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        漫話數(shù)列

        2016-12-02 03:52:40
        新高考·高一數(shù)學(xué) 2016年4期
        關(guān)鍵詞:古巴比倫四象微積分

        每個(gè)人幾乎在上幼兒園之前就開始學(xué)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(xué)的最初接觸是從數(shù)列開始的。

        數(shù)列的概念一點(diǎn)也不深?yuàn)W,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(gè)自然數(shù)的和時(shí),人們總習(xí)慣于將它們依次相加。18世紀(jì)“數(shù)學(xué)王子”高斯,小小的年紀(jì)卻發(fā)現(xiàn)了令人拍案叫絕的方法。這種配對(duì)相加,幾乎每個(gè)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(jìng)無人拂去塵土,讓其綻放光彩。真是太不可思議了。

        其實(shí),人類對(duì)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(guó)、古希臘等數(shù)學(xué)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?dāng)?shù)是什么意思?它包含了怎樣的規(guī)律?長(zhǎng)期以來人們猜測(cè)紛紛。最終用古巴比倫的60進(jìn)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?dāng)?shù)表示的就是數(shù)列:1,22,32,42,52,62,72,82,…,592。把這一串?dāng)?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(guó)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(xué)內(nèi)容,在某些方面,古代數(shù)學(xué)家們已經(jīng)做了很深入的研究。

        雖然數(shù)列的歷史久遠(yuǎn),然而它與近現(xiàn)代數(shù)學(xué)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(xué)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(xué)好近現(xiàn)代數(shù)學(xué),必須要學(xué)好數(shù)列。

        中學(xué)數(shù)學(xué)中,函數(shù)起著統(tǒng)領(lǐng)其他數(shù)學(xué)知識(shí)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(shí)函數(shù)的定義域?yàn)檎麛?shù)集(或其子集(1,2,3,…,n)),當(dāng)自變量由小到大取值時(shí)對(duì)應(yīng)的一列函數(shù)值,便是數(shù)列。

        在實(shí)際生活和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中,很多問題都與數(shù)列密切相關(guān)。如分期付款、個(gè)人投資理財(cái)以及人口問題、資源問題等都可運(yùn)用所學(xué)數(shù)列知識(shí)進(jìn)行分析,從而予以解決。

        數(shù)列無論是對(duì)我們的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),還是個(gè)人的生活及發(fā)展都有著十分重要的作用。相信在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中,數(shù)列的奇妙之處一定會(huì)不斷被發(fā)現(xiàn)。

        弓月

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