弓月
數(shù)列對(duì)于我們來說其實(shí)一點(diǎn)也不陌生。小時(shí)候剛學(xué)說話,便會(huì)扳著手指數(shù)1,2,3,4,5,…,這是我們最早接觸的數(shù)列。至于后來的高斯計(jì)算前100個(gè)正整數(shù)的和、讓印度國王在國際象棋棋盤上放麥粒的故事,更是耳熟能詳,同時(shí)也領(lǐng)略到數(shù)列中展現(xiàn)出的人類智慧。
數(shù)列在生活中可謂無處不在。我們思考問題時(shí),為追求簡(jiǎn)便,常按一定的次序來處理事情,用次數(shù)、天數(shù)、月數(shù)、年數(shù)等順次進(jìn)行記錄,這樣便不知不覺生成了數(shù)列。
數(shù)列不僅是我們必備的數(shù)學(xué)知識(shí),是形成數(shù)學(xué)素養(yǎng)的基本材料,也是拓展視野、認(rèn)識(shí)世界的有力工具。
“圓周率到底是多少?”歷史上這曾是一件讓世人大傷腦筋的事。我國魏晉期間偉大的數(shù)學(xué)家劉徽,獨(dú)創(chuàng)了一種叫“割圓術(shù)”的方法求圓周率:設(shè)圓的直徑為1,依次計(jì)算圓的內(nèi)接正三角形、正六邊形、正十二邊形、正二十四邊形、正四十八邊形、正九十六邊形…的周長(zhǎng)。用今天的話來講,就是把這些周長(zhǎng)依次排成一個(gè)數(shù)列。劉徽發(fā)現(xiàn)這個(gè)數(shù)列的項(xiàng)無限趨近于一個(gè)常數(shù),這個(gè)常數(shù)就是圓周率。為什么呢?劉徽說:“割之彌細(xì),所失彌少,割之又割,以至于不可割,則與圓合體而無所失矣?!痹跀?shù)的逼近中,圓周率無所遁形。
1766年,德國中學(xué)數(shù)學(xué)教師提丟斯,把人們熟悉的等比數(shù)列3,6,12,24,48,96,192…作簡(jiǎn)單變換后得到數(shù)列0.4,0.7,1,1.6,2.8,5.2,10,19.6…令他驚奇的是,這個(gè)數(shù)列的每一項(xiàng)與當(dāng)時(shí)已知的六大行星(即水星、金星、地球、火星、木星、土星)到太陽的距離比例(地球到太陽的距離定為1個(gè)單位)有著一定的聯(lián)系。以該數(shù)列為線索,1781年,英籍德國人赫歇爾在接近19.6的位置上(即數(shù)列中的第八項(xiàng))發(fā)現(xiàn)了天王星;1801年,德國天文愛好者奧伯斯在數(shù)列的第五項(xiàng),即2.8的位置上又發(fā)現(xiàn)了一顆對(duì)應(yīng)的行星——谷神星。數(shù)列還可能是自然界事物內(nèi)在數(shù)量關(guān)系的某種體現(xiàn)。
深入研究數(shù)列時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn),它與函數(shù)有著密切的聯(lián)系。函數(shù)可以用列表法、圖象法、解析法表示。數(shù)列也可以用列表、圖象、通項(xiàng)公式表示。從本質(zhì)上講,數(shù)列就是函數(shù)。只不過此時(shí)函數(shù)的定義域?yàn)檎麛?shù)集或它的有限子集{1,2,3,…,n}。這樣,在學(xué)習(xí)數(shù)列時(shí),可以從函數(shù)的視角來看待它,用函數(shù)的方法來研究它。相應(yīng)地,我們也可以借助數(shù)列來認(rèn)識(shí)不同角度的函數(shù)。其實(shí),在我們剛學(xué)習(xí)函數(shù)的時(shí)候,就已經(jīng)這么做了。大家還記得描點(diǎn)法作函數(shù)圖象嗎?為了畫出函數(shù)圖象,先在自變量中選取一些特殊值,再列表、描點(diǎn)。這實(shí)際上就是從函數(shù)中抽取出一個(gè)數(shù)列,讓我們通過數(shù)列來認(rèn)識(shí)函數(shù)。
掌握了數(shù)列知識(shí),相信你的數(shù)學(xué)眼光一定會(huì)更有穿透力。endprint