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你也可以发现数学定理

[ 来源:本站整理 | 作者:数学456资源网 | 时间:2008-2-25 12:49:08 | 浏览: ]

他的工作涉及的范围很广,单是数学就包含了当时的数学的差不多所有的分枝,在物理、天文、水利等等一些较有实用的科学他也作出过贡献。
从1909年开始瑞士的自然科学会,准备出版他的全集,他的全集到现在还没有出完,他留在列宁格勒(现改名为圣彼得堡)的一大堆手稿,因为内容太多,到现在还要花许多时间和气力去整理。
为什么欧拉能作出这样多的发现呢?在那篇《纯数学的观察问题》的文章里,他已告诉了你一个秘诀,就是:“依靠观察得来的。”事实上欧拉也是一个善于观察的数学家。 
发现的工具是归纳和类比 
18世纪的法国有一个农民家庭出身的数学家和天文学家——拉普拉斯(Pierre—Simon de laplace 1749—1827)。拉普拉斯是现代概率论的奠基者之一。学物理的人对他很熟。
他有一个很好的品德,就是对于年青一代的数学家当作自己的孩子,帮助他们和鼓励他们。有一些人的发现事实上是他早在几十年前就得到了,但他也是把这发现的荣誉让给年青人而不是自己占有、或者像一些所谓“专家”对这些新生的力量,在妒忌之余,加以阻挠打击。
拉普拉斯在关于概率论的哲学问题的一篇文章里曾经指出:“在数学这门科学里,我们发现真理的主要工具是归纳和类比(induction and analogy)。”这里他指出了发现数学定理的一个方法。
我们这里就举一些实际的例子来说明:
(1)我们看到等腰直角三角形的全部内角和是180°,正三角形的内角和也是180°,在对几个三角形我们用量角器来量,得到的和也是180°。我们把这些现象归纳起来得到了这样的结论:“任何三角形的内角和是180°。”事实上,这结论是对的。
2)我们知道三角形是三边组成,它的内角和是180°;四边形的内角和是 2×180°;五边形的内角和是 3×180°;六边形的内角和是4×180°。类似的我们得到七边形的内角和是5×180°,因此我们由这些特殊的例子反映出来的事实,猜测了一般的情况会是这样:一个凸的 n边形,它的内角和是(n-2)×180°。
(3)我们知道1=1
1-2=-1
1-2+3=2
1-2+3-4=-2
因此你会猜到1-2+3-4+5应该是3,一看果然如此,你有信心接着猜下去的1-2+3-4+5-6应该是-3。由这一些特殊的例子你猜想:
 
这样你就归纳了一些特殊例子的共同性质,你看到了一些的规律,由这里你推广到一般的情形。
学会推广(generalisation)是一个很重要的发现过程。可是就像法国近代的大数学家庞加莱(Henri Poincaré 1854—1912)在他的名著:《科学与假设》(Science and Hypothesis)里所说的:“任何的推广只是一个假设,假设扮演(发现的)必要的角色,这是谁都不否认,可是必须要给出证明。”
那么你怎么样证明你所发现的认为是对的数学定理呢?这就很难回答了。不过我知道有一个方法通常数学家常用来证明他们发现的东西,而且有时候反而是最简单方便的证明呢!
这个方法就是我们上期提到的最早由法国数学家帕斯卡所发现的《数学归纳法》。

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