数学星空 发表于 2009-7-9 09:09:15

计算与证明

本帖最后由 数学星空 于 2009-7-9 14:05 编辑

计算器正和代数谈论一些数学上的问题。多年来,代数一直占统治地位,人们用代数的方法解决问题。但是近年来,人们越来越青睐于使用计算器解决问题,这使得计算器十分得意,它自认为比代数的方法有很大的优越性,此时它正向代数吹嘘它的新发现。

计算器:嘿,代数!你注意到了吗?从一个非常大的大数中减去1,这个数并不变化哎!

代数:怎么会呢?

计算器:过来,看我的屏幕!

计算器输入了一个自己喜爱的数字32,然后按了几次“平方键”,得到了1024、1048576、……、1.099511628×1012。

计算器:这绝对是一个大数。现在看当减去1时将会有什么变化!

正如计算器所说,即使做减1的动作好几次,那个大数也没有任何的变化。难道计算器说的果真是对的吗?代数想了想后认为自己发现了其中的问题。

代数:你在如何取近似数的问题上没有搞清楚!让我来告诉你吧,首先你用字母a来表示任意数。

提到字母的事计算器就头疼,代数总是爱卖弄字母的把戏。确实,价格便宜的计算器不能处理字母运算的问题,但是我们今天的这个计算器可以。

代数:你在听我说吗?

计算器:是的,你要说什么?

代数:我问你是不是-1比0还小?

计算器:是的。

代数:那好。在不等式-1<0两端同时加上a,就得到a-1<a,也就是a-1永远小于a,不管a是什么数。你所说的不过是当a非常大的时候,a-1近似地等于a。

计算器感觉有点不好意思,它又想起了另外的一个问题。

计算器:好吧,那你知道
有多少个根吗?

这下可真的问到了代数的痛处,因为代数一时没有办法解决这样的问题,代数显现出一脸的无可奈何。

代数:我不知道。你说有多少个?

计算器对代数的回答有点失望,它不知道代数是对它的问题没有兴趣还是因为回答不上来而不高兴。不管怎样,计算器的精神来了,他开始迅速地按键。

计算器:嘿,看着我的屏幕,我现在就开始做这两个函数的图象。

很快,函数和的图象出现在计算器的屏幕上。函数的图象看上去好象两条竖直的直线,而函数的图象是一条弯曲地从左到右逐渐升高的曲线,看上去图象有两个交点,因此有两个根。计算器又对屏幕的显示进行了一些调整,然后开始移动光标对准了左边的一点交点,这时屏幕显示出这个交点的横坐标,x=-0.99314。

计算器:快看,这个根近似地等于-0.99314!

利用同样的方法,计算器很快又得到了右边的交点的横坐标x=1.007。

计算器:不会再有其他的根了。因为的图象几乎是垂直线,而的图象上升得如此之慢,它永远也追不上上升的速度!

计算器的身体向后仰着,掩饰不住内心的沾沾自喜,这时代数正在做认真的思考。

代数:也就是说,你假设当x>1.007时,永远成立。现在让我们将不等式的两端同时开100次方,这时我们应该得到,对吗?

计算器:那当然!

代数:好,现在我来向你证明不永远成立。我们把一些相对较大的数代入不等式,比如1000,这时不等式的左边是1000,右边是210=1024。啊哈!1000不大于1024,这说明不永远成立。进一步,如果你知道一点微积分的知识的话,我可以证明给你:从这以后,永远大于x100!

计算器显得有些难为情,他本来是想要证明自己比代数更高明,但是到头来却让代数搞得自己很“业余”。一定要挽回自己的面子,计算器决定提一个他们两个都不能解决的问题。

计算器:嘿,代数!你知道$2005^2006$和$2006^2005$哪个数大一些吗?

代数:这确实是两个非常大的数!你准备把它们算出来吗?

对于代数的这句话,计算器尽了最大的努力才忍住没有笑出声来。他恢复了常态并进行了回答。

计算器:计算这样大的数我会溢出的。

代数:我想可能底数大的数应该大一些。为了证实这一点,让我们假设$2005^2006<2006^2005$。

下面我们运用一些代数的知识来进行计算。

首先

      $2005^2005×2005=2005^2006 $

根据假设

$2005^2006<2006^2005 $

上式两端同被$2005^2005$去除,得

    虽然经过了化简,但右边的数对于我来说还是太大,可对于你来说这只不过是小菜一碟,为什么你不算算看?

计算器有点受感动,代数居然还请他来共同分享成果。很快,计算器得到:

$(2006/2005)^2005≈2.7176$。

代数:2005不小于2.7176!也就是说,不等式是错误的!也就是说我的假设是错误的。由此可知$2005^2006>2006^2005$。

至此,计算器似乎明白了一个道理:如果他们合作的话,他们就可以解决单独一个人不能解决的问题。

计算器:我有一个想法,为什么我们今后不联起手来?首先你把问题简化到我可以处理的数字,然后我把计算的结果首先返回给你,然后再公布于众。

代数:这太好了!让我们把这个想法告诉孩子们。
本文转自诺贝尔学术资源网 http://www.i-nobel.com/bbs,☆文献互助、学术交流和学术资源

风云剑 发表于 2009-7-9 12:23:30

本帖最后由 风云剑 于 2009-7-9 12:27 编辑

最好编辑一下,2005^2006和2006^2005,你现在那个次方看不出来了还有其他一些地方估计是少了图,看不太明白了。

shshsh_0510 发表于 2009-7-9 13:11:31

我编辑了一下.
叫 证明 和 计算 可能更合适

数学星空 发表于 2009-7-9 14:04:46

呵呵,多谢两位,那就依SHSHSH_0510的吧,主要是这是转载过来的哟...
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