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      漫話數(shù)列

      2016-12-02 03:52
      新高考·高一數(shù)學 2016年4期
      關(guān)鍵詞:微積分古老基礎(chǔ)

      每個人幾乎在上幼兒園之前就開始學數(shù)數(shù)了,1,2,3,4,5,…,按一定的次序數(shù)下去。也可以這么說,我們與數(shù)學的最初接觸是從數(shù)列開始的。

      數(shù)列的概念一點也不深奧,但思考與數(shù)列有關(guān)的問題卻能顯示出無窮的智慧。在求1,2,3,…,n這n個自然數(shù)的和時,人們總習慣于將它們依次相加。18世紀“數(shù)學王子”高斯,小小的年紀卻發(fā)現(xiàn)了令人拍案叫絕的方法。這種配對相加,幾乎每個人一見就明白;但卻如同被薄沙覆蓋的鉆石,多少人在它面前經(jīng)過,競無人拂去塵土,讓其綻放光彩。真是太不可思議了。

      其實,人類對數(shù)列的研究很早就開始了。有關(guān)數(shù)列的古老話題,在阿拉伯、古印度、中國、古希臘等數(shù)學史藉中均有記載,分布十分廣泛。如在古巴比倫的泥版上就記有一串神秘的數(shù)字,翻譯成今天的記法如下:

      1,4,9,16,25,36,49,1·4,1·21,2·24,…,58·1。

      這一串數(shù)是什么意思?它包含了怎樣的規(guī)律?長期以來人們猜測紛紛。最終用古巴比倫的60進位制才獲得了令人信服的解釋,原來是這樣:

      1·4=60+4=64=82。1·21=60+21=81=92,…,58·1=58×60+1=3 481=592。

      這串數(shù)表示的就是數(shù)列:1,22,32,42,52,62,72,82,…,592。把這一串數(shù)相加,就是歷史上非常有名的自然數(shù)的平方和。

      古代《易》中有“是故《易》有太極,是生兩儀,兩儀生四象,四象生八卦”,《莊子·天下篇》中有“一尺之棰,日取其半,萬世不竭”。這里面包含了今天我們研究的等比數(shù)列,甚至是無窮等比數(shù)列。中國的《九章算術(shù)》、西方的歐幾里得《幾何原本》中都有豐富的數(shù)列內(nèi)容。它們表明,數(shù)列是非常古老的數(shù)學內(nèi)容,在某些方面,古代數(shù)學家們已經(jīng)做了很深入的研究。

      雖然數(shù)列的歷史久遠,然而它與近現(xiàn)代數(shù)學卻有著非常密切的聯(lián)系。數(shù)列的極限是函數(shù)極限的基礎(chǔ),函數(shù)極限是微積分的基礎(chǔ),微積分又是近現(xiàn)代數(shù)學的基礎(chǔ)。因此,數(shù)列雖歷經(jīng)千百年的發(fā)展,在今天依舊散發(fā)著青春活力。我們要學好近現(xiàn)代數(shù)學,必須要學好數(shù)列。

      中學數(shù)學中,函數(shù)起著統(tǒng)領(lǐng)其他數(shù)學知識的作用。從函數(shù)的角度看,數(shù)列也可視為函數(shù),是離散函數(shù)。此時函數(shù)的定義域為正整數(shù)集(或其子集(1,2,3,…,n)),當自變量由小到大取值時對應的一列函數(shù)值,便是數(shù)列。

      在實際生活和經(jīng)濟活動中,很多問題都與數(shù)列密切相關(guān)。如分期付款、個人投資理財以及人口問題、資源問題等都可運用所學數(shù)列知識進行分析,從而予以解決。

      數(shù)列無論是對我們的數(shù)學學習,還是個人的生活及發(fā)展都有著十分重要的作用。相信在數(shù)學的學習中,數(shù)列的奇妙之處一定會不斷被發(fā)現(xiàn)。

      弓月

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