弓月
數列對于我們來說其實一點也不陌生。小時候剛學說話,便會扳著手指數1,2,3,4,5,…,這是我們最早接觸的數列。至于后來的高斯計算前100個正整數的和、讓印度國王在國際象棋棋盤上放麥粒的故事,更是耳熟能詳,同時也領略到數列中展現出的人類智慧。
數列在生活中可謂無處不在。我們思考問題時,為追求簡便,常按一定的次序來處理事情,用次數、天數、月數、年數等順次進行記錄,這樣便不知不覺生成了數列。
數列不僅是我們必備的數學知識,是形成數學素養(yǎng)的基本材料,也是拓展視野、認識世界的有力工具。
“圓周率到底是多少?”歷史上這曾是一件讓世人大傷腦筋的事。我國魏晉期間偉大的數學家劉徽,獨創(chuàng)了一種叫“割圓術”的方法求圓周率:設圓的直徑為1,依次計算圓的內接正三角形、正六邊形、正十二邊形、正二十四邊形、正四十八邊形、正九十六邊形…的周長。用今天的話來講,就是把這些周長依次排成一個數列。劉徽發(fā)現這個數列的項無限趨近于一個常數,這個常數就是圓周率。為什么呢?劉徽說:“割之彌細,所失彌少,割之又割,以至于不可割,則與圓合體而無所失矣?!痹跀档谋平?,圓周率無所遁形。
1766年,德國中學數學教師提丟斯,把人們熟悉的等比數列3,6,12,24,48,96,192…作簡單變換后得到數列0.4,0.7,1,1.6,2.8,5.2,10,19.6…令他驚奇的是,這個數列的每一項與當時已知的六大行星(即水星、金星、地球、火星、木星、土星)到太陽的距離比例(地球到太陽的距離定為1個單位)有著一定的聯系。以該數列為線索,1781年,英籍德國人赫歇爾在接近19.6的位置上(即數列中的第八項)發(fā)現了天王星;1801年,德國天文愛好者奧伯斯在數列的第五項,即2.8的位置上又發(fā)現了一顆對應的行星——谷神星。數列還可能是自然界事物內在數量關系的某種體現。
深入研究數列時會發(fā)現,它與函數有著密切的聯系。函數可以用列表法、圖象法、解析法表示。數列也可以用列表、圖象、通項公式表示。從本質上講,數列就是函數。只不過此時函數的定義域為正整數集或它的有限子集{1,2,3,…,n}。這樣,在學習數列時,可以從函數的視角來看待它,用函數的方法來研究它。相應地,我們也可以借助數列來認識不同角度的函數。其實,在我們剛學習函數的時候,就已經這么做了。大家還記得描點法作函數圖象嗎?為了畫出函數圖象,先在自變量中選取一些特殊值,再列表、描點。這實際上就是從函數中抽取出一個數列,讓我們通過數列來認識函數。
掌握了數列知識,相信你的數學眼光一定會更有穿透力。endprint