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四十二、各领“风骚”之数学三剑客

数学老师,也是一位女老师,姓周,三十五岁的样子,个子不太高,非常严肃。

当陈若磊和章栋大汗淋漓地跑到教室的时候,周老师严厉地看了他们一眼,随即示意他们回到座位上。两人灰溜溜地坐定,心虚地看向讲台。

周老师丝毫没有计较他俩迟到的事情,随后转身在黑板上写下“周志雪”三个字,然后非常自然的开始了讲课:“这是我的名字,你们叫我周老师就行。请大家翻开课本第一页,开始高中阶段数学的学习。大家知道,数字是非常奇妙的,根据分类标准不同,可以分为奇数、偶数,分数、整数,常数、未知数等等。有人说,即将进入的二十一世纪是数字化的世纪,全球万物皆可以用数字表述。那么,我们进入高中阶段,要经常面对的不再是明确的、具体的数字问题,比如应用题,不再纠结于具体的数值100个、面积50平方米、体积3000立方米等等,而是进入代数的广阔空间,如以字母如A\B\C这种更为规律性的代替性的数字,代表广泛性的已知的常数认知;以X\Y\Z代表未知数的认知。同时,开始进入以拉丁字母α\β\γ\δ\ε”表述广泛性的定律;以解析几何来分析传统的、空间化、感官几何。下面,我想了解一下,大家对代数的理解是什么?哪位同学可以回答一下,请主动举手?”周老师满怀热情地扫视教室。

教室里顿时寂静一片,翻书声不绝,唯有三个人在闭目沉思。突然,其中的一个毅然举起了右手。

“这位同学,请回答?”周老师高兴的指了指举手的人,许玉临。

“代数,我认为是个相对概念,是相对于算术而言的;同时她又是与方程式相伴而生的。高名思义,就是刚才老师说的,用字母表示数简明地表示以前算术所表达的规律和特征,具有简捷、普遍的优越性,如最简单的加减乘除,并有更高层次的、普遍性的表达自然规律的一种认知世界的形式。这里,我还有补充的是,数学是最为基础的自然科学,一起的自然规律和特征都可以用数学表示,而很多未知的、尚在研究中的规律和特征,不能用明确的数字像1、2、3等这样浅白的表述,而通过英文字母或阿拉伯字母等广义的形式来表述。回答完毕。”说完,他大大的头颅向老师点了点,旋即坐下,依旧淡然的样子。

“非常酷!”这是华远盛对他今天的发言和表现的高度评价。

周老师也十分满意,微笑着说:“这位同学,回答的很好。他说出了代数的基本含义,还加上了自己的理解,非常好。对了,咱们班上选出了各科的课代表了吗?班长呢?”

周老师的提问,引得大家把目光引向了李素素。作为班长,正是代表班级发言的时候。

李班长连忙站起来,说:“周老师,我是班长,叫李素素。前几天班上选出了班委和团委,还没有定课代表。我认为,课代表在某周意义上是一门课程的形象代言人,负责引领和督促班级同学在这个课程上的学习,由任课老师确定为比较好。”

周老师笑了笑,伸手示意李素素坐下,然后右手掌前伸,对着许玉临说,“不知道刚才回答问题的这位同学是否乐意作数学课代表?和全班同学一起努力,瞄准高考、学好数学?”

许玉临张大了嘴巴,一向沉稳的他,此时有一点不再淡定,赶紧站了起来,挠着后脑勺,声音不大地说:“我,我乐意,但是就怕自己当不好。”

周老师鼓励地说:“我相信你能当好数学课代表。对了,你叫什么名字?”

“许玉临。”他开始有了自信,声音比刚才高了一些回答。

周老师满意地示意他坐下。然后,转身在黑板上写了几行数字:

1/2=

1/2+1/6=

1/2+1/6+1/12=

1/2+1/6+1/12+1/20=

有些心急手快的同学,开始了在稿纸上的验算,第一个等于“1/2”,第二个等于“2/3”,第三个等于“3/4”,第四个等于“4/5?”对,就是“4/5”,如果有第五个呢?会不会是“5/6?”

写了四行后,周老师回过头,笑着看着大家,“我想大家已经计算好了这四个答案吧?”

看着不少同学点头,周老师继续说:“以上四个答案分别是1/2、2/3、3/4、4/5,大家发现它们的规律没有?”

“分母比分子大一个数。”王朔抢先说道。

“我,我认为,分子分别是1、2、3、4,分母分别是2、3、4、5,各自组成一个数列。”高冷也站起来,赶紧补充道。

“嗯,你们俩回答的很好。其他同学还要要补充的吗?”周老师一边微笑着对他俩的回答点头,一边又鼓励着大家继续回答。

一分钟前“走马上任”的许玉临此时双手抱肩,手指如同弹钢琴一样快速地点着胳膊,眉头轻锁,若有所思。

这时,一个平头、带着眼镜、说话带有明显的建屏县口音的男生站起来,一边思索一边说道:“周老师,我想如果下面再出现几行算式的话,那应该是:

1/2+1/6+1/12+1/20+1/30=5/6

1/2+1/6+1/12+1/20+1/30+1/42=6/7

1/2+1/6+1/12+1/20+1/30+1/42+1/56=7/8

等等,以此类推。”

说话的这个同学,叫陈默。听到他的话,不少同学赶紧忙着验算,从他们的表情可以看出,陈默的计算非常准确。

此时,有一个声音不经意间冒出,燕州口音,略带玩世不恭的语气:“以此类推,这几行数字的规律应该是:

1/(1*2)=1/2

1/(1*2)+1/(2*3)=2/3

1/(1*2)+1/(2*3)+1/(3*4)=3/4

1/(1*2)+1/(2*3)+1/(3*4)+1/(4*5)=4/5

1/(1*2)+1/(2*3)+1/(3*4)+1/(4*5)+1/(5*6)=5/6

1/(1*2)+1/(2*3)+1/(3*4)+1/(4*5)+1/(5*6)+1/(6*7)=6/7

1/(1*2)+1/(2*3)+1/(3*4)+1/(4*5)+1/(5*6)+1/(6*7)+1/(7*8)=7/8”

说话的这位,正是陈默的同桌,胖胖而敦实,全身上下如同雪人,圆头、大肚,头发黑浓,络腮胡须较一般同学显得很是显眼,他叫庞士博。

陈默看了看他,认真地点了点头,继续说:“所以,每一行最后一个数字的分母可以看做两个相邻数字的乘积,而答案就是由这两个数字分别作为分子和分母组成,小数为分子,大数为分母。”

“我们认为,这是有一定规律性的,还可以再扩展到其他的算式。比若说,不是相邻为1,而是相邻为2或3或3,这样的结果是什么?还有待推导证明。”庞士博补充道。他两个同桌好像说相声般一唱一和,听得一些同学纷纷张大嘴,瞪着眼,一副不可置信的样子。

司徒寄云顿时对他们有了兴趣,因为数学历来都是高考最难的,也是决定总分高低的关键,而数学成绩好的同学望望有着某种天赋。凌慕卿、柳婉兮、文静这些女生们也非常惊喜,因为女生们对数学感兴趣的不多,成绩都不是特别优异,所以对数学成绩好的同学是发自内心的高兴和羡慕。

这里就不得不提,同校同班学习与个体独自摸索的比较优势了,一般一个班级的同学中出了某个课目的“高手”对整个班级在该课目学习的带动作用是显著的,就像跑步一样,会出现领跑作用、跟跑效应和争先恐后的竞争氛围。同时,也可以认为是氛围和环境的影响。几年之后,华远盛在华中地区的著名科技高校中,听到了教育大家的“泡菜理论”正是对这一现象的高境界的朴实解释。

“所以说……”

“所以说……”

“所以说……”

让人吃惊的是,许玉临、陈默、庞士博三个人同时说出了这三个字,三人相视一笑,类似与二十一世纪第二个十年的时候流行语:你懂得。

待许玉临做出了右手轻轻上抬“你请”的手势后,陈默憨憨的一笑,庞士博当仁不让般说出了答案:

“所以说,可以按照代数的方式表示,1/(1*2))+1/(2*3)+1/(3*4)+……+1/((N-1)*N)=1-1/(N+1)=N/(N+1)”。

说完,小小得意地看了看许、陈两人,看到两人回以认可的点头,咧开大嘴傻笑了起来。

周老师面带微笑带头鼓掌,全班同学也卖力

地鼓起掌来。其中,不少男生暗暗地埋下心愿,一定要好好努力学习,要像他们一样……,嗯,先用“引人注目”来表示吧。

这时候的陈默、庞士博反而害羞地坐下来,脸唰地红了。许玉临依旧神情不变,默默地坐下来,还在思考着什么。

很快地,周老师又在黑板上写下了一行数字,

1/(1*3)=1/3

1/(1*3)+1/(3*5)=2/5

1/(1*3)+1/(3*5)+1/(5*7)=3/7

……

??

“果然,还有深度的推演。”许玉临心中暗道,“我就想不可能这么简单。”

这一次,大家吸取上次的经验教训,不再争先恐后地在纸上验算,而是陷入了凝重的思考中,草纸上出现的多是N、N+1、N+2等等。

代数之门,正式打开了!

不过,大家又发现了新的问题,虽然结果很明显是N/(2N+1),但是再套用上面的算法时,却找不到规律了,推演的过程怎么也打不通。

全班又一次陷入了沉寂。

“代数,一定还是代数的思维。”陈默心中铆钉一股劲儿,一定得破解,笔在草纸上飞速的划着,很快铺满一张,又换一张,旁边的庞士博也是如此。

沉寂中写字的沙沙声逐渐密集起来,这应该是数学领域美丽的音符。自有人类产生以来,不知有多少人为之沉醉,数学之酒越来越醇美。

只有许玉临一个人桌上的白纸一个字也没写,这是他的习惯,在没有思路时,只有苦苦沉思。

看到奋笔疾书的同学们,周老师欣慰地点点头,转过身,继续在黑板空白处又写上新的几行数字:

1/(1*5)=1/10

1/(1*5)+1/(5*9)=2/9

1/(1*5)+1/(5*9)+1/(9*13)=3/13

??

……

对比这段数字,许玉临的思路一下子扩展开来,原本双手抱肩、一直紧锁眉头,默默思考的他,现在突然疾书起来。

五分钟后,周老师的甜美的声音响起,“大家有没有推算出规律呀?”

陆续地,有几个同学抬起了头,高傲地抬起了头,一副得胜将军的姿态。凌慕卿也推算出了结果,只是谨慎的她,不确认是否正确。她的同桌,文静则愁眉苦脸地还在草纸上划着,一层细细的汗珠密布她的脑门上,眉头紧锁、小嘴翘起,眼睛里也蒙了一层薄雾。

凌慕卿小心地推了推文静的胳膊,在她的稿纸某一行的算式上轻轻写了一个字母,文静恍然大悟,紧紧抓住了凌慕卿的胳膊,崇拜地看着她。凌慕卿抿嘴一笑,推开她的手,文静乐呵呵地在稿纸上开始和新的演算。

“不知哪位同学可以将自己算出来的规律,在黑板上演算一下?”周老师环视四周,看到庞士博跃跃欲试的眼神,戏谑地点了点头。

庞士博猛地站起来,陈默无奈地向前挪了挪身体,让出更大的空间给他快速走出,大步流星般走上讲台,在最右侧的黑板空白处写出了自己的答案:

1/(1*(1+a))+1/((1+ a) *(1+ 2a))+……1/((1+(n-1) a) *(1+ Na))=1-1/(N* a+1)=N/(N a+1)

在公式的最后,用粉笔头重重地在黑板拧了几下,形成一个重重的点后,把粉笔头随手一抛,划出短短地弧线,落入黑板下方的细长的粉笔托盘上,然后一甩头,仿照港台影视剧中才子的经典造型,潇洒地回转会座位,只是这一系列动作配上他胖胖敦敦的身材,显得很不协调。

陈默哭笑地点点头,待他回座位后,默不作声地在他的草纸上画了一下,他张大嘴巴,双手紧紧抓了抓头,一副懊恼的神情。

正当其他同学看着庞士博的算式,羡慕嫉妒恨的时候,许玉临轻轻站了起来,走上讲台,将其中的“1”换成了字母“i”,然后又轻轻走回了座位。庞士博对着他小鸡啄米似的点点头。

周老师长舒一口气,这些学生的数学素质真好!我,以你们为骄傲,希望今后三年里,我们共同努力,为三年后辉煌而努力。

“叮铃……”下课铃声响起,大家才发现,时间在全身心得投入计算中,不经意地溜走了。

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