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编辑推荐
日本数学会推荐绝赞的数学科普书
原版全系列累计销量突破27万册!
日本数学会出版奖得主结城浩畅销力作
在动人的故事中走近数学,在青春的浪漫中理解数学
“拨开层层密林,找出宝藏,数学就是这样一种令人兴奋的寻宝游戏。比拼智力,寻找*牛的解法,数学就是这样一场激烈的战斗。”——结城浩
内容简介
《数学女孩》以小说的形式展开,重点描述一群年轻人探寻数学中的美。内容由浅入深,数学讲解部分十分精妙,被称为“绝赞的初等数学科普书”。内容涉及数列和数学模型、斐波那契数列、卷积、调和数、泰勒展开、巴塞尔问题、分拆数等,非常适合对数学感兴趣的初高中生以及成人阅读。
作者简介
结城浩,日本技术作家和程序员。二十年来笔耕不辍,在编程语言、设计模式、数学、密码技术等领域,编写著作三十余本。代表作有《数学女孩》系列、《程序员的数学》等。
朱一飞,复旦大学日语系硕士,曾获日本文部省奖学金赴日本早稻田大学、关西大学交换留学。现任复旦大学外事处项目官员、复旦大学日本研究中心兼职研究员,译有《小王金鱼生活》《只要一分钟》《情路9号》《断食法》《猫叔来了》《新娘修炼记》等。
目录
致读者 1
序言 1
第1章 数列和数学模型 1
1.1 樱花树下 1
1.2 自己家 5
1.3 数列智力题没有正确答案 8
第2章 一封名叫数学公式的情书 13
2.1 在校门口 13
2.2 心算智力题 14
2.3 信 15
2.4 放学后 16
2.5 阶梯教室 17
2.5.1 质数的定义 19
2.5.2 绝对值的定义 23
2.6 回家路上 25
2.7 自己家 27
2.8 米尔嘉的解答 31
2.9 图书室 33
2.9.1 方程式和恒等式 33
2.9.2 积的形式与和的形式 37
2.10 在数学公式另一头的人到底是谁 41
第3章 ω的华尔兹 43
3.1 图书室 43
3.2 振动和旋转 46
3.3 ω 53
第4章 斐波那契数列和生成函数 61
4.1 图书室 61
4.1.1 找规律 62
4.1.2 等比数列的和 64
4.1.3 向无穷级数进军 64
4.1.4 向生成函数进军 66
4.2 抓住斐波那契数列的要害 68
4.2.1 斐波那契数列 68
4.2.2 斐波那契数列的生成函数 70
4.2.3 封闭表达式 71
4.2.4 用无穷级数来表示 73
4.2.5 解决 75
4.3 回顾 79
第5章 基本不等式 81
5.1 在“神乐” 81
5.2 满是疑问 83
5.3 不等式 85
5.4 再进一步看看 94
5.5 关于学习 97
第6章 在米尔嘉旁边 103
6.1 微分 103
6.2 差分 107
6.3 微分和差分 109
6.3.1 一次函数x 110
6.3.2 二次函数x2 111
6.3.3 三次函数x3 113
6.3.4 指数函数e x 115
6.4 在两个世界中往返的旅行 117
第7章 卷积 121
7.1 图书室 121
7.1.1 米尔嘉 121
7.1.2 泰朵拉 125
7.1.3 推导公式 125
7.2 在回家路上谈一般化 129
7.3 在咖啡店谈二项式定理 130
7.4 在自己家里解生成函数 140
7.5 图书室 146
7.5.1 米尔嘉的解 146
7.5.2 研究生成函数 152
7.5.3 围巾 155
7.5.4 最后的要塞 156
7.5.5 攻陷 159
7.5.6 半径是0 的圆 163
第8章 调和数 167
8.1 寻宝 167
8.1.1 泰朵拉 167
8.1.2 米尔嘉 169
8.2 图书室里的对话 170
8.2.1 部分和与无穷级数 170
8.2.2 从理所当然的地方开始 173
8.2.3 命题 175
8.2.4 对于所有的…… 178
8.2.5 存在…… 180
8.3 螺旋式楼梯的音乐教室 184
8.4 令人扫兴的? 函数 186
8.5 对无穷大的过高评价 187
8.6 在教室中研究调和函数 194
8.7 两个世界、四种运算 197
8.8 已知的钥匙、未知的门 203
8.9 如果世界上只有两个质数 205
8.9.1 卷积 206
8.9.2 收敛的等比数列 207
8.9.3 质因数分解的唯一分解定理 208
8.9.4 质数无限性的证明 209
8.10 天象仪 213
第9章 泰勒展开和巴塞尔问题 217
9.1 图书室 217
9.1.1 两张卡片 217
9.1.2 无限次多项式 219
9.2 自学 222
9.3 在那家叫“豆子”的咖啡店 224
9.3.1 微分的规则 224
9.3.2 更进一步微分 227
9.3.3 sin x 的泰勒展开 230
9.3.4 极限函数的图像 233
9.4 自己家 237
9.5 代数学基本定理 239
9.6 图书室 245
9.6.1 泰朵拉的尝试 245
9.6.2 要到达哪里 248
9.6.3 向无限挑战 255
第10章 分拆数 259
10.1 图书室 259
10.1.1 分拆数 259
10.1.2 举例 261
10.2 回家路上 267
10.2.1 斐波那契手势 267
10.2.2 分组 269
10.3 “豆子”咖啡店 271
10.4 自己家 273
10.5 音乐教室 278
10.5.1 我的发言(分拆数的生成函数) 279
10.5.2 米尔嘉的发言(分拆数的上限) 287
10.5.3 泰朵拉的发言 292
10.6 教室 296
10.7 寻找更好的上限之旅 298
10.7.1 以生成函数为出发点 299
10.7.2 “第一个转角”积变为和 300
10.7.3 “东边的森林”泰勒展开 301
10.7.4 “西边的山丘”调和数 307
10.7.5 旅行结束 308
10.7.6 泰朵拉的回顾 311
10.8 明天见 312
尾声 315
结语 319
参考文献和导读 321
精彩书摘
《数学女孩》:
泰朵拉像是舒了口气,睁大眼睛,立刻站起身来,“是……是啊。已经过去了的事情再怎么后悔也没有用了,要在今后好好注意。对,确实是这样,学长。”
“嗯……对了,今天就大致说到这里吧。天也快黑了,以后再继续聊吧。”我说。
“继续聊?”她问。
“嗯。我放学后一般都在图书室,泰朵拉,如果你还有什么要问我的话,再叫我好了。”我答道。
她听后顿时两眼放光,很开心地笑了笑,说:“好,一定!”2.6回家路上
走到教室门口时,泰朵拉抬头看看天空,叫道:“啊呀呀……下雨了!”天空乌云密布,飘起了蒙蒙细雨。
“你没带伞吗?”我问。
“早上赶着出门,忘记带了。真是白看天气预报了!——但没关系。反正是小雨,我快跑就行了。”她说。
“但跑到地铁站还是会被淋湿哦,反正我们是一个方向,一起走吧。我的伞也比较大。”我邀请道。
“那不好意思喽。谢谢您。”她同意了。和女孩子同撑一把伞还是我有生以来第一次。春雨细细的,柔柔的,我们慢慢走着。刚开始时我还有点儿不自在,连走路都显得笨拙了,但随着我渐渐地跟上她的步伐,心情也平静了下来。这条路很安静。道路原本的嘈杂声可能都被雨水吸收了。
今天能和泰朵拉进行那么长时间的对话,我真的很高兴。像她这样的学妹真是可爱啊,心中有什么想法都表露在脸上,让人一看就知道她是不是真懂。
“学长,您为什么能立刻知道呢?”泰朵拉突然问我。
我回过神来:“知道什么呀?”
“没有,嗯……今天您和我说话时,为什么我不知道的地方立刻就被学长您发现了呢?我想不太明白。”她说。
啊,吓了我一跳。我还当她有心灵感应,知道我在想什么呢。
我定了定神:“今天所说的质数、绝对值的问题其实也是我以前所疑惑的。学习数学时,一有不懂的地方就很烦恼,会连续思考几天,看书,有时会突然间恍然大悟,‘啊,原来是这么回事啊。’那时就会特别开心。随着这种开心的体验越来越多,我就渐渐喜欢上了数学,数学也就越来越好了。——啊,这里要拐弯了。”
“拐角就是‘TheBendintheRoad’吧?从这里走也能到车站吗?”她问。
“是啊,在这里拐弯,一直穿过住宅区到车站的话,要比别的路线快得多呢。”我说。
“会很快到车站吗?”她又问。
“是啊。早上走这条路线的话,也比较快哦。”我说。
……
前言/序言
光让事情留在记忆里总不行啊,
需要回忆出来大家共享的。
——小林秀雄
我忘不了。
我怎么也忘不了高中时期因数学而结缘的她们。
她们是用一流的解法打动我的才女—米尔嘉,认真向我发问的活力少女—泰朵拉。
回想起那时的岁月,我脑海中顿时浮现出一个个计算公式、一个个新鲜的想法。这些数学公式不会随着时间的推移而显得落伍或陈旧,而是向我展现了欧几里得、高斯、欧拉等数学家们熠熠生辉的才思。
——数学穿越时空。
我一边想着那些计算公式,一边体会着古时候数学家们体验到的那份感动。即便是几百年前就已经被证明的也没关系,现在我一边追溯理论一边埋头苦思的东西一定是自己的东西。
——通过数学穿越时空。
拨开层层密林,找出藏宝,数学就是这样一种令人兴奋的寻宝游戏。
比拼智力,寻找最牛的解法,数学就是这样一场激烈的战斗。
那时,我开始使用名叫数学的武器。但是,那种武器往往过于巨大,很多时候不能灵活操控。这种感觉正如我很难操控自己年轻时的青涩,很难控制对她们的思念一样。
光让事情留在记忆里总不行啊,需要回忆出来大家共享的。
那我就从高一的春天开始讲起吧。
《星河漫步》 作者: (此处可填入虚构的作者名,例如:艾米莉亚·陈) 内容简介: 在这片浩瀚无垠的宇宙图景中,我们跟随艾莉亚·文森特,一位年轻而充满好奇心的天文学家,踏上了一场跨越时空的星河漫步。故事并非始于实验室的光亮,也不是教科书的枯燥阐述,而是从一个发生在意大利托斯卡纳乡村的宁静夏夜拉开序幕。年幼的艾莉亚,被外祖父那台老旧的望远镜深深吸引,在漫天的繁星下,第一次感受到了宇宙的宏伟与神秘。那晚,她看到了什么?或许是一颗划过天际的流星,或许是猎户座那标志性的腰带,又或者,只是她心中埋下的一颗关于遥远未知的好奇种子。 本书的主线,并非对特定星体或天文现象进行冰冷的技术性剖析,而是将科学的探索融入一个感人至深的故事之中。艾莉亚的成长轨迹,与她对宇宙的认知一同展开。她的导师,一位性格古怪却极富远见的物理学家,罗杰·埃尔姆霍斯特博士,成为了她人生中最重要的引路人。埃尔姆霍斯特博士并非循规蹈矩的学者,他相信最伟大的科学发现往往源于最不寻常的联想,并鼓励艾莉亚质疑一切,用最纯粹的视角去观察和理解宇宙。他时常带着艾莉亚深入荒野,远离城市的灯火,在寂静的夜晚,倾听宇宙的呼吸。 随着故事的推进,艾莉亚的目光逐渐从熟悉的月球和行星,投向更遥远的深空。她参与了一项关于系外行星搜寻的秘密研究项目,这项研究旨在寻找那些可能孕育生命的遥远世界。在一次前往智利阿塔卡马沙漠高地的任务中,她亲眼见证了世界上最先进的射电望远镜阵列如何捕捉来自宇宙深处的微弱信号。那里的环境极其恶劣,白天酷热难耐,夜晚寒风刺骨,空气稀薄得仿佛要将人抽干,但正是这样的极端环境,为观测提供了无与伦比的清晰度。在那样一个夜晚,艾莉亚站在广袤的荒原上,头顶是亿万星辰组成的银河,耳边只有风的呼啸和望远镜工作的低鸣,她感到自己是如此渺小,却又与这片宇宙紧密相连。 故事的另一个重要篇章,聚焦于对宇宙起源和演化的哲学思考。艾莉亚在探索中,不断地将科学的发现与古老的神话和哲学思想进行对比。她翻阅各种书籍,从古希腊的哲学著作到东方的智慧经典,试图在人类对宇宙的早期想象中,找到与现代科学相呼应的线索。例如,她会思考,古人对星空的敬畏和崇拜,是否也蕴含着某种对宇宙秩序的原始感知?她与埃尔姆霍斯特博士之间关于“宇宙是否有目的”的讨论,并非枯燥的理论辩论,而是充满了对生命意义的追问。 书中并未直接描绘惊天动地的科学突破,而是着重于科学探索过程中那些不为人知的艰辛、坚持与顿悟。艾莉亚所经历的,是无数个漫长夜晚的观测、枯燥数据分析的重复、以及无数次失败的实验。她曾因一次重要的观测数据出现偏差而感到沮丧,也曾因一个微小的计算错误而懊恼不已。然而,每一次的挫折,都让她对科学的严谨性有了更深的理解,也让她对最终揭示宇宙奥秘的渴望更加强烈。 她与一位同样热爱天文学的年轻艺术家,马克·桑德斯,之间萌生了一段情感。马克用他的画笔,捕捉艾莉亚眼中所见的星辰大海,并将科学的严谨与艺术的浪漫巧妙地融合。他们一起在夜晚漫步,分享彼此对宇宙的独特感受。马克笔下的星云,色彩斑斓,仿佛是宇宙在低语;艾莉亚则向他解释那些色彩背后的气体成分和恒星演化过程。他们的爱情,如同宇宙中的两颗行星,在各自的轨道上运行,却又因某种引力而互相吸引,共同谱写着关于探索与爱的篇章。 随着艾莉亚研究的深入,她开始将目光投向宇宙中的“暗物质”和“暗能量”。这些神秘的存在,占据了宇宙的大部分质量和能量,却是我们至今仍无法直接观测和理解的。书中对这些概念的描述,并非直接的物理公式推导,而是通过艾莉亚的思考和她与博士的对话,展现了科学家们面对未知时的敬畏与求索。她开始尝试用一种全新的视角去理解这些“看不见”的力量,如同在黑暗中摸索,试图触摸到宇宙最本质的脉搏。 故事的叙事风格,力求自然流畅,避免刻意的煽情或悬念。读者将跟随艾莉亚的视角,一步步地感受科学探索的魅力,体会她从对宇宙的懵懂好奇,到对科学原理的深入理解,再到对宇宙终极奥秘的深邃思考。书中穿插了对一些著名天文学家的简要介绍,并非生硬地嵌入,而是通过艾莉亚阅读的文献、参与的学术讨论,自然地引出这些伟大人物的贡献,让他们仿佛活生生地出现在故事之中,与艾莉亚进行跨越时空的对话。 “星河漫步”不仅仅是一场关于天文学的探索,它更是一次关于人类探索精神的礼赞。它告诉我们,即使面对浩瀚无垠的宇宙,人类的求知欲和好奇心,也能引领我们不断向前,去理解那些最宏大、最深邃的真理。本书的结尾,并未给出关于宇宙最终答案的明确解答,而是留下了一片广阔的思考空间。艾莉亚站在一处高地,远眺着夜空中那片璀璨的星河,眼中闪烁着的是对未知永不熄灭的光芒。她知道,这场星河漫步,才刚刚开始。