第八章 救救孩子 苟在日本当文豪
“继续,一点四的平方?”
这回有三四个人一起答了——
“一点九六。”
“小於二,一点五大於二,一点四小於二——那它就夹在一点四和一点五之间。”他把粉笔点在数轴上,“我们再挤,一点四一的平方呢?”
他没等人回答,自己在黑板右侧竖著列了算式,一步步乘出来。
“一点九八八一,小於二,一点四二的平方呢?二点零一六四,大於二,——又夹住了,在一点四一和一点四二之间。”
“你们看到了什么?”
底下没人说话,但那种沉默和方才不同。
“每算一步,左右两面的墙就往中间逼一寸。”沈既白的粉笔在那两个数字之间画了两道竖线,“根號二被关在里面,无处可逃。你要逼到小数点后三位,算三步;逼到后五位,算五步;逼到后一百位——”
他顿了一顿。
“——算一百步就是了,理论上讲,只要你有足够的耐心,你可以把它逼到任意精度,无限接近,永不到达,但你对它的了解,每一步都比上一步更深。”
他放下粉笔,拍了拍手上的灰。
“这个方法,在欧洲叫做逼近法。”
教室里的空气变了。
那种变化是看不见的,摸不著的,但沈既白感觉得到——
就像一间闷了很久的屋子,忽然被人推开了一扇窗,有空气从中透了进来,不多,但至少不会憋死了。
前排那个短髮女学生已经把笔记本摊开了,在上面飞快地写著什么。
她旁边的同伴探头去看她写了什么,被她用胳膊肘挡了回去,中间几排有人在小声地核算刚才的乘法——
那个坐轮椅的中年教师身子往前倾了倾,盖在腿上的毛毯滑下去一角,他也没去管。
沈既白看了一眼最后排的校长——那张圆脸上的笑容没变,但手已经从脸上放下来了,十指交叠在面前的桌上。
“但这还不够快。”沈既白重新拿起粉笔,“两面夹击,每一步只能把范围缩小一半——太慢了,有没有更快的办法?”
他在黑板上写了一行——
x2= 2→ f(x)= x2- 2 = 0
“我们换一个角度,求根號二,就是求这个方程的解。”
他画了一条拋物线——开口朝上的,顶点在y轴负半轴——与x轴有两个交点,他在正半轴那个交点旁边標了一个问號。
“根號二,就是这条曲线和横轴的交点。”
“现在。”沈既白在曲线上隨手点了一个点,“我隨便选一个起始的位置,比如——x等於二。在这个点上,曲线是有斜率的。”
他从那个点画了一条直线,与曲线相切,向下延伸,穿过x轴。
“这条切线和横轴的交点——”他在交点处標了一个x?,“比原来那个点更靠近真正的答案。”
他又在x?对应的曲线位置上做了同样的事——画切线,找交点,標x?。
“再做一次——更近了,再做一次——”
x?。
“三步,只用三步,精度就已经超过了方才那个笨办法算十步的结果。”
他在黑板上写下了叠代公式:
x???= x?- f(x?)/ f(x?)
x???= x?-(x?2- 2)/(2x?)=(x?+ 2/x?)/ 2
“从x?等於二开始。”
他在右侧列出来——
x?= 2
x?=(2 + 2/2)/ 2 = 1.5
x?=(1.5 + 2/1.5)/ 2 = 1.41666…
x?= 1.414215…
“三步,精確到小数点后六位。”
他把粉笔搁回盒子里,退后一步,让黑板上那一整面的数字和图形完整地呈现在所有人面前。