14 May

双固定引力中心问题

我们在研究地球附近的小天体运动时,如果把天体和地球看作一个二体系统,那最多只能算上一个零级近似,如果使用“地球+月球+小天体”组成的圆形限制性三体问题模型,那可以算上一个二级近似了。那么,一级近似又是什么了。BoJone认为,它就是本文将要讲的“双固定引力中心问题”了,也叫“双不动中心问题”,英文名是two fixed-center problem。这是一种特殊的限制性三体问题。在这个三体系统中,两个主天体(或称有限质量天体)固定不动,第三个小天体在两个固定的主天体吸引下运动。欧拉、拉格朗日、勒让德、雅可比等人很早就研究过这个问题。其中,欧拉最先成功地求出了这个系统的积分。[引用]

另外,双固定引力中心问题还有另外一个应用,在研究人造卫星的运动时,可以只考虑地球引力,但是由于地球不是完美的球体,把其看成一个质点其实不十分精确,要是把它拆分为两个引力源,就可以很大程度上提高精确度。毕竟双固定引力中心问题是完全可以积分的,可以作为一个比较好的中间轨道(介乎圆锥曲线和精确轨道之间的)。

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28 May

两本通俗读物:混沌和对称

第一本:《天遇——混沌与稳定性的起源》

一个天体力学中的N体问题的研究,竟然发展出了如此多的现代数学理论,这不能不说是一个令人意外的事情。而事实上,N体问题至今仍是无解,这也许并非坏事,因为未被完全攻克,就意味着“N体问题”仍然还是一只“会下金蛋的母鸡”!

本书是普林斯顿文集之一。作者通过大众化的语言,叙述了天体力学和动力系统理论的历史发展,让读者感到其中那激动人心的故事。BoJone认为,要想了解分析动力学(尤其是天体力学)的发展,本书是一本难得的读物。作为混沌和稳定性理论的入门前读物,本书也是非常适合的。读历史的关键是:学会思想!

豆瓣:http://book.douban.com/subject/1048552/

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28 May

遐思1:n次代数方程的解可以这样表示吗?

打从科学空间建立起,就已经设立了“问题百科”这一个分类,但内容一直都很少,主要是平时太懒去总结一些问题。现在得要养成善于思考、总结的习惯了。

前几天到网上印刷了《天遇》和《无法解出的方程》来阅读,两者都是我很感兴趣的书。想当初在初中阶段阅读《数学史选讲》时,我最感兴趣的就是解方程方面的内容(根式解),通过研究理解了1到4次方程的求根公式,并通过阅读知道了4次以上的代数方程没有一般的根式可解。这在当时是多么值得高兴的一件事情!!

现在,稍稍阅读了《无法解出的方程》后,结合我之前在代数方程方面的一些总结,提出一个问题:

若任意的一元n次方程$\sum_{i=0}^{n} a_i x^i=0$的根记为$x_i=R_{n,i}(a_0,a_1,...,a_n)$

那么,是否存在大于3的n,使得任意的一元(n+1)次方程的根能够用加、减、乘、除、幂、开方以及$R_{j,i}$(j可以是1到n的任意整数)通过有限步骤运算出来?

这个问题可以换一个近似但不等价的说法

若一元1次、2次、...、n次均可以根式解答,那么一元(n+1)次方程能否有根式解?

也就是说,(n+1)次方程的根能够表示成 1到n次方程的根与加、减、乘、除、幂、开方的有限次运算?

(不考虑前提的正确与否,显然n=4已经不成立了,当时n=5,6,7,8,...等有没有可能呢?)

期待有人能够解决^_^

18 Jul

记2011北京大学天文夏令营

转眼间,为期四天的北京大学天文夏令营就已经结束了。载着不舍的情绪,含着怀念的泪光,挥一挥道别的手,营员们各自踏上了自己归家的路。美好的时光总是如箭般飞逝,纵然有万般无奈与不舍,我们依然为能够拥有这段欢聚的宝贵时光而感到满足。是的,不管我们走到哪里,我们都不会忘记我们曾经相聚过,我们始终没有忘记,在星空的底下有一群人和我一样默默凝视着璀璨的银河;我们也一直在憧憬着,下一次天文聚会的到来。

闭上眼睛,相聚的日子仿佛就是昨天,相聚的情景仿佛就在眼前。一切都是那么美好,那么珍贵。

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20 Jul

[更正]一道经典不等式的美妙证明

在数学竞赛中,很多题目都专门设置了一种技巧,这种技巧在很大程度上是不怎么理所当然的,换句话说,难以“顺理成章”地想下去,或者是说方法不成系统的,这也是我有点不喜欢数学竞赛题目的一个原因。当然,另一方面,个人认为数学竞赛比物理竞赛更能锻炼一个人的思维能力,尤其是在抽象思维以及几何想象能力等,因此做一些这样的题目也会有好处的。

下面就是一道很经典的竞赛题,它是在韩国举行的第42届IMO中的题目:

设a,b,c都是正实数,求证:
$\frac{a}{\sqrt{a^2+8bc}}+ \frac{b}{\sqrt{b^2+8ac}} + \frac{c}{\sqrt{c^2+8ab}} \geq 1$

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24 Jul

今日晒书

学着《还珠格格3之天上人间》中的情节,今天我也把自己书架上的书搬上楼去晒晒。

有的书是新买的,有的已经买了一两年了,不管怎样,都拿上去沐浴阳光。

后来才发现,把书搬上去很累很热,把书搬下来重新整理更累更热。整个过程从早上九点开始,直到下午两点才完全结束。

原来,把书搬到太阳下展开的场景很壮观......

当然,晒书只是一个契机,我顺便收拾了一下凌乱的房间,这次算是比较彻底了,一些平常没有清洁的角落都清理了一遍。因为再过几天就正式成为高三了。也许下一次晒书,或者下一次整理,已经是明年的今天了。所以不论怎样,今天都要好好“干一场”!

书籍是人类进步的阶梯,呵呵^_^

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25 Jul

关于e,i,π的那些鲜为人知的事儿...

科学空间曾经提到过$e^{i\pi}+1=0$这条被誉为“数学最卓越的公式的公式之一”的公式,而读者们或许很就之前就已经听说过甚至证明过它了。那么,各位读者是否还知道其他的一些关于e,i,π的轶事呢?例如你知道$i^i$等于多少吗?还有$i^{1//i}$呢?

本文就让我们来欣赏一次数学之美!

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27 Aug

科学空间:2011年9月重要天象

秋高气爽的九月,天象剧场也逐渐热闹起来。秋分前后的夜晚,是一年中偶发流星出现最为频繁的时段。尤其是到了后半夜,如果赶上晴天,每小时看到二三十颗偶发流星都不成问题。与此同时,秋夜星空也不乏看点,美丽的仙女座星系M31肉眼可见,三角座星系M33等深空天体也是天文爱好者热衷的观测目标。除此之外,天王星将于本月迎来冲日,观测条件较好。

9月12日,我们又会迎来今年最重要的节日之一——中秋节。届时,不论您是身在他乡为“异客”,或是在家陪伴着亲人,BoJone都愿与你一起“举头望明月”。在此提前预祝大家中秋快乐、美满、团圆!

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