基本信息

書名：數學誌異(修訂版)

定價：35.0元

作者：王樹和

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2015-04-01

ISBN：9787030435798

字數：183000

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

《數學誌異》讀者對象為中學生、大學生、中小學教師及數學T作者

內容提要

《數學誌異》主要內容包括數學悖論，次、第二次、第三次數學危機，哥德爾不可判定命題、混沌等非平凡問題；離散數學當中的有趣問題；數學思想與數學哲學當中的敏感問題等。如將來數學還會産生悖論與危機嗎？尚未解決的數學難題是否為不可判定命題？既然是確定性係統為什麼會産生紊動？愚公移山式的窮舉法為什麼可能無效？牛頓創立的微積分能得100分嗎？數學傢是些什麼人？數學定理為什麼要證明？等等。《數學誌異》集知識性、思想性和趣味性為一體，說理直觀嚴密，通俗易懂，充分展示數學之美妙，之深刻

目錄

作者介紹

文摘

離散篇
離散數學是數學當中美、妙、有人緣也有難度的數學樂園和數學天堂。
1.1神龜龍馬，洛書河圖
公元前2200年，我國商周時代的《易經》中載：大禹治伏水患之後，洛河上浮齣一隻巨型神龜，背馱如圖1 1所示的“洛書”獻給大禹，作為蒼天對他治水有功造福百姓的奬勵。這幅天書橫看、竪看和斜看，每一組由黑點子與白點子閤成，總點數皆為15。後來人們把此洛書翻譯成如圖1-2所示的一個所謂幻方。
所謂幻方，是由1，2，3， ，n2 -1，n2組成的一個數字方陣，每數恰在此陣中齣現一次，且每行之和，每列之和和兩條對角綫上的數字之和皆相等。
1275年，我國宋代數學傢楊輝把洛書形象地描寫為：“九子斜排，上下對易，左右相更，四維挺進，戴九履一，左三右七，二四為肩，六八為足。”破譯瞭洛書的玄機，見圖1 3。
“九子斜排”是按箭頭方嚮分彆把1，2，3；4，5，6和7，8，9排成具有右下方走嚮的一排，三個斜排組成一個傾斜45。角的正方形陣。
“上下對易”，指1與9對換，1移入下空格，9移入上空格，使得正中的頭部戴瞭一個9的帽子，正中低處穿瞭一雙l字鞋，即“戴九履一”。
“左右相更”，指右邊的3與左邊的7對調，3移至左側空格，7移至右側空格。
至此造成一個四方陣，即“四維挺進”，又2與4分彆在右上角（肩）與左上角，6與8分彆在右下角（足）與左下角，即“二四為肩”“六八為足”。
楊輝的這種口訣中的關鍵詞是“訂2子斜排”“上下對易”和“左右相更”三句。圖1 4和圖1 5分彆給齣按楊輝口訣構作的5階幻方和7階幻方，任意奇數（大於3）階的幻方皆可照此製作，但同階幻方不是的，高階幻方的個數非常之巨大，例如五階幻方就有一韆多萬個！另外，楊輝口訣不適用於偶階幻方，偶階幻方的構作十分睏難。
“對易“和“相更”時，移動的步數恰為幻方的階數，例如圖1 501
離散篇④
(a)中頂上的1下降7步至33的上方鄰格內，圖1-5 (a)中的9下降7步至33的下方鄰格內，圖1-5 (a)中的7左移7步至25的左側鄰格，等等。
洛書對應的幻方史稱“神農幻方”。
《易經》上又雲，為奬勵大禹功績，一匹龍馬從黃河躍齣，把如圖1 6所示的一張“河圖”贈予大禹。
圖1- 6(b)是相應位置上“點子”的個數，不過4個10的意思是被虛綫聯絡的10個黑點子視為分布在它們形成的正方形的四個頂處。這樣，河圖的數學含量就大瞭：
從中心5嚮右加上4等於有端的9；
從中心5嚮左加上3等於左端的8；
從中心5嚮上加上2等於上端的7；
從中心5嚮下加上l等於下端的6。
斜著看，7J-9—2J-IO J-4 =16，8+6—3+lO+1—14，9+6—4+10+1=15，8+7—2_--IO+3=15.
洛書和河圖齣自四韆多年前中華民族之手，是世界組閤數學的早成果，值得我們白豪；可惜它被後人神化，未能發展成係統的理論；中國幾韆年的封建君主統治，鼓勵乃至強迫知識分子為皇帝歌功頌德，使大多數知識分子成為什麼科學知識也沒有，隻會呼喊×××皇帝萬歲的奴纔，在這種社會背景之下，中國的許多本應的數學分支和組閤數學一樣，並沒有發展起來。事實上，組閤數學不僅是數學科學的重要分支，而且是信息産業和計算機科學的數學基礎之一，現代數學教育和數學科研當中，必須給以足夠的重視。
1.2 三隻鴿子兩個窩
三隻鴿子齣去覓食，晚上歸巢柄息，它們共有兩個窩，顯然必有一個窩裏至少住有兩隻鴿子，不然，即使每巢一隻鴿子，還有一隻鴿子不能迴巢。一般而言，對於自然數n，n+1隻鴿子佳在”個巢中，至少有一巢裏不少於兩隻鴿子。
這一結論稱為鴿籠原理或抽屜原理。
把m本書放入門個抽屜，m>粗，至少一個抽屜裏放瞭多於本書，其中錶示的整數部分。當m=n+1時，即n+l本書放入門個抽屜，至少一個抽屜裏放不少於兩本書。
事實上，若每個抽屜裏放的書都不超過m本，則總的本數不超過m-l，與共有m本書矛盾。所以一定是有的抽屜裏放瞭多於m-1本書。就是這麼一個幾乎不證白明的道理卻能解韆種難題，有萬般應用。下麵是一些應用鴿籠原理的生動實例。
①某軍庫每天需一個班保衛，保衛排有六個班，一周內至少有一個班齣勤兩天。
②13人中必有兩人同一個月份Ll生。
③商店裏有10雙皮鞋放在貨架上，有11位顧客同時來購鞋，售貨員給每位顧客拿齣一隻鞋試穿，則顧客們手中必有兩隻鞋恰是一雙。
④從{1，2， ，2000）中選1001個數，其中必有兩個，一個是另一個的整數倍。
事實上，取齣的每個數可錶成2”“，粗是非負整數，“是奇數，故對1到2000的每個數，“是1000個奇數1，3，5． ．1999中的數，可見在所選的1001個數中，有兩個數的奇數因數“是一樣的，它們是2”-“和2”z“，不妨設粗2>粗l，則2”-a÷21“一2”z-nl，即後者能被前者除盡。
⑤茌正六邊形內任放七個點，則至少有兩點之間的距離小於或等於該正六邊形外接網的半徑。連接正六邊形的三條對角綫如圖1 7，由鴿籠原理，在圖1 7的六個三角形的某個上麵必然有放置的七個點中的兩個，它們的距離不大於正六邊形外接網的半徑。
⑥把m1+m2十 十m，，-州+1個球放人n個盒子，其中m，m， ，7。皆正整數，則下麵”件事至少發生一件：個盒子中至少有m，個球，第二個盒子中至少有m球， ，第''個盒子中至少有m。值大於r-l時，mi，m：，事實上，如果m，事實上，若這n件事都不發生，則總球數不會超過(mi -l)+（m。-l）+ +（m。-l）一7T/l+7T/2+ +m。一n，而原來有球7T/l+7T/2+ +m。-n+1，矛盾。
⑦”（r-l）J-I個鴿子進入粗個窩，r是自然數，則至少一個窩裏的鴿子不會少於r隻。
⑧姐個自然數mi，m。， ，m。的平均 ，m。中至少有一個不小於r，r是自然數。i=l，2， ，加，則71+7T/2+ +m。<加r，與mi，m。， ，m，，的平均值大於r-l矛盾。
⑨任給定粗2+1個不等的實數組成的數列 “l，“2， ，“7 72+1
則此數列中至少存在由n+1個實數組成的單調遞增或單調遞減的子數列。
事實上，記m。是從“，開始長的單調遞增子數列的長度，若存在某個m。≥n+1，則命題⑨已成立。否則，m，a。。> >∞。+．，若不然，例如a，．<“：：，而由a。開始的遞增子列的長度m。-m，再把a，，接到此子列前麵，則知m，，≥m，+1一m+1，與m，，一m矛盾。至此找到由n+1個數組成的遞增子序列“，，，“22， 。
例如17個數組成的數列9，8，18，20.7.5.4.6.11. 15．10. 13. 12. 19. 17. 3， 14，由命題⑨，上述數列中有4J-1=5個數組成的單調子數列，事實上，5，6，11，15，19就是一個。20，7，5，4，3是另一個。

序言