全世界的為數學抓耳撓腮的學生們要迎來一個簡便的新時代了。
據外媒12月10日報道,卡耐基梅隆大學華裔教授羅博深在訓練美國數學奧林匹克隊時,首次發現了二次方程式的一種簡便解法。
▲羅博深
二次方程式有許多變量,目前公認的解題方法十分復雜。學生們需要經過大量的計算,并且還要將求出的根代回等式進行驗算。
▲目前通用的二次方程求根公式
羅博深認為這種復雜的解法是違背數學的精神的,數學應當“將復雜的問題簡單化”。
傳統的解題方法依賴的是一種“配方”法。當一元二次方程式(abc 為實數,a≠0)的右邊為0時,兩根x1、x2需滿足如下條件:
而羅博深則通過一個簡單的等式,引入中間量,最終經過代換推導出了一個更為簡便的求根公式。
▲羅博深發現的簡便的求根公式
羅博深發現這一算法時十分詫異,前人沒有人發現這令他難以相信,于是他翻看了從古巴比倫到現在的許多數學典籍,確認自己確實是第一個發現的。
這個公式的推導過程如下:
假設二次方程式有兩個根 R 和 S,當 x=R 或 x=S 時,右側等于零。由目前的算法可知,二次方程求解可寫出如下等式:
將右邊進行下一步演算,去掉括號,可得:
即-B=R+S 且 C=RS 時,等式成立。
到這一步為止,和傳統算法相比沒有突破。但接下來羅博深的創新之處就來了。
R 和 S 的和是-B,所以二次方程兩個根的平均值就是-B/2。所以我們要求根,就是在找-B/2±z(z 是未知量)。因為 C=RS,所以:
將未知量z單獨放在等式的左邊,可得:
所以,x=-B/2±z也即:
羅博深的算法基礎是二次方程兩個根的和,因此適用于任何二次方程,并且省略了傳統方法中猜測如何配方的過程。
羅博深表示:“我希望這個方法能夠傳遍世界,這樣越來越多的人就會知道數學實際上并沒有那么苦難,數學是每個人都能夠享受的學科。”
(楊智婷)


