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蔡哲淵老師

方程式的公式解

義大利人帕西歐里(Pacioli,1445—1509)於1494年出版《算數摘要》一書,特別強調解一次及二次方程式。但其對三次方程式無法可解,並相信不可能去解。尋求三次方程式之解的故事便開始展開。這問題的突破由波隆那大學的德費洛(del Ferro,1465—1526)開始,德費洛解了所謂

「不完全的三次方程式」,也就是的形式,

並把解法當成秘密,於臨終前傳給他的學生費歐爾(Fior,1506—?)。費歐爾以這解法當武器,向當時著名學者方特那(Fontana,1499—1557,綽號大舌頭)挑戰,提出了30個「不完全的三次方程式」的問題。結果費歐爾挑戰失敗,方特那成功地解出了「不完全的三次方程式」。接著故事主角卡當(Cardano,1501—1576)力促方特那透露他的方法,並答應守密(西元1539)。西元1543年,卡當與其學生費拉利(Ferrari,1522—1565)察看了德費洛的論文,發現德費洛早已解出了「不完全的三次方程式」,所以在1545年,不顧當初的誓言,在他的數學大作《大法》(Ars Magna,原文意為「偉大的技藝」)中,將「不完全的三次方程式」的解法整理發表。這便是一般所稱的「卡當公式」。在此同時,費拉利成功發現了求解四次方程式的技巧,但它視能否將四次簡化至相關的三次方程式而定。<全文>

 

蔡宗龍老師

二次函數動態系統的渾沌性

1961年,美國氣象學家Edward N. Lorenz利用電腦來模擬預測氣象,他發現,雖然描述氣象的方程式非常的簡單,但是初始值的微小差異,獲得的結果卻差了十萬八千里,這就是有名的蝴蝶效應(butterfly effect)。長久以來,科學家一直希望可以用一些簡單的數學方程式來描述自然界並預測自然界,想預測當然就必須先了解當下所要了解的現象的初始值(狀態)來代入數學方程式中,可惜,不論我們量測目前狀態如何精確,與實際值必然會有誤差,蝴蝶效應告訴我們,就算是最簡單的動態系統,這微小的誤差會使得我們的系統變得不可預測,從另一個角度來看,自然界中複雜不可預測的現象,並非表示其背後遵循的數學方程就有如何複雜。<全文> 本文已刊於雄中學報

蔡宗龍老師

碎形簡介

19601970年代間,一位IBM Thomas J. Watson研究中心的研究員Benoie Mandelbrot發展了一套新的幾何學,他稱之為碎形幾何學(fractal geometry)。這套幾何學與傳統的幾何學有許多不同的地方,其中之一為定義了一個形狀的碎形維度(fractal dimension)可以非整數,有別於傳統幾何的整數維度。他描述碎形為其組成部份以某種方式與整體相似的形體。         <全文>

本文已刊於第224期科學教育月刊

蔡宗龍老師

整數解問題

解方程式為數學中一個重要的問題,一般來說,我們對一元方程式的根了解比較清楚,(如:),而對於多元方程式的根就比較不了解,(如:)。而在這篇文章中,我們希望討論的是一次方程式
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的整數解問題。((1)式亦稱為不定方程式)       <全文>