+△t。 當(dāng)△t越來(lái)越小,2+△t就越來(lái)越接近2,時(shí)間段就越來(lái)越窄。 △t越來(lái)越接近0時(shí),那么平均速度就越來(lái)越接近瞬時(shí)速度。 如果△t小到了0,平均速度4+△t就變成了瞬時(shí)速度4。 當(dāng)然了。 后來(lái)貝克萊發(fā)現(xiàn)了這個(gè)方法的一些邏輯問(wèn)題,也就是△t到底是不是0。 如果是0,那么計(jì)算速度的時(shí)候怎么能用△t做分母呢?鮮為人……咳咳,小學(xué)生也知道0不能做除數(shù)。 到如果不是0,4+△t就永遠(yuǎn)變不成4,平均速度永遠(yuǎn)變不成瞬時(shí)速度。 按照現(xiàn)代微積分的觀念,貝克萊是在質(zhì)疑lim△t→0是否等價(jià)于△t=0。 這個(gè)問(wèn)題的本質(zhì)實(shí)際上是在對(duì)初生微積分的一種拷問(wèn),用“無(wú)限細(xì)分”這種運(yùn)動(dòng)、模糊的詞語(yǔ)來(lái)定義精準(zhǔn)的數(shù)學(xué),真的合適嗎? 貝克萊由此引發(fā)的一系列討論,便是赫赫有名的第二次數(shù)學(xué)危機(jī)。 甚至有些悲觀黨宣稱數(shù)理大廈要坍塌了,我們的世界都是虛假的——然后這些貨真的就跳樓了,在奧地利還留有他們的遺像,某個(gè)撲街釣魚佬曾經(jīng)有幸參觀過(guò)一次,跟七個(gè)小矮人似的,也不知道是用來(lái)被人瞻仰還是鞭尸的。 這件事一直到要柯西和魏爾斯特拉斯兩人的出現(xiàn),才會(huì)徹底有了解釋與定論,并且真正定義了后世很多同學(xué)掛的那棵樹。 但那是后來(lái)的事情,在小牛的這個(gè)年代,新生數(shù)學(xué)的實(shí)用性是放在首位的,因此嚴(yán)格化就相對(duì)被忽略了。 這個(gè)時(shí)代的很多人都是一邊利用數(shù)學(xué)工具做研究,一邊用得出來(lái)的結(jié)果對(duì)工具進(jìn)行改良優(yōu)化。 偶爾還會(huì)出現(xiàn)一些倒霉蛋算著算著,忽然發(fā)現(xiàn)自己這輩子的研究其實(shí)錯(cuò)了的情況。 總而言之。 在如今這個(gè)時(shí)間點(diǎn),小牛對(duì)于求導(dǎo)還是比較熟悉的,只不過(guò)還沒有歸納出系統(tǒng)的理論而已。 徐云見狀又寫到: 對(duì)f(k+1)求導(dǎo),可得f(k+1)'=e^x-1+x/1?。玿^2/2!+x^3/3?。玿^k/k! 由假設(shè)知f(k+1)'>0 那么當(dāng)x=0時(shí)。 f(k+1)=e^0-1-0/1?。?/2?。?-0/k+1!=1-1=0 所以當(dāng)x>0時(shí)。 因?yàn)閷?dǎo)數(shù)大于0,所以f(x)>f(0)=0 所以當(dāng)n=k+1時(shí)f(k+1)=e^x-[1+x/1?。玿^2/2?。玿^3/3?。玿^(k+1)/(k+1)]!(x>0)成立! 最后徐云寫到: 綜上所屬,對(duì)任意的n有: e^x>1+x/1?。玿^2/2?。玿^3/3!+……+x^n/n?。▁>0) 論述完畢,徐云放下鋼筆,看向小牛。 只見此時(shí)此刻。 這位后世物理學(xué)的祖師爺正瞪大著那一雙牛眼,死死地盯著面前的這張草稿紙。 誠(chéng)然。 以目前小牛的研究進(jìn)度,還不太好理解切線與面積的真正內(nèi)在含義。 但了解數(shù)學(xué)的人都知道,廣義二項(xiàng)式定理其實(shí)就是復(fù)變函數(shù)的泰勒級(jí)數(shù)的特殊情形。 這個(gè)級(jí)數(shù)與二項(xiàng)式定理是兼容的,系數(shù)符號(hào)也是與組合符號(hào)兼容的。 所以二項(xiàng)式定理可以由自然數(shù)冪擴(kuò)充至復(fù)數(shù)冪,組合定義也可以由自然數(shù)擴(kuò)充至復(fù)數(shù)。