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其实不少高中生都认识这个数字三角形,杨辉三角谁不认识,参加过数联、奥数竞赛的中学生都知道杨辉三角的规律性。
沈奇当然懂这个数字三角形,这个数字三角形在中国叫杨辉三角,在西方叫“帕斯卡三角阵”,分别以中西两位数学家的名字命名。
杨辉三角的规律性不难被观察出来,三角阵中的每个数是其上方紧邻两数之和。
依此类推,沈奇很快算出了第1024行所有数字之和为xxxxx……这是个天文数字,用2的1023次方表达。
第二题的第一小题简直就是送分题,所以分值不高,才5分。
难的是第二小题,分值为15分。
正向推导第4201行中任意一数为分数或负数的情形都适用,这就很让人头疼了,无从下笔啊,根本找不到一丝线索。
沈奇想要逆推,第2小题要求证明的内容,一定是能找到一条公式、定理或推论作为依据的。
“伯努利的排列组合或者是概率论?不对,不像。”
“韦达的三种特殊类型方程展开式?也不是。”
“玩这种纯粹的数字游戏,费马是顶级高手,没错,应该是费马,他跟帕斯卡是好基友,两人经常书信往来,而这题是基于帕斯卡三角阵出的题。”
“费马这家伙一生中提了几百个假设,99%的假设都被后人证明是成立的,他被称为‘业余数学之王’,但我绝不相信费马的数学水平是跟我一样的业余级。”
“头大啊,费马的273个假设,我最多只研究过70个,到底是哪一个呢?是否触及到了我的数学知识盲区?”
沈奇放下圆珠笔,闭目养神,绞尽脑汁想办法。
副会长晃悠晃悠又晃到沈奇身后,他露出得意笑容,心中很满意沈奇现在这种状态:“小伙子,即便你能解出第一题几何题,熟知杨辉三角的规律,那又能如何?我出的第2小题,难度超出你的想象力了吧?”
就在这时,沈奇忽然睁开双目,双目炯炯有神:“我想到了,这是费马的(1+a)推论!他说这个推论肯定是成立的,不必加以证明,但他死后100年,他的法国同胞证明了这个推论。”
思路来了,思路来了啊!
沈奇的灵感如泉水涌出,他拿起圆珠笔,准备解题。
就在即将动笔之时,沈奇莫名感到背后袭来一股寒意,跟刚才一样一样的。
沈奇回头一瞥,非常不高兴:“卧槽,又是你!你又是路过?”
副会长故作镇定:“考场就这么大,我作为监考人员偶尔是会路过的。”说完负手离去。
“大叔你真的很烦诶!”沈奇以最快速度让自己冷静下来,进入第二题第2小题的证明过程中。
十分钟之后,沈奇写出了第2小题的全部证明过程,经费马(1+a)推论验证,这个证明是完全成立的,第4201行中任意一数为分数或负数的情形都适用。
“第一大题和第二大题都已破解,35分到手。”
连破两题的沈奇信心大振,他开始做最后一题。
副会长是个闲不住的人,他溜达一圈之后迂回到其他选手身后暗中观察。
“贺涛,这个小伙子不行,除了懂个杨辉三角,别的题根本下不了笔。”
“罗明,来自南港市外国语学校,毕竟是名校学生,这个小伙子还可以,第一道几何题解答正确,但第二题的第2小题明显证错了,小伙子,你这是南辕北辙啊,方向性错误。”
……
副会长目测全考场答题进度最快、准确率最高的选手就是沈奇,他忍不住啊,实在是忍不住,便再次摸到沈奇身后,暗中观察。
沈奇忽然回头,他快要崩溃了:“大叔别这样行吗,你为什么非要跟我过不去?”
副会长还很无辜呢:“这份考卷是我出的,我就看看,不说话还不行吗?”
“卧槽,这卷子你出的?”沈奇万万没想到,他心目中的那位出题高手,居然是这位猥琐大叔。
第023章 完成答卷
沈奇知道,出数联全国赛考卷的人都是国内知名的数学专家,出IMO国际赛考卷的人是国际知名的数学专家。
去年全国赛考卷由中科院数学研究所副所长、清华数学教授、复旦数学教授联合出题,去年IMO总决赛考卷由普林斯顿数学教授、剑桥三一学院数学教授、东京大学数学教授联合出题。
这份全省复赛的考卷出题者,那肯定是全省数学界有地位的专家。
省数学会副会长的身高一米六几,脑门上挂着几缕稀疏的枯发,嘴唇薄,一开口就露出一嘴烟熏过的黄牙,显然是个老烟枪。
说他是菜市场讨价还价的大叔,沈奇信。说他是全省数学专家,沈奇感到悲哀。莫非搞数学的人搞到职业生涯后期都会变成这样,学术越高端,形象越低端?
“这位专家,既然卷子是你出的,那你看呗。”沈奇妥协了,你爱看看吧,这是你的地盘,我能怎么办?
副会长笑笑不说话,退后两步,保持一定的安全距离。
沈奇稳定情绪继续做最后一道几何题。
这题很难,也很有意思。
题面要求答题者绘制出太阳系行星运动示意图,所用图形只能包含椭圆、直线和点。
乍一看,这是道物理题或者天文学的题目。
但如果不懂数学,答题者很难绘制出正确的示意图。
如果只懂数学,对最基础的物理学或天文学一窍不通,也无法给出正确示意图。
“有点意思,相当有意思。”沈奇画出第一个椭圆后,思索着下一步计划。
要给出正确答案,至少需具备三个最基础的物理学或天文学常识:太阳系有八大行星、它们自转的同时均围着太阳公转,以及开普勒第一定律。
太阳系有八大行星这是常识,2006年,国际天文联合会将冥王星定义为小行星,从太阳系九大行星中除名,所以太阳系有八大行星。
金、木、水、火、土、地球、海王星、天王星都围着太阳公转,这当然也是常识,小学生都知道。
开普勒第一定律的解释是:“每一个行星的轨道不是一个动圆联合的结果而是一个椭圆,太阳在它的一个焦点上。”这个定律记载于高中物理课本。
其实很多高中生均储备了大量的知识信息,各学科的都有,这些信息零散的分布在他们的大脑中,以碎片化的方式储存。如果不能按合理逻辑有效串联,他们会苦恼的发现,我读了很多书,但还是不会做题啊,那种综合性的难题根本无法下笔。
这就体现出数学的重要性了,数学是一种通用的强大工具,它服务于各自然科学,它提供简洁有效的数学描述和串联聚焦的思维逻辑。
即便是牛顿也无法用纯粹的物理语言完美解释天文学、力学和光学现象,所以他发明了积分,他用数学语言解释物理现象和天体运动。爱因斯坦同样如此,以及开普勒。
开普勒第一定律的文字描述只有一句话,开普勒推导出这句话用了大量的数学理论,他是个全能学者,在天文学、数学、光学上皆有极高造诣。
沈奇除了数学之外,其他科目指标都是1级,包括物理。
1级的物理指标刚刚够用,沈奇要做的是用几何作图法去阐述开普勒第一定律,他取S点代表太阳,A、B、C、D、E、F、G、H八点分别代表太阳系八大行星。
用几何作图法解释太阳系行星运动,也涉及到一些代数计算,比如说取地球公转周期和它到太阳的半主轴作为时间和距离的单位,这其实构成了一个方程组。开普勒当年用繁杂的代数方法求解这个方程组,耗费了他七年时间。开普勒去世那天,牛顿和莱布尼茨尚未出生,所以开普勒并不知道积分这种开挂般的存在。
牛顿和莱布尼茨去世那天,沈奇尚未出生,所以沈奇知道积分该如何技术性的使用。
通过几何作图法和积分计算相结合的方式,沈奇已经get到了太阳系行星的运动规律,并用他的数学方式加以描述。
当然了,二维作图只是简单的定量和定性,二次元能阐述的就是示意图,更高维度的精确阐述以沈奇现阶段的数学水平也做不到。
看着沈奇即将破解最后一题,副会长心情复杂:“南港二中这个叫沈奇的小伙子,是个人才!我记得八年前,他们二中出过一位数学奇才,风水轮流转,沉寂多年的二中终于爆发了。”
总共花费了2小时35分钟,沈奇完成了复赛考卷全部三大题的答题,他检查一遍之后交卷,离开考场。
5分钟后,副会长宣布:“3小时的答题时间已到,请各位同学交卷。”
“难!”
“太难了!”
“3个小时我就做了一道5分的小题,其他时间全在发呆!”
“绝望啊!”
其余11位选手纷纷吐槽这份复赛考卷难度太高,无一人有把握拿到满分。
包括沈奇在内的12位选手留在省数学会总部大楼,享用午餐。
与此同时,阅卷工作紧锣密鼓的进行着。
连同副会长在内,12位评委同时批阅12份复赛考卷,一人批一份。
阅卷进度很快,10分钟之后就有了初步结果。
“贺涛,珠岛一中,5分。”
“罗明,南港市外国语学校,35分。”
“钱胜义,清郊实验中学,20分。”
“唐正威,湛阳中学,20分。”
……
“沈奇,南港二中,60分。”副会长亲自批阅了沈奇的复赛考卷。
“沈奇,又是他?”
“他居然再次获得满分?”
“这位沈奇同学真的如此神奇?”
“复赛考卷的难度是一试的好几倍。”
其余评委表示惊奇,12位选手中只有沈奇一人拿到满分60,而排名第二的是35分,共有3人拿到35分,并列第二。
副会长点点头道:“初审结果确实如此,只有沈奇一人获得满分,并领先第二名多达25分。下面开始复审,请各评委交换手中考卷。”
“沈奇的考卷给我,我来复审他。”
“给我给我,沈奇的卷子给我!”
“老秦,我记得沈奇的一试考卷就是你批的,复赛考卷总该轮到别人了吧?”
“老曲,这包烟给你,和天下,店里卖一百多一包。沈奇的复赛考卷给我来复审。”
“和天下了不起?老秦你觉得我很贫穷,买不起好烟是不是?”
“老曲,你为什么总爱怼我?我看你该改名为老怼。”
“怼你怎么了,怼死你!”
各评委为了争夺沈奇的复赛考卷复审权,竟争吵了起来。
副会长勃然大怒:“什么素质,什么个素质啊!你们都是高级知识分子,吵什么吵!阿萍,把沈奇的卷子拿去复印11份,各评委一人一份,同时复审。”
第024章 皆大欢喜
“沈奇的复赛考卷,我的复审结论是,60分。”
“60,满分,没有问题。”
“同意给沈奇满分。”
11位评委复审完沈奇的考卷后,得出高度一致意见,给他满分。
“所以结果很明朗了,沈奇一试满分,复赛满分,毫无疑问,来自南港二中的沈奇同学将获得本届全省高中数学联赛冠军,我们数学会将邀请沈奇同学加入省队。”副会长做出总结。
“没有异议。”
“公平合理。”
会议通过了副会长的提议。
“接下来请各位评委继续复审其余11位选手的复赛考卷,稍后我们将公布最