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朝夕之间,得“道”完全

2015-10-23张巧凤

新高考·高二数学 2015年8期
关键词:公因数公比奇特

张巧凤

一、夜未眠

挑灯夜读,我看了王建青教授所编的《数学开心辞典》,其中有一个名词是完全数,也叫完满数,它的数学定义是,除了自身外的公因数之和,等于自身的自然数,称为完全数,如6=1+2+3,28—1+2+4+7+14等。

我觉得奇怪的是加法结构为什么与乘法结构联系上了,这是很不容易的,类似的难题如哥德巴赫猜想,

我看完了有关完全数的介绍,本来也没觉得什么,最后提及的有关完全数的一些“奇特”性质看上去也有“唬人”的成分在里面,好像在说:“看啊,数字的世界多么神奇啊,数字都是玄妙无比的,只要你善于发现。”

我可能算是过了那个年纪的人了,不再有小孩子的好奇心,眼睛扫过去,就合上书,见周公去了。

二、一日之计在于晨

临晨5点,我醒来后睡意全无,看到床头的《数学开心辞典》,心思却再次活络了起来,昨晚所看的一点一滴,在此时此刻回想起来,化作了一个个疑问,于是,我开始思考,书中所讲的几条有关完全数的神奇性质到底蕴含了怎样的道理。

但是不是所有的完全数都有这种结构呢?我显然无法凭空将这个问题解决,于是,我开始对完全数的“奇特”性质作剖析,

给我印象最深的,是有关数列的两个性质,一是完全数可以表示成自然数列的和(实际就是首项为1,公差为1的等差数列);二是完全数可以表示成首项为偶数,公比为2的等比数列的和。

我想我之所以对这印象比较深,是因为这两个数列是高中数学的重点,有亲切感、认同感,

我开始在脑海里缓慢演算:

看!又轻松解决了一个奇特的性质,

思考到这里,我悟到了一点,那就是关注数式的结构,通过结构特征来找规律会简单得多,

这时候,我已经忘了昨晚看到的第三个性质是什么,于是,我不得不费力再去把书翻开,借着晨光复习一下这个性质,幸好是在开篇,不难找,这是一个更神奇的性质,现阐述如下:

看,三个性质,全部解决!

此时,闹铃响起,打断了我的思绪,于是我再次小睡,不过是睡不深沉了,

既然已经开始思考,那就让思维再飞一会儿,这完全数的事儿可没这么容易完结,7点半的清晨,我开始上网查资料,在完全数的百度百科里看到了一些新的性质,

完全数都可以表示成2的一系列连续正整数次幂之和,而且它们的数量为连续质数

例如:

这个性质的证明不难,因为我上面已经列出了完全数的所有因数,算一下是否等于2就行。

所以这样看来,完全数所谓的神奇性质看起来也不外如是,

三、九曲回肠多险阻

虽然我“攻”下了一个又一个关于完全数的性质“堡垒”,但是这一切的根源,都在其所给出的完全数的完美结构——2n-1(2n-1)上,

所以,想要一劳永逸地解决完全数的性质问题,还在于其“地基”——完全数的结构形式一定就是2n-1(2n-1)吗?

我绕了很多弯路,花费了整个下午的时间,想要作出证明,但还是失败了,当然,证明的过程中,我也是受益匪浅,至少我知道了,完全数这一领域,并没有完全被数学家

四、朝闻道夕可死

说得夸张了些,但是数学的魅力就在于此,我真真切切感觉到,自己随着小小的完全数,浮浮沉沉,历经了一天的轮回,

回顾今天的我,从一开始的兴奋、疑惑、思考、畅快,再到迷茫、痛苦、解惑,直到最后那难以逾越的难题……一切的一切,真如芝诺所说,圆越大,所接触的未知就越多,你也是这么看的吗?

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