第20節(jié)
原本的時空他管不著也沒能力去管,但在這個時間點里,徐云不會讓楊輝三角與帕斯卡共享其名! 有牛老爺子做擔保,楊輝三角就是楊輝三角。 一個只屬于華夏的名詞! 隨后徐云心中呼出一口濁氣,繼續(xù)動筆在上面畫了幾條線: “牛頓先生,您看,這個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數(shù)相加。 從圖形上說明的任一數(shù),r),都等于它肩上的兩數(shù)-1,r-1)及-1,r)之和?!?/br> 說著徐云在紙上寫下了一個公式: ,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,小牛的表情逐漸開始變得嚴肅。 而但徐云寫到了六次方時,小牛已然坐立不住。 干脆站起身,搶過徐云的筆,自己寫了起來: (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,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系數(shù)依次對應楊輝三角的第(n+1)行中的每一項! 雖然這個展開式對于小牛來說毫無難度,甚至可以算是二項式展開的基礎(chǔ)cao作。 但是,這還是頭一次有人如此直觀的將開方數(shù)用圖形給表達出來! 更關(guān)鍵的是,楊輝三角第n行的m個數(shù)可表示為-1,m-1),即為從n-1個不同元素中取m-1個元素的組合數(shù)。 這對于小牛正在進行的二項式后續(xù)推導,無疑是個巨大的助力! 但是…… 小牛的眉頭又逐漸皺了起來: 楊輝三角的出現(xiàn)可以說給他打開了一個新思路,但對于他現(xiàn)在所卡頓的問題,也就是(p+pq)m/n的展開卻并沒有多大幫助。 因為楊輝三角涉及到的是系數(shù)問題,而小牛頭疼的卻是指數(shù)問題。 現(xiàn)在的小牛就像是一位騎行的老司機。 拐過一個山道時忽然發(fā)現(xiàn)前方百米過后一馬平川,景色壯美,但面前十多米處卻有一個巨大的落石堆擋路。 而就在小牛糾結(jié)之時,徐云又緩緩說了一句話: “對了,牛頓先生,韓立爵士對于楊輝三角也有所研究。 后來他發(fā)現(xiàn)二項式的指數(shù)似乎并不一定需要是整數(shù),分數(shù)甚至負數(shù)似乎也是可行的?!?/br> “負數(shù)的論證方法他沒有說明,但卻留下了分數(shù)的論證方法?!?/br> “他將其稱為……” “韓立展開!” …… 第25章 韓·數(shù)學鬼才·立 屋子里,徐云正在侃侃而談: “牛頓先生,韓立爵士計算發(fā)現(xiàn),二項式定理中指數(shù)為分數(shù)時,可以用e^x=1+x+x^2/2!+x^3/3?。玿^n/n?。瓉碛嬎??!?/br> 說著徐云拿起筆,在紙上寫下了一行字: 當n=0時,e^x>1。 “牛頓先生,這里是從x^0開始的,用0作為起點討論比較方便,您可以理解吧?” 小牛點了點頭,示意自己明白。 隨后徐云繼續(xù)寫道: 假設當n=k時結(jié)論成立,即e^x>1+x/1!+x^2/2?。玿^3/3?。玿^k/k?。▁>0) 則e^x-[1+x/1!+x^2/2?。玿^3/3?。玿^k/k!]>0 那么當n=k+1時,令函數(shù)f(k+1)=e^x-[1+x/1?。玿^2/2?。玿^3/3!+……+x^(k+1)/(k+1)]?。▁>0) 接著徐云在f(k+1)上畫了個圈,問道: “牛頓先生,您對導數(shù)有了解么?” 小牛繼續(xù)點了點頭,言簡意賅的蹦出兩個字: “了解?!?/br> 學過數(shù)學的朋友應該都知道。 導數(shù)和積分是微積分最重要的組成部分,而導數(shù)又是微分積分的基礎(chǔ)。 眼下已經(jīng)時值1665年末,小牛對于導數(shù)的認知其實已經(jīng)到了一個比較深奧的地步了。 在求導方面,小牛的介入點是瞬時速度。 速度=路程/時間,這是小學生都知道的公式,但瞬時速度怎么辦? 比如說知道路程s=t^2,那么t=2的時候,瞬時速度v是多少呢? 數(shù)學家的思維,就是將沒學過的問題轉(zhuǎn)化成學過的問題。 于是牛頓想了一個很聰明的辦法: 取一個”很短”的時間段△t,先算算t=2到t=2+△t這個時間段內(nèi),平均速度是多少。 v=s/t=(4△t+△t^2)/△t=4+△t。 當△t越來越小,2+△t就越來越接近2,時間段就越來越窄。 △t越來越接近0時,那么平均速度就越來越接近瞬時速度。 如果△t小到了0,平均速度4+△t就變成了瞬時速度4。 當然了。 后來貝克萊發(fā)現(xiàn)了這個方法的一些邏輯問題,也就是△t到底是不是0。 如果是0,那么計算速度的時候怎么能用△t做分母呢?鮮為人……咳咳,小學生也知道0不能做除數(shù)。 到如果不是0,4+△t就永遠變不成4,平均速度永遠變不成瞬時速度。 按照現(xiàn)代微積分的觀念,貝克萊是在質(zhì)疑lim△t→0是否等價于△t=0。 這個問題的本質(zhì)實際上是在對初生微積分的一種拷問,用“無限細分”這種運動、模糊的詞語來定義精準的數(shù)學,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)學危機。 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,某個撲街釣魚佬曾經(jīng)有幸參觀過一次,跟七個小矮人似的,也不知道是用來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),才會徹底有了解釋與定論,并且真正定義了后世很多同學掛的那棵樹。 但那是后來的事情,在小牛的這個年代,新生數(shù)學的實用性是放在首位的,因此嚴格化就相對被忽略了。 這個時代的很多人都是一邊利用數(shù)學工具做研究,一邊用得出來的結(jié)果對工具進行改良優(yōu)化。 偶爾還會出現(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錯了的情況。 總而言之。 在如今這個時間點,小牛對于求導還是比較熟悉的,只不過還沒有歸納出系統(tǒng)的理論而已。 徐云見狀又寫到: 對f(k+1)求導,可得f(k+1)'=e^x-1+x/1!+x^2/2?。玿^3/3!+……+x^k/k! 由假設知f(k+1)'>0 那么當x=0時。 f(k+1)=e^0-1-0/1?。?/2?。?-0/k+1!=1-1=0 所以當x>0時。 因為導數(shù)大于0,所以f(x)>f(0)=0 所以當n=k+1時f(k+1)=e^x-[1+x/1!+x^2/2?。玿^3/3!+……+x^(k+1)/(k+1)]?。▁>0)成立! 最后徐云寫到: 綜上所屬,對任意的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。 只見此時此刻。 這位后世物理學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。 誠然。 以目前小牛的研究進度,還不太好理解切線與面積的真正內(nèi)在含義。 但了解數(shù)學的人都知道,廣義二項式定理其實就是復變函數(shù)的泰勒級數(shù)的特殊情形。 這個級數(shù)與二項式定理是兼容的,系數(shù)符號也是與組合符號兼容的。 所以二項式定理可以由自然數(shù)冪擴充至復數(shù)冪,組合定義也可以由自然數(shù)擴充至復數(shù)。