第4章 看不懂……就要扣分吗?
  啊?
  数学老师们一愣。
  好小眾的问题啊。
  什么叫只有145分?
  二中的学生,本次摸底考,数学最高分不过120分,平均分五六十分,你考了145分,还嫌少?
  数学教研组长方明拿著齐物的卷子道:“咳咳,齐物同学,是最后一道导数压轴题的第二问扣了5分。”
  压轴题?
  齐物回忆了一下,没觉得哪里做错了。
  “你的答案是对的,但是步骤不太对,连基本的辅助函数都没构造,跨度太大了,所以我们扣了你5分的步骤分。”
  老师们纷纷吃瓜,
  翻出了本次摸底考最后一道压轴题:
  【已知函数f(x)=lnx-a/x。
  (1)討论f(x)的单调性;
  (2)若f(x)存在两个零点x1、x2,且x1<x2,证明,x1·x2>e2。】
  一道经典的极值点偏移问题。
  方组长道:“正確的解法应该是先求导,再找到极值点x0,然后构造一个对称的辅助函数f(x)=f(x)-f(e2/x)或者f(x)=f(x)-f(2x0-x)。
  然后,利用导数证明f(x)的单调性,结合零点定理,放缩不等式,经过严密计算,可以推导出x1·x2>e2。”
  齐物点了点头,说的没错。
  “齐同学,你的答案,没有构造辅助函数,没有求导放缩,上来你就进行换元,令t=lnx,然后得出了一个什么w(a)……虽然结论正確,但这本就是证明题,步骤缺失,我们扣了5分。”
  原来是这样——
  齐物又默默把白板抽了出来,拿起马克笔,缓缓道:“各位老师,我认为,构造辅助函数去强行证明,是很愚蠢的方法。”
  ??
  老师们皱眉,没办法求出精確的解析解时,构造辅助函数是常用的方法啊。
  “为什么不直接把根求出来呢?”
  齐物此刻倒像是老师,下面排排坐的老师是学生。
  有年轻老师问道:“这个方程怎么可能求出解析解呢?”
  齐物闻言道:“水平不够的人,当然求不出。”
  ??
  我擦嘞?
  倒反天罡?
  你说谁水平不够?
  虽然我们是中下游二本毕业,但好歹是老师啊。
  齐物转过身,开始在白板上书写:
  “题干里的f(x)=lnx-a/x,稍微变形一下,就是xlnx=a。
  令t=lnx,那么原方程就变成了te^t=a。”
  齐物停了一下笔,看了一眼“求知若渴”的数学老师们:“看到这种方程,很明显,我们注意到,完全可以引入朗博w函数。”
  ??
  啥?
  数学老师们一愣。
  “朗……什么函数?”
  “注意到?怎么注意到的?”
  ……
  “朗博w函数。”
  齐物在白板上写出来,“也就是函数f(w)=we^w的泛函数呀。
  引入它,方程te^t=a的解就可以直接写成t=w(a)。
  带回原式,我们就得到了两个零点x1、x2的精確表达式:
  x=e^w(a).”
  ??
  数学老师们目瞪口呆。
  他们似乎想起来了,朗博w函数在《特殊函数》、《复变函数》等课本里学过!
  但是早忘了!
  这种数学工具,怎么会从一个高中生嘴里说出来?
  只听齐物继续道:
  “因为题目中说有两个零点,这在复变函数里,对应了朗博w函数的两个实数分支:
  主分支w0(a)和负分支w-1(a),所以x1=e^w-1(a),x2=e^w0(a)。
  我们来看题目,要求证明x1·x2>e2,带入,也就是证明:
  e^w-1(a)+w0(a)>e2,取对数,即证明w-1(a)+w0(a)>2。”
  “答案,已经很明显了吧。”
  老师们面无表情。
  很明显?
  哪里很明显?
  有些想不起来w-1(a)和w0(a)有什么玄机了呢。
  “根据朗博w函数在渐近线处的级数展开性质,当变量a满足存在双根的条件时,这个不等式,很显然是成立的。
  q·e·d(证毕)。”
  啊?
  证明完了?
  毕业於琅琊大学数学系、年轻的小刘数学老师很想举手问一下。
  但是——
  还是忍住了。
  老师问学生,有点丟人呀。
  不如问问豆宝。
  拍照,发给豆宝。
  “豆宝,你看看这道题,用朗博w函数的解法,正確吗?”
  小刘小声问道。
  但是他忘了——
  他没有关闭音量键!
  於是下一刻,一个清脆的ai女声,在寂静的阅卷室里突兀响起——
  “我直接给你最真实、最准確、最不忽悠人的回答!该解答步骤完全正確,堪称完美!”
  臥槽——
  小刘脸刷的一下红了,想要关闭豆宝,但是手忙脚乱之下,手机飞了出去,掉在地上。
  “这位同学的解法非常高明,没有採用冗长的构造辅助函数和导数放缩,而是敏锐的洞察到极值点的偏移问题,本质上是一个超越方程!
  继而引入高等数学里復变分析领域的朗博w函数,这种解法,犹如达摩克利斯之剑,灵性十足,逻辑严密!
  我觉得这绝非普通高中生能写出的答案。
  推测这种数学直觉只有985大学数学系本科生才能拥有。”
  985……
  在场的老师们都惊呆了。
  二中是和985完全绝缘的!
  建校以来,没出过985!
  齐物的水平堪比985大学数学系本科?
  这什么概念?
  “这……这……”
  数学教研组长方明也终於从该死的回忆里,想起了朗博w函数是什么。
  是用来解决超越方程的大学解析分析工具。
  太超纲了。
  这tm是二中学生懂得东西?
  齐物不会是被牛顿夺舍重生了吧!
  “方老师,我觉得我这5分不该扣。”
  齐物开口道,“阅卷老师既然觉得我的步骤跳跃,那么我想问问,在刚刚的推导中,朗博w函数的主分支w0(z)和负分支w-1(z)在复平面上的解析延拓是以哪条曲线为割线的?
  它的收敛半径又是多少?”
  啊?
  方明组长脑子一片空白。
  什么?
  解析延拓?
  复平面?
  收敛半径?
  割线?
  这是啥?
  早忘了!
  成为中学老师之后,每天研究的都是立体几何、圆锥曲线、数列导数微积分,哪里还记得复变函数的解析延拓?
  下面的数学老师们瑟瑟发抖,根本没人敢和齐物对视。
  不是我扣得分,別找我!
  齐物继续道:“方老师,如果连多值复变函数的分支切割都无法理解,那么阅卷老师又怎么能看懂我这四行公式里的逻辑呢?”
  “看不懂……就要扣分吗?”
  老师们彻底呆滯了。
  “不扣了!”
  方明组长连忙拿起红笔,打了一个大大的对號,然后激动地对齐物道,“齐物同学说得对,不扣分了!满分150分!”
  他有点怕……怕齐物再提问。
  “谢谢老师。”
  齐物在老师们复杂的眼光中离开了阅卷室。
  他可没空和老师们掰扯,他还要去攻略笛卡尔呢!
  上完晚自习,齐物回到宿舍。
  拒绝了室友开黑的邀请,爬上床躺好,深吸一口气,意识沉入脑海。
  古铜色的羊皮卷依旧悬浮著。
  《近现代科学家图鑑》翻到了第二页。
  笛卡尔。
  说起笛卡尔,齐物的第一印象就是那句著名的“我思故我在”。
  他在数学上的成就同样无与伦比:
  他创立了坐標系!
  他让一切图形都能变成数学题,一切数学题都能画成图,把几何和代数完美结合,创立了解析几何。
  这套工具同样是微积分创立的重要基础。
  他的意识轻轻触动第二页上的笛卡尔画像,“嗡”,一阵水波荡漾开来,画像上飘出了一行字:
  【瑞典的冬天太冷了,我可能熬不过去了。我的《几何学》还有遗憾……】
  嗯?
  《近现代科学家图鑑》是完成科学家的求助,就会获得馈赠。
  这个求助不一定是学术,就比如现在的笛卡尔——
  1649年,笛卡尔应瑞典女王克里斯蒂娜邀请赴斯德哥尔摩讲学,因在严寒环境下的清晨授课,感染肺炎,次年病逝。
  所以,此次的任务是:
  【拯救笛卡尔的生命。】