小说里涉及的算法或数学理论
《数理仙途》这本小说,以数理模型/算法 修真为主要卖点之一,在小说里,将为大家呈现很多种算法或数学物理模型。当然,算法与数理模型的原理,在阅读小说时,本身大家无需要了解,但有兴趣的话,可以在边阅读小说边了解一下,也算是另一种形式的寓教于乐。 ======================================================== 1.自然数的平方和。 连续自然数的平方和,即f(N)=1*1 2*2 …… N*N。其结果f(N)=N*(N 1)*(2N 1)/6. 这个结果,验证还是比较容易验证的,采用数学归纳法即可。 但直接推导还是有些困难的,至少我自己想,费了半天时间没有推出来。 具体的多种推导过程,大家可自行百度,在百度百科【平方和公式】里面,提供了好几种自然数平方和的计算方法 ----------------------------------------------------------------- 2.幻方的构造 N阶幻方是将1~N*N个自然数不重不漏的放到一个N行N列的方阵里面,使得每行、每列、以及主对角线上数字之和相同,如最简单的,三阶幻方,中国称为洛书的,“戴九履一,左三右七,二四为肩,六八为足,以五居中”,也就是 492 357 816 高阶幻方的构造,通用的方法是采用两个正交拉丁方来进行构造,只要有两个相互正交的拉丁方,就非常容易可以得到幻方的,但正交拉丁方应该不是唯一理论,至少,六阶正交拉丁方是不存在的,但六阶幻方却存在。我只了解通过正交拉丁方来构造幻方的过程了,在文中也只提及这种。 奇数阶幻方构造简单,非常容易就能拍得了,但偶数阶幻方构造很困难。 从原理上说,正交拉丁方的构造,需要借助模N整数域,N为奇数时,模N整数群就是个域,而偶数阶则不然,如模8整数群,2*4=0MOD8,两个不是0的数相乘得到0了。这时该怎么办?引入虚数单位i,然后用i来构造不可约多项式。具体过程不再论述了。 在组合数学这门数学课中,正交拉丁方的构造有详细论述。 可参考《组合数学》机械工业出版社的这个,说的很详细,不过需要一定数学功底 ----------------------------------------------------------------- 3.称球问题----平衡三叉决策树 网上流传的经典问题: 问题1:有十二个外表相同的球,其中有一个坏球,它的重量和其它十一个有轻微的(但是可以测量出来的)差别。现在有一架没有砝码的很灵敏的天平,问至少几次才能找出那个坏球,并知道它比标准球重还是轻。