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第10章 丑陋却万能的二次方程求根公式(1)

x的奇幻之旅 作者:(美)史蒂夫·斯托加茨


二次方程求根公式,可能是数学公式中最被“低估”的一个了。它可以说是数学界的罗德尼·丹泽菲尔德(美国著名的喜剧演员),虽然足够优秀,却总是得不到尊重。

显然,专业人士似乎并不是十分欣赏二次方程求根公式。曾经有过不少这一类的调查,让物理学家和数学家们列出他们所认为的史上最美或最重要的10 个公式。

二次方程求根公式一次也没有入围。在这类“选美”比赛中,1 + 1 = 2 肯定每次都有一大群支持者;E = mc2 也是名声在外,一再获选;勾股定理a2 + b2 = c2 看上去更是一副了不起的样子。但是,二次方程求根公式永远只能扮演灰姑娘的角色。

不得不承认,二次方程求根公式看上去确实很不美观。有不少学生会把二次方程求根公式当成一条咒语机械地背下来:“x 等于2a 分之负b 加减根号下b 的平方减去4ac。”还有的学生连背也背不下来,面对着这一大堆字母、符号、数字的组合,面如死灰,仿佛见了鬼,只会呆若木鸡地对着这个公式。这个令人闻风丧胆的求根公式是这样的:

x=(-b±√(b^2-4ac))/2a

只有当你真正了解了这个公式是用来做什么的,你才能透过它不甚讨人喜欢的外表,看到这个公式的内在美。希望通过这一章节的阅读,你能体会到这个公式所蕴含的智慧,能够对二次求根公式的起源和意义有一个更深入的了解。

在现实世界里,很多时候我们都需要解出一个未知变量的值。比如,治疗一个甲状腺肿瘤的时候,放射治疗的放射剂量应该多大为宜?如果想用30年的时间还清一笔数额为200 000美元、年利率为5%的住房抵押贷款,那么每个月的还款额应该是多少?火箭的速度至少要达到多少,才可以摆脱地球引力?

随着代数的产生和发展,人类慢慢地摸索出了一些解决上述问题的方法和经验,并且逐步能够应付一些简单的求解未知变量的问题。在古埃及、古巴比伦、古希腊和古印度学者们的引导下,终于在公元800年左右,伊斯兰教国家的数学家们比较系统地拓展了这个领域。这一数学进步的原动力,是为了解决伊斯兰法律下的遗产计算问题。

假设一位寡妇去世的时候一共留下了10迪拉姆的遗产。这笔遗产由她的两个儿子和一个女儿继承。关于遗产分配,伊斯兰法律是这样规定的:两个儿子所继承的遗产份额应该相同,而每个儿子所得的遗产应该是女儿的2倍。现在的问题是:两个儿子和一个女儿分别应该继承多少遗产呢?


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