我校“苏步青班”在学校管理、课程设置、教学变革、人才培养、信息资讯、高中与大学贯通衔接等方面展开探索,和复旦大学共同培养综合素质优异的学生。其中,“苏步青班”系列科学讲座是复兴积极推动“双高”合作交流,主动搭建校际交流平台的重要载体。通过系列科学讲座,高中学生可以接触到更广阔的知识领域、学术视野,预先适应和了解大学学习环境和情况,拓宽自己的学习和职业发展视野。这样有助于激发高中学生的学习兴趣和求知欲,为他们的未来学习和职业规划提供指导。
4月24日,复旦大学数学科学学院的苏仰锋教授为立达学部苏步青班的同学们带来一场关于二进制背景下求解一元二次方程的根的头脑风暴。
在初中,同学们就学习了一元二次方程的求根公式,能够得到方程的根的精确值。然而在计算机的二进制算法中,计算一元二次方程的精确值时,往往会因两个根的数值相近而产生有效数字相消减的问题,从而产生误差。于是,苏教授向我们抛出了一个问题:面对这种情况时,我们该如何优化算法,使得到的根尽量精确?在同学们的踊跃思考和苏教授的提示下,我们得出了解决方案:先通过求根公式得到一个精确解,再通过韦达定理求出另一根,此时得到的根能够有效避免两相近根有效数字相消的问题,提高计算精度。原来,在一个看似简单的方程和求解背后,蕴含着如此多需要注意的细节,同学们感触良多。
接下来,在一元二次方程的基础上,苏教授又向我们提出了一元三次,一元四次甚至更高次方程的求根问题。此时的求根公式将十分复杂,而次数达到五次及以上时,也没有求根公式可以直接求解,那么此时如何让计算机给出精确的根的值呢?苏教授告诉我们,这将是一个很好的科学研究,我们现在的能力或许无法解决这些问题,但这并不代表着思考这些问题没有意义。同学们感受到,数学研究不仅仅停留在理论层面,更要与应用相结合,通过计算机的帮助,建立数学模型,优化算法,解决实际问题。
在苏教授一个又一个追问中,同学们不仅了解了一元二次方程的二进制求根方法,更深刻理解了数学给实际生活带来的改变。未来的我们进入高校后,也应将数学作为一门工具,善于用数学模型独立解决问题,在数学的道路上一路前行。