数学心

蔡泽禹

首页 >> 数学心 >> 数学心最新章节(目录)
大家在看男欢女爱 都市偷心龙爪手 盛世春 福艳之都市后宫 普攻永久加生命,阁下如何应对? 镇龙棺,阎王命 护花野蛮人 NBA:开局一张三分体验卡 花都太子 我在修仙界大器晚成 
数学心 蔡泽禹 - 数学心全文阅读 - 数学心txt下载 - 数学心最新章节 - 好看的网游动漫小说

第一百五十章 克莱姆悖论-与线性代数的产生(线性代数)

上一章书 页下一章阅读记录

虽说数学悖论大多是一些让人越想越糊涂的逻辑思维游戏,但也有不少悖论来自于实实在在的数学问题。在缺乏现代数学工具的年代,这些反直觉的结论和看似不可调和的矛盾让数学家们百思不得其解,那些最难解决的悖论甚至为数学新分支的开创带来了足够的动机。不太为人熟知的 cramer 悖论就是一个漂亮的例子。

在描述 cramer 悖论之前,让我们先来考虑一个简单的情况。

两条直线交于一点。

反过来,过一点可以做两条不同的直线。

事实上,过一点可以做无数条直线。

确定一条直线需要两个点才够。

一切都很正常。

现在,考虑平面上的两条三次曲线。

由于将两个二元三次方程联立求解,最多可以得到 9 组不同的解,因此两条三次曲线最多有 9 个交点。另外,三次曲线的一般形式为

x^3 + a·x^2·y + b·x·y^2 + c·y^3 + d·x^2 + e·x·y + f·y^2 + g·x + h·y + i = 0

这里面一共有 9 个未知系数。

代入曲线上的 9 组不同的(x, y),我们就能得出 9 个方程,解出这 9 个未知系数,恢复出这个三次曲线的原貌。

也就是说,平面上的 9 个点唯一地确定了一个三次曲线。

这次貌似就出问题了:“两条三次曲线交于 9 个点”和 “ 9 个点唯一地确定一条三次曲线”怎么可能同时成立呢?

既然这 9 个点是两条三次曲线所共有的,那它们究竟会“唯一地”确定出哪条曲线呢?

在没有线性代数的年代,这是一个令人匪夷所思的问题。

cramer 和 Euler 是同一时代的两位大数学家。

他们曾就代数曲线问题有过不少信件交流。

上面这个问题就是 1744 年 9 月 30 日 cramer 在给 Euler 的信中提出来的。

在信中, cramer 摆出了两个稍作思考便能看出显然成立的事实:一条三次曲线能用 9 个点唯一地确定下来,两条三次曲线可能产生出 9 个交点。

cramer 向 Euler 提出了自己的疑问:这两个结论怎么可能同时成立呢?

Euler 心中的疑问不比 cramer 的少。

接下来的几年里,他都在寻找这个矛盾产生的源头。

1748 年, Euler 发表了一篇题为 Sur une contradiction apparente dans la doctrine des lignes courbes (关于曲线规律中的一个明显的矛盾)的文章,尝试着解决这一难题。

正如大家所想,矛盾的源头就是, 9 个点不见得能唯一地确定出三次曲线的方程,因为不是每个点的位置都能给我们带来足够的信息。

Euler 试图向人们解释这样一件事情:曲线上的 9 个点虽然给出了 9 个不同的方程,但有时它们并不能唯一地解出那 9 个未知数,因为有些方程是废的。

在没有线性代数的年代,解释这件事情并不容易。

Euler 举了一个最简单的例子:方程组

3x ? 2y = 5

4y = 6x ? 10

表面上存在唯一解,但事实上两个方程的本质相同——第一个方程乘以 2 再移项后就直接变成第二个方程了。

换句话说,后一个方程并没有给我们带来新的信息,有它没它都一样。

当然,这只是一个最为简单的例子。

在当时,真正让人大开眼界的则是 Euler 文中给出的三元一次方程组:

2x ? 3y + 5z = 8

3x ? 5y + 7z = 9

x ? y + 3z = 7

这个方程组也没有唯一解,原因就很隐蔽了:后两个方程之和其实是第一个方程的两倍,换句话说第一个方程本来就能由另外两个方程推出来。

因此,整个方程组本质上只有两个不同的方程,它们不足以确定出三个未知数来。

Euler 还给出了一个四元一次方程组的例子,向人们展示了更加复杂的情况。

类似地, 9 个九元一次方程当然也会因为出现重复信息而不存在唯一解,不过具体情况几乎无法预料:很可能方程(1)就是方程(2)和方程(5)的差的多少多少倍,也有可能方程(7)和(9)的差恰是前三个方程的和。

究竟什么叫做一个方程“提供了新的信息”,用什么来衡量一个方程组里的信息量,怎样的方程组才会有唯一解?

Euler 承认,“要想给出一个一般情况下的公式是很困难的”。

此时大家或许能体会到, Euler 提出的这些遗留问题太具启发性了,当时的数学研究者们看到之后必然是浑身血液沸腾。

包括 cramer 在内的数学家们沿着 Euler 的思路继续想下去,一个强大的数学新工具——线性代数——逐渐开始成型。

没错,这个 cramer 正是后来提出线性代数一大基本定理—— cramer 法则——的那个人。

上一章目 录下一章存书签
站内强推剑来 赤心巡天 亡灵召唤:我看穿潜能专抢女神 别人修武我修仙,一拳干爆天地间 玄鉴仙族 穿越豪门之娱乐后宫 快穿:乖软宿主被主神拐跑了2 先婚后爱,顾少娇妻天天宠 民国从小混混开始无法无天 我师兄实在太稳健了 深空彼岸 人生得意时须纵欢 龙魂侠影 我在末日躺平了 全职法师 我用闲书成圣人 带刀禁卫 穿书后我成了反派的团宠小师妹 福艳之都市后宫 师弟,你别冲动,师姐顶不住了 
经典收藏男欢女爱 都市偷心龙爪手 福艳之都市后宫 普攻永久加生命,阁下如何应对? NBA:开局一张三分体验卡 大航海之钢铁舰岛 诡雾降临,我洞穿一切机缘 网游开局契约生命之树 截教扫地仙的诸天修行 全民领主:我的领地能无限进化 轮回:卡牌之主 重生年代好年华 作为玩家,您能正常点吗 盛世春 全民领主:我的爆率百分百 权色官途 全民领主:从小木屋到道域之主 美漫从渣康学徒开始 从零开始建立穿越者联盟 田野花香 
最近更新王老五修仙记 传颂之名 海上冰路,我能召唤空投物资管够 全职体校:国家队全是我的学生 浣碧在钮祜禄氏做嫡女 华夏神农 虫族上将的雄主脾气不好 科幻武侠之星际剑侠传 穿越之盛世医妃林晚 第五人格:各自安好 超神之签到崛起 入住黄金庭院后,爱莉拉我直播 眉庄:纯元不死你等不过尔尔 星铁:开局骷髅,被银狼捡走 斩神:我的发小会甩锅 我若为星君为月 反派宝贝眼一红!各路大佬哄慌了 直男超甜,男主疯狂献上女主剧本 原神:更新后手机连接了提瓦特 港片:拿王炸开局,专嚯嚯女神 
数学心 蔡泽禹 - 数学心txt下载 - 数学心最新章节 - 数学心全文阅读 - 好看的网游动漫小说