每個人幾乎在上幼兒園之前就開始學數數了,1,2,3,4,5,…,按一定的次序數下去。也可以這么說,我們與數學的最初接觸是從數列開始的。
數列的概念一點也不深奧,但思考與數列有關的問題卻能顯示出無窮的智慧。在求1,2,3,…,n這n個自然數的和時,人們總習慣于將它們依次相加。18世紀“數學王子”高斯,小小的年紀卻發現了令人拍案叫絕的方法。這種配對相加,幾乎每個人一見就明白;但卻如同被薄沙覆蓋的鉆石,多少人在它面前經過,競無人拂去塵土,讓其綻放光彩。真是太不可思議了。
其實,人類對數列的研究很早就開始了。有關數列的古老話題,在阿拉伯、古印度、中國、古希臘等數學史藉中均有記載,分布十分廣泛。如在古巴比倫的泥版上就記有一串神秘的數字,翻譯成今天的記法如下:
1,4,9,16,25,36,49,1·4,1·21,2·24,…,58·1。
這一串數是什么意思?它包含了怎樣的規律?長期以來人們猜測紛紛。最終用古巴比倫的60進位制才獲得了令人信服的解釋,原來是這樣:
1·4=60+4=64=82。1·21=60+21=81=92,…,58·1=58×60+1=3 481=592。
這串數表示的就是數列:1,22,32,42,52,62,72,82,…,592。把這一串數相加,就是歷史上非常有名的自然數的平方和。
古代《易》中有“是故《易》有太極,是生兩儀,兩儀生四象,四象生八卦”,《莊子·天下篇》中有“一尺之棰,日取其半,萬世不竭”。這里面包含了今天我們研究的等比數列,甚至是無窮等比數列。中國的《九章算術》、西方的歐幾里得《幾何原本》中都有豐富的數列內容。它們表明,數列是非常古老的數學內容,在某些方面,古代數學家們已經做了很深入的研究。
雖然數列的歷史久遠,然而它與近現代數學卻有著非常密切的聯系。數列的極限是函數極限的基礎,函數極限是微積分的基礎,微積分又是近現代數學的基礎。因此,數列雖歷經千百年的發展,在今天依舊散發著青春活力。我們要學好近現代數學,必須要學好數列。
中學數學中,函數起著統領其他數學知識的作用。從函數的角度看,數列也可視為函數,是離散函數。此時函數的定義域為正整數集(或其子集(1,2,3,…,n)),當自變量由小到大取值時對應的一列函數值,便是數列。
在實際生活和經濟活動中,很多問題都與數列密切相關。如分期付款、個人投資理財以及人口問題、資源問題等都可運用所學數列知識進行分析,從而予以解決。
數列無論是對我們的數學學習,還是個人的生活及發展都有著十分重要的作用。相信在數學的學習中,數列的奇妙之處一定會不斷被發現。
弓月