他继续推过来第二页纸。这次是组合数学。
大意是:在一个3×3的网格中填入1到9的数字,使得每行、每列、两条对角线的和都相等。问有多少种不同的填法?
时珈一按照惯用思维,把传统的幻方公式列出来,算出所有幻和是15,然后开始枚举中心数字的可能性。
做到一半,彼得罗夫的声音变得阴森森地:“你在做什么?”
“枚举。”
“枚举到什么时候?九的阶乘是三十六万。你还打算把这三十六万种可能全列出来?”
时珈一:“.......”
彼得罗夫非常严肃:“数学竞赛考的不是你的耐心,是你能不能看出结构。三阶幻方的中心只能是5。为什么?因为所有经过中心的线有4条,这4条线的和加起来等于全部数字的和加上3倍的中心数字。”
时珈一想了想,确实可以更快,但她习惯了,这样不会错。
可竞赛不给笨办法的时间。
其实她的数学基础真的不差,甚至可以说非常好,但是每个人解题的时候都有自己独特的见解和风格,她现在就是要扭转自己的习惯。
“重做。这道题你在看看,到底用什么合适?”彼得罗夫毫不留情。
时珈一想了一会儿后说道:“用对称性。旋转和反射等价,可以试着把本质不同的解数先算出来。”
彼得罗夫才老神在在的点了点头。
他心里感慨,要是所有学生都像这样一点就通,也不会有那么多人毕不了业了!
时珈一重新在草稿纸上画了一个九宫格。
这一次,她没有急着往上填数字,而是先想。
三阶幻方的解有8种,都是通过旋转和反射从一个基本解变化来的。中心固定是5,偶数在角上。
推完,她在答案纸上写下了一个数字。
彼得罗夫接过去看了一眼,放在一边,他从来不在课上夸奖学生。直接又从抽屉里拿出一张纸推过来。
时珈一接过题目。这次看起来更难。
是一个涉及范德瓦尔登定理的极端情况构造。
大意是:证明存在一种对正整数集的二染色方式,使得不存在长度为3的单色算术级数,并给出染色规则。
这是一道滤波题,考的是怎么从零开始构造一个结构。
她在草稿纸上画了几行数字,又画了一个二叉树状的结构图。
先试了分组染色,按模3分,不行,很快就会出现单色等差数列。
按模4?也不行。
她停了一会儿,没有继续往下试,而是开始往回想。
这类构造题,一般有两种路子。
贪心构造,或者递归分块。
贪心对无穷集不太好控制,那试试分块。
把一个无穷大的集合切成有限的块,用递归规则染色,同时保证任意长度为3的等差数列一定落在不同颜色里。
她在纸上写了几行归纳结构的推导,然后把规则写了出来。
将正整数从大到小分成若干个连续段,每段长度倍增,交替染色。
写完之后,彼得罗夫把纸抽过去,看了一会儿。
“进步了!”
时珈一低下头,不敢吭声。
这道题的难点,在于要一眼看到正确的构造框架,而不是在几百种可能的染色方案里盲目试错。
他之前都提醒过自己了,不可能再犯同样的错误!时珈一也不允许自己犯重复的错误!
而时珈一也才知道彼得罗夫其实教她的时候已经嘴下留情了。
因为第二天,一个研究生过来咨询问题的时候。
彼得罗夫看了一眼答案,把纸往桌上一拍,脸上带着怒气:“你写的这是什么?能不能有点逻辑?你大五了,连最基本的数论定理都不会用?你的课是怎么上的?”
那研究生脸涨得通红,站在那儿一句话不敢说。
时珈一坐在角落里,忍着笑,把自己的椅子往墙根挪了挪。
彼得罗夫突然转过头看她:“你笑什么?”
“我没笑。”时珈一尴尬。
“你嘴角在动。”
“我……我牙疼。”她赶紧半捂住脸颊。
彼得罗夫哼了一声,没再追究。
时珈一低头。她觉得彼得罗夫的中年危机和加百列比起来不遑多让。
结束完补习课,她回宿舍后几乎把所有的数论定理重新背了一遍。
其实与真正的数学天才相比,她欠缺的实在是太多了。
为什么?一个正常学生解题,目标是解决问题,就比如她。
所以她能调用已经学过的知识和技巧,通过逻辑推理和计算能力找到答案,成就感来自于攻克一个又一个的难题。
但是,真正的数学家,他们是可以提出并定义新的问题。
不满足于解决现有问题,会审视整个理论体系,发现其中的空白以及欠缺。他们会主动挑战权威定义。
当然,她也不知道这里面有没有真正的天才参赛。所以时珈一目前能做的,就是缩小两者之间的差距。
接下来的十几天,彼得罗夫的补课内容几乎覆盖了整个数学竞赛的范围。
数论、组合数学、几何,每道题都是他自己编的或者从老竞赛题里挑出来的,专考思维。
时珈一其实进步的非常明显。她的解题思路和方式也越来越快。
说到底她是已经习惯了,毕竟题海大战谁没刷过?
过了几天,补课结束后,彼得罗夫忽然说了一句:“如果你进了前五,你可以去听盖尔范德和庞特里亚金的课。这是前十的奖励。”
时珈一收拾笔记本的手停住了,抬头看他,眼睛瞪得溜圆:“盖尔范德?庞特里亚金?”
“嗯。盖尔范德在我们这里带讨论班,庞特里亚金在m大研究所讲课。他们一般不对外系学生开放,但竞赛的名次可以当敲门砖,你也可以进去听他们讲课。”
时珈一咽了一下口水。
她没有膨胀到觉得自己能跟盖尔范德讨论数学。
但是去听他们的课?那可是教科书上的人物。
她嘿嘿笑着,然后蹬鼻子上脸,试探着开口:“那……如果是库兹涅佐夫教授的课,是哪种比赛的奖励呀?”
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