第103章 驗證成功,證無窮性問題【二合一】

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  第103章 驗證成功,證無窮性問題【二合一】

  「積分值計算終於出結果了。」

  8月30日,周四。

  晚上十點多,信息與工程學部機房。

  徐銘看著電腦屏幕中的結果,臉上浮現出喜色,忙立刻進行下一步操作。

  目前Φ(s; x)的函數形式已經確定,且通過微調路徑彎曲點的位置和曲率,成功找到對零點位置微小擾動不敏感的魯棒路徑。

  只需再驗證篩法問題轉化為復積分的思路,如果可行便代表多尺度解析篩法成功。

  為此他選取計算不超過x的素數個數π(x),嘗試用設計的積分表達式近似。

  在相對較小的x,選擇合適的積分路徑r,使用編寫的自適應積分程序計算該積分值。

  今天順利得到計算結果,他也不再遲疑,直接在信院機房將積分值與精確的π(x)對比分析。

  「積分值能較好逼近π(x)。」

  「誤差積分值相比傳統誤差界更小,且隨x的增大而相對減小。」

  「全部都達到了預期。」

  徐銘時不時低喃出聲,念出比較後的結果,整個人也因興奮臉色有些潮紅。

  從確定數論篩法選題方向,到提出多尺度解析篩法相關理論。

  將篩法本身動態化以及解析化,轉變成復積分問題。

  又經過龐大數值的計算驗證。

  今天總算是得到了成果,順利優化出一種全新的動態解析篩法。

  「我的篩法理論是成立的。」

  坐在椅子上他再次念叨這麼句,下秒突然想起什麼立刻拿起旁邊草稿本。

  既然確定得到新的篩法工具,那麼想證明其在數論領域研究發展中的作用,最好的辦法無疑是證明猜想難題。

  伴隨這個念頭在腦海中浮現,他很快便想到了一個比較合適的選擇。

  「斐波那契數的無窮性問題。」

  無論信息學科提升到1級是編寫的程序,還是先前無線定位受鋼結構影響,誤差峰值出現的時間秒數,均是和數論中的斐波那契數存在關係。

  而斐波那契數的無窮性問題,目前仍舊是數論領域尚未解決的難題。

  即斐波那契數中是否存在無窮多個素數?

  作為研究素數分布,多尺度解析篩法非常合適。

  完全能嘗試通過多尺度解析篩法工具,來徹底證明這項數論領域的猜想。

  思維很快清晰確定接下來的方向後,徐銘沒有遲疑當即著手進行推導。

  「定義F=1,F=1,且對於n>2,有(F_n = F_{n-1}+ F_{n-2})……」

  伴隨徐銘整個人沉浸在斐波那契數中,很快便進入到深度學習狀態。

  高度專注之下,絲毫不受外界的影響。

  當時間一分一秒過去,直到第二天的清晨,徐銘這才停下手上動作。

  活動四肢的同時伸了個懶腰。

  「都過去了這麼久?」

  看到自己電腦屏幕上的時間,以及從窗戶處照射進來的漂亮朝霞,徐銘回過神頗為意外的自顧自低喃句。

  只能說多尺度解析篩法的成功,讓他興奮之下,全然忘記了時間。

  不知不覺竟熬個通宵。

  而接著他又垂眼看向桌面上散亂的草稿紙,隨即將其收攏起來小心裝好。

  儘管經過一夜的時間,對斐波那契數的無窮性問題證明尚未有大的進展,但卻已能夠確定他的篩法,是可以證明斐波那契數存在無窮個素數的。

  接下來只需要按部就班的推導即可。

  屆時便能正式開始撰寫畢業論文,基本上不會影響明年五月份的學院答辯。

  或許正是因為心情好的緣故,徐銘依舊不覺得困。

  接著收拾完自己的東西,打算先去食堂吃飯,然後再回宿舍補幾個小時覺。

  然讓他有些意外的是,才剛走到樓梯處,正巧遇上迎面過來的郭昊強。

  後者看見徐銘,立刻停住腳步高挑眉毛。

  臉上浮現出驚訝之色。

  不等徐銘開口,率先近前疑惑詢問。

  「徐師弟這是昨天晚上沒回宿舍,在機房通宵了?」

  「這不是想著新生開學,儘快弄完嘛。」徐銘點點頭如實承認下來。

  郭昊強自然也清楚平時機房的緊張程度,因此對徐銘的說法並不感到意外。

  但抬眼認真打量上去,卻從徐銘臉上愣是找不到半分的疲憊感,想到自己研究課題時加班幾個小時,就會犯困連續打哈欠實屬羨慕。

  頓了幾秒待心情平復下來,方才同徐銘說起關於伺服器機房的事情。

  「徐師弟。」

  「馬上等新生軍訓完,對機房的需求會激增,到時候恐怕不能給你太多時間調用伺服器。」

  「你的數值現在驗證的如何?」

  徐銘聽完郭昊強的話,自然也清楚這件事。

  這屆新生很不幸運,學校重新找到訓練基地,也就是說今年依舊會到校外拉練軍訓。

  像可去年他們那種主打室內上的好日子,以後怕是會可遇而不可求。

  如此等將近半個月的軍訓結束,新生正式上課的話機房肯定會經常爆滿。

  他再想使用信院的伺服器驗證數值,就需要和院裡對接時間才行。

  好在他的進度還算順利。

  不但成功對多尺度解析篩法完成了驗證,還開始證明斐波那契數無窮性問題。

  當思維運轉到這裡,他也不再賣關子,下秒開口講明情況避免師兄擔心。

  「我正要和師兄說呢,畢業論文中需要計算驗證的內容已經完成,這段時間感謝師兄的幫忙。」

  「那就好。」

  郭昊強聽到這話頓時鬆了口氣。

  下意識吐出三個字,嘴角掛上笑容接著往下說。

  「徐師弟也算是導師的學生,同門師兄弟之間當然要互相幫忙。」

  「我這裡沒其他事,你快去休息吧。」

  講完不忘提醒徐銘趕緊回宿舍,絲毫沒掩飾臉上對師弟的關心。

  不多時。

  徐銘和郭昊強分開,先去了距離信院近的食堂,然後才騎車返回數院。

  ……

  成功確定多尺度解析篩法的可行性,之後數天時間徐銘又成為圖書館常客。

  除研究相關的文獻資料,便是繼續推導證明斐波那契數的無窮性問題,期間陳璐趕到空閒時間,也會過來圖書館兩人一起安靜學習。

  然有些遺憾的是,直到高教社杯開始前一天,徐銘仍未完成全部證明過程。

  根據高教社杯數學建模競賽的相關規定,參賽隊伍可查閱書籍軟體網絡資源,但禁止與隊外的進行討論。

  並且包括指導老師。

  整個答題時間共為72個小時。

  按照燕大往年參賽傳統,學校的官方隊伍,都在賽前安排到專門的房間。

  這其中自然也包括徐銘他們。

  9月21日,周五。

  早上七點多,徐銘和蔣旭以及朱志軒,便已經守在電腦前耐心等待題目公布。

  儘管蔣旭和朱志軒都不是首次參加建模競賽,有著四月的數院自己舉行的挑戰杯經驗,但可能是因為這次和徐銘組隊依舊難掩激動。

  手握著滑鼠頻繁刷新官網頁面,想要第一時間看到本科組的兩道題目。

  「別緊張。」

  「題目要在八點,才會公布到官網首頁上。」

  徐銘將兩人的表現看在眼裡,嘴角上揚保持著微笑淡然開口說上這麼一句。

  「知道了銘哥。」

  朱志軒聞言臉龐閃過些許不好意思,聞言鬆開滑鼠後顧不上將就,直接在褲腿上把手心的汗珠給擦乾。

  蔣旭雖稍微鎮定點,卻也忍不住向徐銘詢問。

  「不知道這屆題目的難度如何?」

  「多給自己點信心就好,你們現在的建模水平可要比上學期高的多。」徐銘接過蔣旭的話茬立刻表示道。

  他這話可並非是單純寬慰才說,而屬於事實。

  儘管只有一個暑假的時間,但蔣旭和朱志軒兩人為不拖他的後腿,可沒少在數學建模上下苦功夫,課後都還會尋找各種例題資料研究學習。

  以至於水平提升迅速。

  在高教社杯正式開始的前兩天,徐銘還特意出了題目讓兩人分析建模。

  解答結果頗讓人感到驚喜。

  甚至不誇張的講,眼下就算沒有徐銘帶隊,恐怕兩人也能拿到不錯的成績。

  蔣旭和朱志軒聽進徐銘的話,情緒逐漸平復下來。

  不再像剛才那樣興奮。

  轉眼時間來到早上八點整。

  當本屆高教社杯本科組的兩道題目公布,房間內頓時響起驚呼聲。

  「題目出來了。」

  伴隨蔣旭的一句提醒,徐銘和朱志軒沒有耽擱,忙轉過目光朝屏幕看去。

  下秒只見兩道本科題目映入眼球。

  A題:國內人口增長預測

  B題:乘公交,看奧運

  全國大學生數學建模競賽,本科組的兩道題目,只需要參賽隊伍選擇其中一道進行作答。

  放在別的隊伍中,自然是互相交流輸出意見,選擇最適合的題目。

  但在徐銘他們這裡,蔣旭和朱志軒根本沒任何遲疑。

  立刻望向徐銘開口詢問。

  「徐銘。」

  「咱們選哪一道題?」

  將兩道題目全部看完,徐銘對此並無什麼意外。

  首先A題需預測未來十幾年的,人口總量以及年齡性別結構及其變化趨勢,雖給出了相關的數據,卻要考慮相關的文件和社會等各種因素。

  而最合適的解答方法,就是使用人口年齡移算模型。

  對生育率和死亡率等關鍵參數處理優化。

  至於B題則就更加熟悉。

  畢竟明年就是奧運會開始的時間,別說全國大學生數學建模競賽這種賽事,哪怕初中或者高中試卷上,都會出現和奧運相關的題目。

  因為這代表社會最大熱點。

  考慮到自己先前參與的信院課題項目,同樣是和奧運核心場館定位有關。

  兩道題互相比較之下,難免會對後者更感興趣。

  反正無論選擇哪一道題,他都有把握出色完成,並不存在什麼影響。

  心中做出決定之後,徐銘並未耽擱時間。

  他看向朱志軒和蔣旭兩,沉聲吐出兩個字。

  「B題。」

  「知道了。」兩人不存在任何異議,點頭應聲完迅速查看第二題的具體說明。

  題目核心目標,是為迎接奧運,設計一個公交線路查詢系統。

  為乘客提供從起點到終點站的最優乘車方案。

  其優先級的定義:

  換乘次數最少,在換乘次數最少的方案中,總行程時間最短。

  在滿足上述兩個方案下,總費用最低。

  提供的數據,則是燕京市幾百條公交線路詳細列表。

  參賽隊伍正常情況,會花費一定時間,共同對問題內容進行分析。

  然後才會開始模型假設。

  不過在徐銘這裡,他可沒打算花費72小時,去解答這樣一道建模題。

  肯定越快越好。

  他還想著提交完支撐材料和電子版論文,繼續證明自己的斐波那契數無窮性問題呢。

  於是距離題目公布不到五分鐘,徐銘腦海中便已然浮現出最佳的解題思路。

  「使用圖論建模。」

  「每一個唯一的公交站點就是一個節點,同一個物理站點無論被多少路線經過,在圖只單對應一個節點。」

  「必須簡化換乘。」

  「關於這塊的數學建模內容,就由你們兩個負責。」

  「我來解決算法程序和最終的論文。」

  短短几句話幫蔣旭和朱志軒理清思路,並分配好各自要負責的任務。

  隊伍成員間的分工問題,這是高教社杯開始前,他們就已經商議好的。

  畢竟如今以蔣旭和朱志軒的水平,負責最開始的數學建模沒有任何問題,何況都已經講出相關的思路方法。

  「收到。」

  兩人對徐銘的安排沉聲回應兩個字,接著便開始使用圖論進行建模。

  完全可以說是一秒切換認真狀態。

  這邊徐銘也沒閒著,藉助多目標分層優化算法,嚴格按照題目優先級設計搜索策略。

  利用矩陣運算計算站點間的最小換乘數。

  而這道題目的難點,無非是費用計算的特殊性,以及換乘時間的處理和高效性。

  徐銘則將換乘次數約束融入圖搜索,巧妙處理按線路收費的特殊性。

  就這樣。

  當第一天的時間緩緩流逝,來到傍晚時,朱志軒和蔣旭便已完成相關建模。

  在提交給徐銘之後,是夜連同算法程序作為本次答題的材料支撐。

  接下來徐銘並未選擇睡覺休息,而是打算直接通宵把論文一併完成。

  爭取一天時間就結束答題。

  由於蔣旭和朱志軒完成自己的任務後,直接便空閒下來只得擔任起後勤工作。

  保障徐銘吃好喝好。

  「你們可以直接去休息睡覺,論文交給我就行。」

  來到凌晨時分,徐銘注意到兩人仍坐在那裡,擔心兩人不好意思睡覺就主動提醒了句。

  然作為競賽頭一天,精神正是亢奮的時候,加上前邊還特意補了覺。

  這時候自然難以睡著。

  見此徐銘便也沒再多說,專注撰寫論文之下,成功在第二天早上八點前收工。

  並把相關材料進行提交結題。

  除此之外紙質版論文,則是列印出來簽署承諾書,賽後由學校統一郵寄給組委會。

  「我們應該是最快提交材料的吧?」

  徐銘看向電腦屏幕中的時間,自顧自低喃一句,方才站起來活動身體。

  能這麼快就完成答題,放眼全國高校那麼多的參賽隊伍恐怕難找到第二個。

  要是讓其他人知道話,估計都不敢相信。

  隨後徐銘吃過蔣旭買來的早餐,才又對兩人交代句。

  「我先去稍微補幾個小時覺,你們幹嘛都行。」

  「銘哥你快去睡吧。」朱志軒聞言率先接過話茬回答。

  旁邊的蔣旭接著也催促起來。

  他們當然不認為徐銘已經提交完材料,只想著是中途休息恢復精神後,再繼續去搞後面的算法程序論文。

  主要兩人都很清楚,徐銘負責的內容,那可要比他們多的多。

  儘管徐銘天賦和實力很強,估算著也需兩天時間。

  徐銘自然不會去思考蔣旭他們的想法,躺到床上還沒半分鐘的時間,便已然進入到深度睡眠狀態快速恢復。

  僅睡到中午,便精神充沛的自然甦醒。

  稍微洗漱完和朱志軒打了聲招呼,又繼續坐在椅子上進入工作狀態。

  不過他並非撰寫B題論文,而是在草稿本上接著證明斐波那契數的無窮性問題。

  經過這大半個多月的推導論證,他的多尺度解析篩法發揮出巨大作用,距離最終證明已然不剩多少步驟。

  既然現在有這麼好的機會,可以把注意力全部放在證明上面又怎麼能浪費。

  況且還有蔣旭和朱志軒保障後勤。

  連下去吃飯的功夫都省了。

  因此他便打算,用餘下的兩天時間,徹底解決斐波那契數的無窮性問題。

  證明斐波那契數存在無窮多個素數。

  也好正式開始撰寫論文。

  很快來到高教社杯競賽第二天的晚上,蔣旭和朱志軒看到徐銘仍在專註解題,心裏面也不由得犯嘀咕,以為是解題材料仍未完成。

  原本擔心打擾徐銘思路,才不敢過多詢問,但現在真有問題的話他們也好幫忙。

  最終進行了心裡建設,趁徐銘去廁所回來,蔣旭率先開口詢問道:

  「徐銘。」

  「那個……B題的材料還沒弄好嗎?」

  「要不銘哥你在給我們安排點任務吧。」朱志軒接過話茬迅速補充。

  將兩人的話聽見耳中,徐銘則不由一怔,下秒回過神頗為困惑的回答。

  「我第一天就提交結題了,還怎麼給你們任務?」

  「那你今天是在?」蔣旭強忍著內心翻起的波浪,咽了口唾液又拋出新的問題。

  對此徐銘並未隱瞞,坐下後脫口回應句。

  「當然是在推導我的畢業論文啊,眼瞅著就快能開始撰寫找導師修改。」

  ……

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  (本章完)

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