王元院士從“什么是佩爾方程?”講起,一邊介紹歷史上曾經(jīng)有很多人研究過佩爾方程有沒有解,如何解的問題。同時他告訴學生們其實佩爾方程與佩爾這個人一點關系都沒有,但是為什么還要用他名字來命名呢?接著他又講了是誰命名佩爾方程的故事。
大約在公元1200多年印度人就知道了佩爾方程的解法。有文獻記載古希臘數(shù)學家在2000年前就知道這個方程,但是沒有證據(jù)表明他們在那個時期會解這個方程。大數(shù)學家歐拉也曾研究過佩爾方程,并取得了一些進展。最早證明佩爾方程解存在的是法國數(shù)學家拉格朗日,他在1768年寫了一本書,提出佩爾方程有解,有無窮多個解并給出了證明,這就是拉格朗日定理。雖然拉格朗日從數(shù)學上解決了佩爾方程解的存在性問題,但是從應用數(shù)學的角度來看,這個問題并沒有解決,研究才剛剛開始。
王元院士一邊講解佩爾方程研究的進展,一邊穿插地介紹與這些知識有關的故事。他說阿基米德曾經(jīng)用詩提出了一個“群牛問題”,但是兩千多年來一直沒有解決。直到21世紀這個問題才得到解決。為什么那么難?因為這是一個不定方程也叫丟番圖方程。所有數(shù)論與近代數(shù)學研究的最重要內(nèi)容就是研究不定方程,例如,數(shù)學家研究了350年才解決的費馬大定理與還未解決的哥德巴赫猜想都是不定方程,可見不定方程是很重要的。許多復雜的問題都是先一步一步地化成佩爾方程,然后再加以解決的。
雖然高一的學生還沒有學過不定方程的知識,但是王元院士從定義、定理到方程的解法層層展開,把佩爾方程知識的來龍去脈講得清清楚楚、明明白白,學生們聽得津津有味?梢钥闯鏊麄兟牰送踉菏克v的內(nèi)容。短短40分鐘的報告使學生學到許多書本上學不到的知識。
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