房間里,陳帆和牛頓面對面而坐。
對于陳帆中午的話,牛頓表現了極大的探討欲。
伸手拿起寫著公式的演算紙,牛頓帶著期待問道:“你也研究過整數冪有限項級數的計算嗎?”
“嗯,算是吧……”
陳帆點了點頭,他雖然不算是研究過,但是他學過呀。
別說整數冪的有限項級數計算了,無窮級數的應用,廣義二項式定理等等,他都學過,就是不能直接告訴牛頓罷了。
得到肯定的回答后,牛頓雙眼一亮,立馬開始詢問起了陳帆的研究成果。
陳帆知道,他的引導者身份要開始了。
不過,他并沒有著急,而是從二項式定理研究的初始,開始講了起來。
實際上,最早的研究應該是華國成書于1世紀的《九章算術》。
這里面提出了世界上最早的,多位正整數開平方和開立方的一般程序。
后來,到了11世紀中葉,賈憲在《釋鎖算書》中給出了開方作法本原圖,滿足了三次以上開方的需要。
這個圖也是直到六次冪的二項式系數表。
只不過,賈憲并未給出二項式系數的一般公式,也沒能建立一般正整數次冪的二項式定理。
再然后,13世紀的楊輝在《詳解九章算術》中引用了本原圖。
但由于《釋鎖算書》的失傳,本原圖在今天一般被稱為楊輝三角。
至于其他地區,最早是在10世紀,阿爾·卡拉吉才知道二項式系數表的構造方法。
隨后由奧馬·海亞姆將印度人的開平方、開立方運算,推廣到任意高次,從而開始研究高次二項展開式。
后來到13世紀,開始有了高次開方的近似公式,到15世紀,阿爾·卡西在《算術之鑰》中介紹了任意高次開方法,并給出了直到九次冪的二項式系數表。
最后在1654年,法國的帕斯卡最早建立了一般正整數次冪的二項式定理。
隨著時間的流逝,牛頓不自覺的沉浸在了陳帆的講述之中。
以至于,當陳帆拿起筆,并在一張演算紙上,開始寫出一個二項式展開系數表時,牛頓還有些沒反應過來。
等到陳帆寫完,遞給牛頓時,他先是一愣,才接過了演算紙。
但只看了一眼,牛頓立馬便瞪大了雙眼。
“這,這是什么?”
陳帆沒有說話,而是繼續拿起筆,開始在紙上寫道:
【第一列是常數(0次多項式),第二列呈線性增長(1次多項式),第三列根據2次多項式二次增加,第四列以三次多項式的形式增加……】
隨后將紙遞給牛頓,陳帆認真說道:“你先試著按這個思路填滿整個二項式展開系數表。”
牛頓愣了一下,再次接過演算紙,把兩張紙放在一塊,他頓時驚呼道:“這是二項式定理的展開研究?”
陳帆點了點頭,嚴肅且鄭重的說道:“是的,我想和你分享我的研究思路,希望我們能夠突破這項研究。”
牛頓有些不敢相信自己的耳朵,更不敢相信眼前兩張演算紙上的內容。
他有些遲疑的說道:“你的研究應該比我更深入,我不能……”
沒等牛頓的話說完,陳帆直接打斷道:“在沒有獲得最終的研究成果之前,我們都只是這條路上的探索者,說不定你還會比我先完成這項研究。”
頓了頓,陳帆又笑著補充道:“你完全不需要多想,如果我們倆共同取得了這項研究的突破,我同樣會很高興。再說了,對于你的收留,我也沒什么能夠答謝的,這不是兩全其美嗎?”
陳帆的一番話說完后,牛頓怔怔的看著陳帆,過了一會,他的臉上也露出了一絲笑容。
對于他而言,這些內容的確很有吸引力,而且陳帆的意思也很明確,他是真的想分享這項研究的思路,共同完成這項研究。
當牛頓露出笑容時,陳帆就知道這家伙不會拒絕了,他趁熱打鐵道:“牛頓,我們應該抓緊時間了,我想我們一定能盡快解決這項研究的!”
牛頓鄭重的點了點頭:“謝謝你的信任和分享,我會盡力的!”
說完,他拿起筆,開始按照陳帆所說的,去填滿整個二項式展開系數表。
陳帆也重新將注意力放到眼前的紙和筆上,開始寫出一個函數【y=(1-x^2)^1/2】,并開始作出函數圖。
這是一個單位半徑圓的右上象限方程,以單位半徑描述圓的象限。
這也是他開始引導牛頓走向廣義二項式展開的開始。
做完這一步后,陳帆扭頭看了一眼牛頓。
當看到他遞過去的二項式展開系數表,已經差不多被牛頓完成,且開始整理一般表達式時,陳帆不由得挑了挑眉。
“牛爵士不愧是牛爵士,很高效嘛!”
不多時,牛頓完成了手頭的內容,一抬頭,就看到正盯著自己的陳帆。
他微微一愣,有些不好意思的說道:“讓你久等了。”
陳帆輕聲笑道:“沒有,你完成的剛剛好。”
旋即,他將剛寫的紙張遞了過去:“你看看這個?!?
牛頓有些好奇的接了過來,看了一眼后,下意識的皺了皺眉。
但很快,他的眼睛變得明亮起來,他似乎明白了這個函數的意義。
“看懂了嗎?”
一直在看著牛頓的陳帆,適時出聲問道。
牛頓緩緩點了點頭:“由于圓有一個單位半徑,角z的正弦值等于橫坐標x,因此,我們只需要確定x,來作為z上的冪級數!”
說著,他下意識的拿起筆,準備在紙上開始演算。
只不過,當筆尖快碰到紙張時,他停了下來。
見狀,陳帆微微一笑,快速說道:“我想驗證我的思路對不對,如果可以的話,麻煩你進行一番演算。”
話音未落,牛頓已經毫不遲疑的,開始在紙上演算了起來。
陳帆則在一旁聚精會神的看著。
看了一會,陳帆眼中的笑意也變得更濃了幾分。
得,牛頓不愧是牛頓,只是一點小啟發,他便能從中打開一扇門。
這樣的話,陳帆覺得從二項式定理到微積分的路,或許會走得更快。
實際上,陳帆所寫出的函數,以及那個函數圖,可以說是包含了求正弦函數冪展開,所需要的所有元素。
這也是由牛頓1669年的一頁手稿,“用無限項的方程分析”這一內容,陳帆所想到的,廣義二項式展開的牛頓推導過程中的一步。