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第九十八章 经典传奇

作者:流水成觞字数:3千字更新时间:2026-09-26 11:11:51
第九十八章 经典传奇

“钟杳,晚上竞赛班有个强化训练,去试试?”穆淮笑着在窗外招了招手,他说得竞赛班,是真正今年竞赛主力军,而不是高一新生兴趣培养班。

“好的!”钟杳拎着她看了一多半的书,起身出教室,和穆淮一同往竞赛教室走去。

穆淮看清钟杳手里教材封面,不有挑眉,“在看Neukirch代数数论了?”

果然,能够把高中数学玩成降维打击。

钟杳的自学领域,足够超前。

高中竞赛生,能掌握部分初等数论内容,吃透同余、二次剩余、简单不定方程,就足以在联赛里稳居高分,手握致胜法宝,

如今省实验竞赛班里最顶尖的冲奖苗子,竞赛主力,也不过堪堪掌握初等数论的工具运用,刷题攻坚,知其然而不知所以然。

代数数论,这根本不是高中范畴的内容,甚至绝大多数本科生四年读下来,都只是浅尝辄止,唯有研究生阶段深耕数论方向,才会系统钻研这本专著。

“对,还没学完,有个丢番图方程问题挺有意思,我想加深研究,感觉自己了解的内容仍有欠缺!”穆老师是专业数学出身,钟杳趁机请教道:“穆老师,关于这个方面,还有什么著作推荐吗?”

“丢番图方程?那你可以试试Silverman《椭圆曲线的算术》,这是丢番图方程最高阶经典著作,

Serre《局部域》《数论讲义》这是研究这个方向的工具书,还有曹珍富版的《不定方程》这是国内唯一专项研究专著,更深一步,你就需要接触一些真正的数学期刊、已经直接检索专项论文!我那里有一些专业期刊,你有需要可以拿去看看!”他是数学专业出身,有订阅期刊的习惯,

他自认为愚钝,虽然没有什么做大课题的能力,但到底还年轻,没放弃接触新进展的开拓眼界。

发现问题,解决问题,围绕问题拓展学习,钟杳已经很有研究生的学习节奏。

“晚上不要留手,给竞赛班杀杀骄气!”临近教室,穆淮意味深长的笑着嘱咐道。今年几个苗子还算不错,但是这是和往年大多数相比,和钟杳比起来,就有些不够了。

他之前准备的那套习题册,不仅有省赛难题,还有一些国赛、IMO的典型题,钟杳做得可都不费吹灰之力,今晚的省赛模拟加训,自然不是问题。

“刚好,一会儿给你加道题,88年的IMO传奇题目,刚好是丢番图板块,你试试感觉!”那份省赛模拟卷对钟杳只能是热热身。

这道被誉为封神压轴, IMO百年历史里的最高难度梯队,远高于普通联赛、国赛难度题,才是今天给钟杳准备的开胃菜,刚好给她开拓眼界,练练题感。

踏入竞赛教室,屋内坐着的全是校内精选的高二高三竞赛主力,个个心气高傲,平日里都是稳居校内竞赛前列,预计冲刺省一的重点尖子生,一般学生眼中的天才。

众人瞥见跟着穆淮进来的钟杳,一个高一新生,眼底纷纷掠过几分诧异与轻视。

高一偶尔会有一些不错的苗子,被教练当宝贝引入竞赛班长见识,但大多数最多不过省三等奖的标准,不足为惧。

穆淮给钟杳指了个位置让她入座,多余的话没有,直接就是发卷。

限时一百五十分钟的省赛模拟卷下发,所有人立刻沉下心埋头演算,笔尖摩擦纸张的沙沙声此起彼伏。

整张试卷题目不多,就四道大题,省赛二试的模拟,但是题型刁钻、计算量大,融合了数论、几何、组合多种难点,不少人刚做过半程就眉头紧锁、频频卡壳。

钟杳从容淡然,目光扫过题干,解题思路瞬间成型。

落笔行云流水,步骤简洁精准,没有多余演算,每一步都直击核心,速度快得惊人。

不到四十分钟,她便放下笔,率先交卷。

满室寂静。

一众绞尽脑汁,头脑热胀的竞赛尖子生骤然抬头,满脸难以置信。

他们还在最快的,也才做到第二题,还在为第二问思路苦苦演算,而被他们轻视没看在眼里的高一同学,已经直接交卷。

不会是胡乱写的吧?或者压根没做完放弃?

但是,想想,能被老师单独选出来带过来的苗子,应该不会这样胡乱操作,那就是真做完了?

不管考多少分,这速度,真的是对他们制造压力,排名靠前的几个尖子生,咬牙沉心,加快做题速度。

穆淮神色平静,早已料到结果,抬手拿出那张手写88年 IMO真题的草稿纸递到她面前:“试试这个!”

他出的题目,答案他自然知道,一眼扫过四题最终答案,都是正确,钟杳本次又要延续满分碾压,达成他的目的。

钟杳从穆淮手里结果草稿纸写下的拔高题目,回到位置重新做起来。

这道题的题目很简洁,设正整数\(a,b\),满足\(ab+1 \mid a^2+b^2\),求证:\(\dfrac{a^2+b^2}{ab+1}\)是完全平方数。

有的时候,字数多的题目不一定难,但是字数简单的题目,反而往往越凶狠。

寥寥一行等式,内里藏着无数纠缠的约束,稍不留意就会漏解、增解,当年不知多少国际竞赛好手栽在这道题上。

钟杳读完题目,略微思索,脑海里已经有了常规标准的解法,韦达跳跃,也就是无穷递降。

把整除条件改写为等式,将式子视作关于a的二次方程,利用韦达定理得到另一根,再用反证法,选取总和最小的一组解,生成更小的正整数新解,制造无穷递降矛盾,以此反推k必须是平方数。

她随手拿起草稿纸,先顺着常规竞赛思路往下推演。

钟杳快速把这套韦达跳跃的推演框架在草稿纸上铺完,得到了全部答案。

笔尖顿住,她并没有就此停下。

韦达跳跃是初等数论给出来的利器,可终究是在初等框架之内绕圈子,靠不断压缩变量范围暴力筛选解。

“能不能不从递降枚举入手,不做反证递降构造更小解,直接利用二次整数环的范数乘法性质,从方程的代数结构本身给出约束。”

常规可以用韦达跳跃,无穷递降,不断交换变量构造新解,反复分类讨论,排除大量无效情况,过程冗长繁琐,稍有一步疏漏就全盘推翻,当年国际考场上能完整写对的选手寥寥无几。

既然是二元丢番图方程,硬靠初等无穷递降属于绕远路。

钟杳心里冒出念头,把方才写满韦达跳跃演算的草稿纸推到一边,抽了一张崭新的空白草稿纸。

想起最近研读的二次整数环内容,她拿起笔,尝试把整个等式放进\(\mathbb Z[\sqrt{k}]\)的框架下看待。

她把原式做变形重组,将等式放到二次整数环之内,不再局限实数域上的不等式放缩。

不再一个个去穷举 c的可能,转而从素元分解的角度,直接约束等式两边的结构,把庞大的解空间直接切割压缩,直接考察范数的乘法结构。

如果k不是完全平方,\(\sqrt{k}\)便是无理元,范数的性质会允许生成无穷多组解,可原方程受等式约束,解只能是有限的。

这一处结构上的内在冲突,直接就锁死了k的形态。

无关的无效解被一层层剔除,很多需要长篇讨论的分支,在这里直接被性质判定直接抹去,不需要大量分类枚举。

如同手术刀剖开外壳,不需要冗长的反证,不需要一轮轮跳跃变换变量,从丢番图方程根植的代数环上直接给出限制。

笔尖落在纸上,推导干净利落,没有半点冗余。

别人要写满满两三页的推演,她短短半页纸,就把全部解完整导出。

前后不过八九分钟。

穆淮已经阅卷完毕,站到她的身后俯身站在一旁,逐行看完她的完整推导,呼吸微微一顿,眼底满是震撼与惊艳:

“漂亮!绕开韦达跳跃的繁复递降,用代数数论工具直接剖解结构,这个思路,比常规参考答案还要精妙通透!”

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