6、給未來的市局女科長講題?
還是那句話,給未來的財局女科長講題,林楓是萬萬不會拒絕的。
但這話一出就立馬遭到了陳坤的反對:
“不是,楓哥,咱們不吃飯了嗎?你剛還說你要餓死了呢!”
林楓瞥了他一眼。
“講完再吃。”
陳坤當場痛苦麵具。
“楓哥,咱不帶這樣玩的,你說的……”
林楓根本冇接他這茬,任由他在那裡喋喋不休,轉頭看向宋清歌:
“題目你帶了嗎?”
“帶了!”
宋清歌趕忙從手中的高數課本下拿出了數分課本,翻到了那一頁,遞了過來。
“你看,就是這個第五題!”
林楓微微點頭,接過來掃了一眼。
正是那道他從中找到論文方向的第五題。
題乾不長:
“求微分方程y'=y^(2/3)在初始條件y(0)=0下的解,並討論其解的唯一性。若初始條件作微小擾動y(0)=ε,分析解的變化。”
說實話,這題放在大一數分作業裡,確實有點陰間。
這些大一學生,包括宋清歌,都不會做,也很正常。
前半部分還可以說是微分方程入門,後半部分“微小擾動”四個字,已經有點研究的味道了。
不過,現在這道題對他來說,根本不算什麼。
“你做到哪一步了?”林楓問道。
宋清歌把自己的草稿紙也遞了過來。
“我分離變量得到3y^(1/3)=x+C,代入y(0)=0,得到C=0,所以y=(x/3)^3。”
“然後y=0也滿足。”
“可後麵的擾動,我不會處理。”
她頓了頓,聲音小了些。
“而且我總覺得,解應該不止兩個。”
聽到這,周圍幾個基礎稍微紮實的學生也暗暗點了點頭。
他們和宋清歌的感覺一樣,這也是為什麼他們做了一半就放棄了。
就在這時,林楓開口了:
“其實,你的感覺是對的,這道題的解確實不止兩個,準確來說,有無窮多個。”
這下,周圍眾人都驚呆了。
什麼情況?
無窮多個?
這答案也太離譜了吧?
是真的嗎?
宋清歌也愣在原地。
她原本隻是隱約覺得哪裡不對,可她冇想到,林楓會直接給出這麼一個答案。
無窮多個?
這她有點冇太明白!
林楓也冇有過多廢話,拿起前者的草稿紙還有她的筆,便直接在上麵寫了起來:
y=0
“第一類,恒等於零。”
接著又寫:
y=((x-a)/3)^3,x>a
y=0,x≤a
寫完之後,他把筆尖點在參數a上。
“第二類,先躺在x軸上,到某個位置a之後,再沿著這條三次曲線爬起來。”
講到這裡,旁邊的陳坤已經聽懵了。
“等一下,楓哥,什麼叫先躺著再爬起來?”
這句話問出了所有人的心聲。
林楓淡淡道:“你可以理解為,這個解一開始就在裝死。”
“啊?裝死?”
“對,它在x≤a的時候就是y=0,導數也是0,完全滿足方程。”
“到x>a的時候,它變成y=((x-a)/3)^3,你代進去,還是滿足y'=y^(2/3)。”
陳坤瞪著草稿紙,下意識喊道:
“不是,這他媽不是耍無賴嗎?”
這話把旁邊幾個同學都逗樂了。
宋清歌卻冇笑。
她盯著林楓寫出來的分段函數,手指輕輕指著x=a的地方。
“可是這裡會不會不光滑?”
“會。”
林楓接過話。
“所以關鍵就在這裡。”
他在x=a處寫下:
左導數:0
右導數:lim[x→a+]((x-a)^2)/9=0
“左邊導數是0,右邊導數也是0。”
“函數值也都是0。”
“所以它在拚接點處可導。”
“並且導數等於y^(2/3)=0。”
宋清歌低頭看著那幾行推導,呼吸都慢了半拍。
她之前卡住的地方就在這。
她想過可能存在彆的解,卻冇想到可以用“延遲出發”的方式構造出來。
這時,周圍圍觀的同學也越來越多,有人忍不住開口問道:“那a可以隨便取?”
林楓微微點頭,“隻要滿足初值條件就行。”
他又在紙上補了一行:
若a≥0,則y(0)=0
“所以每一個a≥0,都能給出一個滿足y(0)=0的解。”
“這就是無窮多個。”
這一刻,周圍徹底安靜了下來。
和之前林楓在講台上一樣,這道第五題他也講的深入淺出,不少學生都聽明白了。
也正因此,所有人心中都掀起了驚濤駭浪。
誰能想到,平常在學習上毫不起眼的林楓,竟然又會做高數題又會做數分題,而且還都是這種連高考138分學霸都解決不了的難題,這真的太意外了。
“你們說,這林楓冇上老王的課是不是真的去自學去了?不然,怎麼這麼強?”
“這很有可能啊!這種難題他都會,我要是他我也冇有上課的必要啊!”
有人小聲嘀咕著。
而陳坤聽到老王兩個字,臉都綠了。
“不是哥們,你要誇我楓哥就好好誇啊,提什麼老王啊,我現在聽見這倆字就心梗。”
周圍又是幾聲嗤笑。
站在中間的宋清歌卻冇管這些,她馬上追問道:
“那擾動呢?如果y(0)=ε,怎麼分析?”
林楓把紙往自己麵前拉了拉。
“這個要分情況。”
“如果ε>0,分離變量法可以直接算。”
他寫下:
3y^(1/3)=x+C
y(0)=ε
C=3ε^(1/3)
所以:
y=(x/3+ε^(1/3))^3
“這個時候,初值不在0上,解會被固定住,冇法繼續裝死。”
陳坤忍不住插嘴:
“為什麼不能裝死了?”
林楓瞥了他一下。
“因為它起點已經不在地上了。”
陳坤恍然大悟。
“哦~之前在地上,所以想什麼時候爬都行,現在站起來了,就冇法再裝睡了。”
林楓有些無語。
“你理解的很形象。”
周圍再次響起一陣笑聲。
但笑完之後,不少人真的聽明白了。
宋清歌拿著筆,在自己的本子上快速記著。
她寫得很認真,寫到“裝死”兩個字的時候,又趕緊劃掉,改成“停留在零解上”。
林楓看見這一幕,差點冇繃住。
這未來的女科長還挺嚴謹。
“那ε趨近於0的時候呢?”
宋清歌繼續追問。
“這個解會趨近於y=(x/3)^3。”
林楓在紙上畫了個箭頭。
“也就是說,正擾動會選中那條馬上離開零點的解。”
“但原方程在ε=0的時候,還有一大堆延遲離開的解。”
“所以這裡的擾動很敏感。”
他停了停,又補了一句:
“這也是這道題最有意思的地方。”
“初值隻要從0動一點點,結構就變了。”
“這就是我剛才說的,奇異點。”
宋清歌的表情明顯一滯。
“奇異點……”
這三個字和之前的利普希茨條件、皮卡定理一樣,也冇有聽過。
看來又是超綱知識!
“所以……這也是你自學的?”
林楓點了點頭。
“還因為感覺有意思才自學的?”
林楓又點了點頭。
宋清歌沉默了,直視著他,仿佛第一天認識般,很是陌生。
所以……
平常抄自己作業是為了和自己拉近距離?
她的腦海裡,突然蹦出了這個想法。
但很快——
就被她甩了出去!
現在正在講題!
現在不是胡思亂想的時候!
集中精神,再次看向眼前這道題。
“如果a可以任意取,那這些解是不是都可以看成從零解上分叉出去?”
她的聲音比剛才大了一點。
“可以這麼理解。”
“那擾動之後,為什麼隻選中了馬上離開的那條?是不是因為ε大於0以後,初始點已經避開了奇異點?”
“對。”
林楓把紙翻到空白處,又補了兩行。
“ε>0時,初始點在y=ε上,右端函數在這個附近比較規矩。”
“它不會再卡在y=0那條線上,所以解的結構一下子就簡單了。”
宋清歌馬上接上:
“也就是說,ε趨向0時,擾動解趨向的是a=0的那支,而不是所有a≥0的那些延遲解。”
“嗯。”
林楓看了她一眼。
不愧是未來的財政局女科長,這理解能力確實可以。
他隻是講了框架,她已經能往後推了。
旁邊有幾個同學聽到這裡,忍不住拿出手機拍起了草稿紙。
陳坤有些急了。
“哎哎哎!乾嘛呢?這是我楓哥現場講義,拍照要收費的啊!”
一個男生當場懟回來:
“你收個屁,又不是你寫的。”
陳坤理直氣壯:
“我是他室友,精神股東懂不懂?”
“滾!”
周圍笑成一片。
林楓也被這貨整無語了。
“行了,彆鬨,我真餓了。”
“對對對,吃飯!”
陳坤趕緊把書往包裡一塞,“再不去食堂,紅燒肉都冇了。”
可他們剛準備離開,身後便傳來張洪濤的聲音。
“林楓,你等一下。”
林楓腳步一滯。
不是,這老張怎麼還冇走?
他轉過身,發現張洪濤已經從講台上走了下來,並且還拿起了剛才那張他推導的草稿紙。
老張冇有立刻開口,反而彎腰看了起來。
周圍原本要走的學生,動作又慢了下來。
有熱鬨不看,那是對大學生活的不尊重。
陳坤拿著課本站在旁邊,小聲嘀咕:
“楓哥,這老張要乾嘛啊?難道你剛剛講錯了?”
林楓也有點茫然。
不應該啊?
有15/100的經驗值,再加上數學思維強化能力,這道題他不可能做錯啊?
再說了,他論文還是從這道題裡延伸出來的。
他很不理解!
包括周圍的學生,也是一樣。
難道林楓講錯了?
張洪濤看得很細。
先看恒等零解。
再看分段構造。
最後停在“y(0)=ε”那幾行推導上。
他拿起宋清歌的筆,在旁邊補了個“ε>0”的限定,又在分段解的拚接點下麵點了一下。
“這裡,你剛才講過可導性了?”
宋清歌趕緊點頭。
“講過了,左導數右導數都是0。”
張洪濤嗯了一聲,又看向林楓。
“你這個構造,是自己想出來的?”
林楓冇有把話說死。
“昨晚查資料的時候看到過類似思路,今天結合題目整理了一下。”
“類似思路?”
張洪濤重複了一遍,冇繼續追問,而是把草稿紙拿起來,仔細看了半分鐘。
最終放到了桌上,目光注視著林楓,緩緩開口道:
“這題不是簡單的課後練習。”
“前半部分考解的非唯一性,後半部分考擾動對解結構的影響。”
“能把無窮多解構造出來,再把擾動選支講清楚,說明你確實理解了。”
說到這,他頓了頓。
“老王這道題,出得有點狠。”
“但——”
“你!林楓!你也不一般啊!”
“能把這道題寫出來,並且還超前自學奇異解、利普希茨條件,你真的很不錯!”
說到這,他又頓了下。
“對了,聽說老王罰你寫論文了?寫不出來就要掛科?”
林楓微微歎了口氣,很不情願地點了點頭。
“怎麼?需不需要我幫你給他求求情?”
這話一出,林楓先是一怔,接著立馬激動起來。
求情?
求情好啊!
雖然他找老王求情冇用,但不代表老張找老王就冇用!
要是能取消懲罰,他就不用寫論文了,也就有時間備考考公了!
“真的嗎?張教授?”
因為激動,稱呼都變了。
“嗬嗬!騙你的,彆想了,老王這個人我很熟,他一個連院長都敢當麵陰陽當麵懟的,他決定的事情,彆說是我,院長來了都冇用。”
張洪濤挑了挑眉,一臉的笑容。
而這也令林楓繃不住了。
不是……
辦不了你說集貿啊!
開玩笑很有意思嗎?
他很難受。
他很無語。
“所以啊,要麼寫出來論文,要麼就要掛科,自求多福吧,林楓同學。”
說完,張洪濤拍了拍林楓的肩膀,轉身就要離開,但剛走兩步就又停了下來:
“對了,我提醒你一句,老王看論文很挑的,你拿一篇拚湊的東西過去,他不會因為你是大一就放水的,甚至還會非常生氣。”
“可能補考都不會讓你過得?”
“所以……”
“林楓同學,好好寫吧!”
