周三上午九点,江城一中的学术报告厅座无虚席。阳光透过穹顶的玻璃天窗,斜斜地洒在阶梯式座位上,将空气中浮动的粉笔灰照得清晰可见。今天是全校瞩目的数学公开课,主讲人是京华大学数学系的博士生导师——陆明远教授。作为国内数学界的权威,陆教授常年深耕函数极限与微积分领域,此次受邀来江城一中授课,不仅高三所有重点班的学生全员参加,就连其他年级的数学老师和部分校领导也悉数到场,报告厅后排和两侧的过道上都站满了旁听的人。
苏清鸢和林薇薇坐在中间区域的第三排,苏景珩就坐在她们斜前方。林薇薇手里紧紧攥着笔记本,脸上满是激动和紧张:“清鸢,你说陆教授会讲什么啊?我听说他的课特别难,好多大学生都跟不上,我们能听懂吗?”
苏清鸢指尖轻轻摩挲着笔记本的边缘,目光落在前方的投影幕布上。幕布上已经打出了今天的授课主题——《函数极限的高阶应用与竞赛拓展》。她淡淡开口:“跟着思路走就行,听不懂的地方记下来,课后再琢磨。”昨晚她刚用“学科竞赛辅助”技能梳理完物理竞赛的知识点,顺手翻了几本微积分的拓展教材,陆教授课件上的基础定义对她而言并不陌生。
苏景珩回头看了她们一眼,递过来两支崭新的中性笔:“陆教授讲课节奏快,笔记记得简洁点,重点记推导步骤。”他显然做过功课,知道陆明远教授最看重逻辑推演过程。
林薇薇连忙接过笔:“还是苏景珩想得周到!清鸢,等会儿我要是漏记了,你可得借我抄抄!”
苏清鸢点头应允,目光重新投向讲台。这时,报告厅内突然安静下来,陆明远教授穿着一身深灰色西装,步履沉稳地走上讲台。他约莫五十岁上下,头发已有些花白,但眼神锐利如鹰,鼻梁上架着一副金丝边眼镜,周身透着学者特有的严谨气场。
“同学们好,我是陆明远。”他的声音浑厚有力,透过麦克风传遍整个报告厅,“今天我们不讲基础题型,重点聊聊函数极限在竞赛中的高阶应用——尤其是‘夹逼准则’的拓展推导,这也是全国中学生数学竞赛的高频考点。”
话音刚落,台下就响起一阵低低的惊叹。夹逼准则本身是高考大纲边缘的知识点,其拓展应用更是远超常规教学范围,显然陆教授是奔着竞赛生群体来的。
陆教授没有多余的寒暄,直接点开课件,开始推导核心定理。他的板书工整有力,每一个公式、每一步推导都清晰地写在黑板上,逻辑链条看似环环相扣:“我们已知lim(x→0)sinx/x=1,以此为基础,推导lim(x→0)(1-cosx)/x²的极限值……这里可以利用三角恒等式1-cosx=2sin²(x/2),再结合夹逼准则,就能得出结果为1/2。”
他一边说,一边在黑板上写下关键步骤,笔尖划过黑板的“吱呀”声在安静的报告厅里格外清晰。台下的学生们都奋笔疾书,生怕错过任何一个细节,就连旁听的老师们也频频点头,显然对陆教授的推导过程十分认可。
林薇薇埋着头,飞快地记录着板书,时不时皱起眉头,显然有些跟不上节奏。苏景珩则一边记笔记,一边在草稿纸上同步演算,眼神专注。
苏清鸢却微微蹙起了眉。当陆教授写到“利用夹逼准则推导时,需满足|sin(x/2)|≤|x/2|,因此2sin²(x/2)≤2*(x²/4)=x²/2”这一步时,她的指尖顿住了。
凭借过目不忘的技能,她瞬间回忆起柯西收敛准则的延伸定理——夹逼准则的适用条件不仅要求“左极限≤目标极限≤右极限”,还必须保证左右两侧的极限值严格相等。而陆教授在这里的推导,虽然形式上符合夹逼准则的框架,但忽略了一个关键前提:当x→0时,|sin(x/2)|与|x/2|的差值在高阶无穷小量中的影响,尤其是在拓展到n阶导数的竞赛题型中,这个疏漏会导致推导结果的精度偏差。
更重要的是,她上周在翻阅京华大学出版的《数学竞赛培优教程》时,恰好看到过陆教授本人发表的相关论文,其中明确强调过“夹逼准则在高阶极限推导中需补充无穷小量阶数验证”的结论。此刻教授的推导,显然与他自己的学术观点相悖。
苏清鸢没有立刻开口。她知道陆教授是权威,在这样的公开场合指出他的疏漏,很可能会被认为是哗众取宠。但她的性格里,既有冷静理智的一面,也有对真理的执着——尤其是涉及到数学这种严谨的学科,任何逻辑漏洞都可能误导学生,这与她潜意识里的责任感相悖。
陆教授已经推导到了最后一步,将结果1/2写在黑板中央,语气笃定:“所以,这个极限的最终结果就是1/2。同学们,这个推导过程看似简单,但里面的逻辑链条非常关键,尤其是夹逼准则的应用,大家一定要牢记……”
“陆教授,抱歉打扰一下。”
清冷的女声突然在报告厅中响起,打破了原本的沉静。所有人的目光都齐刷刷地投向声音的来源——第三排的苏清鸢。
她缓缓站起身,身姿挺拔,脸上没有丝毫慌乱,只有一种近乎纯粹的认真:“您刚才的推导,似乎存在一个逻辑疏漏。”
整个报告厅瞬间鸦雀无声,落针可闻。
林薇薇吓得差点把笔掉在地上,连忙拉了拉苏清鸢的衣角,压低声音急道:“清鸢!你疯了?那可是陆教授啊!”
苏景珩也转过头,眼底闪过一丝惊讶,但很快化为了然。他太清楚苏清鸢的性格,若非有十足的把握,她绝不会在这样的场合开口。他没有说话,只是默默拿起草稿纸,开始重新演算陆教授的推导过程,想要验证妹妹的说法。
台上的陆明远教授显然也没料到会有人打断他的授课,而且还是个高三学生。他推了推鼻梁上的金丝边眼镜,目光落在苏清鸢身上,语气带着一丝不易察觉的审视:“哦?这位同学,你说说看,哪里有疏漏?”
他的声音依旧平稳,但熟悉他的人都知道,这位学术权威最不喜被人质疑,尤其是在公开场合。后排的校领导们脸色都有些凝重,江城一中的校长轻轻咳嗽了一声,想要打圆场:“陆教授,小孩子不懂事,可能是哪里看错了……”
“校长不必多言。”陆明远抬手打断了他,眼神依旧锁定在苏清鸢身上,“学术探讨不分年龄,既然她提出了疑问,就让她说说看。如果确实是我错了,我自然会纠正。”
得到允许,苏清鸢深吸一口气,语速平稳地开口:“您在利用夹逼准则推导时,引用了|sin(x/2)|≤|x/2|,进而得出2sin²(x/2)≤x²/2。这个推导在基础题型中是成立的,但在高阶极限的拓展应用中,忽略了一个关键前提——夹逼准则的严格适用条件,要求左右两侧的边界函数必须在同一极限过程中收敛到同一个确定值,且需验证无穷小量的阶数是否匹配。”
她顿了顿,目光扫过黑板上的推导步骤,继续说道:“您这里用x²/2作为上界,但当x→0时,sin(x/2)与x/2的差值是三阶无穷小量,即sin(x/2)=x/2 - (x/2)^3/6 + o(x^3)。代入2sin²(x/2)后,得到的结果应该是2[(x/2)^2 - 2*(x/2)^4/6 + o(x^4)] = x²/2 - x^4/24 + o(x^4)。此时,若仅以x²/2作为上界,虽然极限结果看似仍是1/2,但在涉及到n≥4的高阶导数竞赛题中,这个被忽略的x^4项会导致推导逻辑不严谨,甚至可能得出错误结论。”
她的声音清晰而坚定,每一个知识点都准确无误,甚至精准引用了高阶无穷小量的展开式,让在场的数学老师们都露出了惊讶的神色。
陆明远教授的眉头微微皱起,他没有立刻反驳,而是转身走到黑板前,拿起粉笔,快速演算起苏清鸢提到的泰勒展开式。随着公式一步步呈现在黑板上,他脸上的审视渐渐变成了凝重,再到后来的若有所思。
报告厅内一片寂静,只有粉笔划过黑板的声音。学生们面面相觑,大多没听懂苏清鸢在说什么,但从陆教授的神色变化中,隐约感觉到事情不简单。林薇薇瞪大了眼睛,看着身边从容不迫的苏清鸢,心里只剩下崇拜——她虽然听不懂那些复杂的公式,但她知道,苏清鸢一定是对的。
赵雅琪坐在不远处,脸色一阵青一阵白。她刚才也跟着陆教授的推导记了笔记,完全没发现任何问题,可苏清鸢不仅发现了,还能说出这么多专业的理论,这让她心里的嫉妒和不甘更加强烈。她死死攥着笔,指甲几乎要嵌进掌心,嘴里小声嘀咕:“肯定是瞎蒙的,故作高深罢了。”
孙曼丽连忙附和:“就是,她怎么可能比陆教授还厉害?肯定是哪里弄错了!”
她们的声音不大,但在安静的报告厅里,还是被周围的人听到了。有人露出了不赞同的神色,就算苏清鸢说错了,也不该这么恶意揣测。
几分钟后,陆明远教授停下了手中的粉笔,转过身来。他看着苏清鸢的目光,已经没有了最初的审视,取而代之的是深深的赞许和一丝歉意:“这位同学,你说得对。我刚才的推导,确实忽略了高阶无穷小量的阶数验证。”
这句话如同平地惊雷,让整个报告厅都炸开了锅。
“我的天!苏清鸢居然是对的?”
“陆教授真的承认自己错了?”
“她也太厉害了吧!连京华大学的教授都能指出错误!”
“刚才她说的那些泰勒展开式,我听都没听过,她一个高三学生怎么会懂?”
校领导们脸上的凝重也变成了惊喜,校长更是连连点头,看向苏清鸢的眼神充满了欣赏。旁听的数学老师们则纷纷拿出手机,拍下黑板上的推导过程,低声讨论着苏清鸢提到的知识点。
陆明远教授抬手示意大家安静,语气诚恳地说:“刚才的疏漏,是我过于侧重基础应用,忽略了竞赛拓展的严谨性。这位同学不仅发现了问题,还能准确指出核心症结,甚至引用了高阶无穷小量的展开式,这份逻辑思维和知识储备,远超一般的高三学生,甚至不逊色于重点大学的本科生。”
他顿了顿,目光再次落在苏清鸢身上,语气带着一丝好奇:“同学,你叫什么名字?这些高阶知识是从哪里学来的?”
“我叫苏清鸢,是高三(1)班的学生。”苏清鸢从容回答,“这些知识是从竞赛教材和学术论文里看到的,您的《数学竞赛培优教程》我也认真读过,里面提到过类似的严谨性要求。”
“哦?你读过我的书?”陆明远教授眼睛一亮,脸上露出了欣慰的笑容,“看来你是个爱钻研的好学生。刚才你提到的泰勒展开式应用,正是我那本书里的拓展内容,没想到你不仅看懂了,还能灵活运用到实际推导中,非常难得。”
他转过身,拿起粉笔,在黑板上补充了高阶无穷小量的验证步骤,然后对全场说道:“现在,我们把这个疏漏补上。大家要记住,数学是一门严谨的学科,任何一点逻辑漏洞都可能导致谬以千里。今天,这位苏清鸢同学给我上了一课,也给大家上了一课——做学问,既要尊重权威,也要敢于质疑,更要具备严谨的逻辑思维。”
台下响起了热烈的掌声,经久不息。林薇薇激动地拍着巴掌,比自己受到表扬还开心:“清鸢!你太牛了!我太崇拜你了!”
苏景珩也回头,对苏清鸢露出了骄傲的笑容,眼神里满是“我就知道你可以”的笃定。