5 Aug

日出东方,重逢,最美的风采

历时三年,经过三届评选,《日出东方》、《重逢》和《最美的风采》入围亚运会会歌候选歌曲。就BoJone而言,比较喜欢的事《日出东方》。最终结果如何?让我们拭目以待!

日出东方,我们在广州重逢,展示最美的风采

其中,《日出东方》的作曲是知名曲作家李海鹰,作词是朱海。歌曲名字与广州亚运标识五羊上方绚丽的太阳形象完全契合,体现了克服困难取得胜利的体育精神,同时也有亚运火炬薪火相传、永不熄灭的含义。《重逢》的作曲是捞仔,作词是徐荣凯。歌曲取名重逢,突出了亚运会不仅是亚洲的运动盛会,也是亚洲兄弟姐妹四年一次的盛大友谊聚会,亚洲虽然辽阔,但亚洲人民之间的深厚友谊缩短了彼此的距离。《最美的风采》则是由香港著名作曲家金培达作曲,广州知名音乐人陈小奇作词。歌曲将“花海”与“运动会”的意象巧妙地融为一体,彰显出广州作为“花城”及亚运会主办城市所具有的风采,及“和谐亚洲,激情盛会”的主题。

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8 Aug

三次方程的三角函数解法

对于解方程,代数学家希望能够从理论上证明解的存在性以及解的求法,所以就有了1到4次方程的求根公式、5次及以上的代数方程没有根式可解等重要理论;然而,通常的学者(如物理学家、天文学家)都不需要这些内容,他们只关心如何尽可能快地求出指定方程的根(尤其是实数根),所以他们通常关注的是方程的数值算法,当然,如果能有一个相对简单的求根公式,也是他们所希望的。而接下来所要介绍的内容,则是满足了这一需要的三次方程的求根公式,其中用到的相当一部分的理论,是与三角函数相关的。

储备

\begin{equation}\frac{2}{\tan 2A}=\frac{1}{\tan A}-\tan A\end{equation}
\begin{equation}\frac{2}{\sin 2A}=\frac{1}{\tan A}+\tan A\end{equation}
\begin{equation}\cos(3A)=4\cos^3 A-3\cos A\end{equation}

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7 Aug

旋转的弹簧将如何伸长(2)?

弹簧

弹簧

上一次我从密度的角度讨论了旋转的弹簧伸长的问题,由于对弹性形变等问题是初涉,所以花了好大功夫。这几天重新认识了一下胡克定律,并且从另外的角度给出了这道题目的一个相对简单的解法。在此把它记录下来,并写写我对弹性形变的一些粗浅看法。

在解答的过程中,我再次体验到了殊途同归的感觉,科学就是这样的奇妙,一个目的地往往有着不止一条道路,不同的道路会给我们不同的科学视觉,最终领略到不同的科学美景;多走几条路,更能够让我们从不同的角度领略美不胜收的科学,这也是众多旅游爱好者不辞千里地观赏美景的原因!

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16 Aug

《方程与宇宙》:拉格朗日点,复数,向量(五)

The New Calculation Of Lagrangian Point 4,5

上一回我们已经求出了拉格朗日点L1,L2,L3,并且希望能够求出L4,L5两个点。由于L4,L5与“地球-太阳”连线已经不共线了,所以前边的方法貌似不能够用了。为了得到一个通用的定义,我们可以采用以下方法来描述拉格朗日点:位于拉格朗日点的天体,它与太阳的连线以及地球与太阳的连线所组成的角的大小是恒定的。(这里为了方便,采用了地日系的拉格朗日点来描述,对于一般的三体问题是一样的)

对于L4,L5来说,我们或许可以设置一个新的向量来描述这两点的向径(如$\vec{R}$)。当我们这样做后,很快就会发现这样会令我们的计算走向死胡同。因为我们发现:已知两个向量的夹角和其中一个向量,我们很难把另一个向量用已知向量的式子表达出来。不能做到这一点,就不能找出$\vec{R}$与$\vec{r}$的关系,就无法联立方程求解。难道,我们这一条路走到尽头了吗?一开始BoJone也冥思苦想不得头绪,但是...

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23 Sep

圆满的句号——汽车站的邂逅

21日,是我从北京回家的日子。上午一切都很顺利,很早就赶到机场了,而且飞机也没有晚点。然而,事情却出现了一点意外——

原来由于台风影响,广东正在下暴雨,于是,飞机在广州上空盘旋了半个多小时,本来16:00就可以下的飞机,却到了近17:00才下。庆幸的是,这一次我没有把行李托运,于是下机后马上飞奔门口,乘坐机场快巴。还好,赶上了17:10的快巴。又是两个小时的路程,19:00左右,我到了肇庆汽车总站...

汽车站的售票人员说现在回新兴最早的班车是20:10的,距离现在还有一个小时,我犹豫了一下:这让我等太久了吧...抱着侥幸的心态,我打车到了肇庆的桥西汽车站,希望那儿会有早一点的班车。然而,结果是失望的:途径新兴的车都没有了。这时,在我前边的一个女孩出声了——

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27 Nov

《自然极值》系列——2.费马原理

物理学的美不仅仅表现在简洁的公式上。我们还惊奇地发现,很多物理现象都是按照使某个变量达到极值的方式发生。一个典型的例子就是费马原理,它指出了光的传播路径的一个重要规律:光总是沿着所花时间最短的路径传播。这里我们将简单介绍一下费马原理。

费马原理俗称“最快到达原理”、“最小时间原理”。1657年,费马提出:

从P点到达Q点,在所有可行的路径中,光选择了所需时间最短的一条。
从P点到达Q点,在所有可行的路径中,光选择了所需时间为极值的一条。

这是一个极其奇妙的原理,也是自然界中最神奇的极值之一。作为非生物的光,居然自主地选择了最优路径,成为世界上“效率最高”的东西,这让人不得不佩服宇宙的伟大。这究竟是造物者的精心设计,还是无心之作?

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28 Nov

《自然极值》系列——4.费马点问题

通过上面众多的文字描述,也许你还不大了解这两个原理有何美妙之处,也或者你已经迫不及待地想去应用它们却不知思路。为了不至于让大家产生“审美疲劳”,接下来我们将试图利用这两个原理对费马点问题进行探讨,看看原理究竟是怎么发挥作用的。运用的关键在于:如何通过适当的变换将其与光学或势能联系起来。

费马点问题

费马点问题

传统费马点问题是指在ΔABC中寻找点P,使得$AP+BP+CP$最小的问题;而广义的费马点则改成使$k_1 AP+k_2 BP+k_3 CP$最小。这是很具有现实意义的,是“在三个村庄之间建立一个中转站,如何才能使运送成为最低”之类的最优问题。我们将从光学和势能两个角度对这个问题进行探讨(也许有的读者已经阅读过了利用重力的原理来求解费马点,但是我想光学的方法依然会是你眼前一亮的。

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9 Dec

《自然极值》系列——5.最速降线的故事

如果说前面关于这个系列的内容还不能使得读者您感到痛快,那么接下来要讲述的最速降线和悬链线问题也许能够满足你的需要。不过在进入对最速降线问题的理论探讨之前,我们先来讲述一个发生在17世纪的激动人心的数学竞赛的故事。我相信,每一个热爱数学和物理的朋友,都将会为其所振奋,为其所感动。里边渗透的,不仅仅是一次学术的竞争,更是一代又一代的人对真理的追求与探路的不懈精神。

(以下内容来源于网络,科学空间整理)

意大利科学家伽利略在1630年提出一个分析学的基本问题── “一个质点在重力作用下,从一个给定点A到不在它垂直下方的另一点B,如果不计摩擦力,问沿着什么曲线滑下所需时间最短。”这算是这个著名问题的起源了(为什么别人没有想起这个问题呢?所以说大科学家的素质就是思考、创新,要有思想,人没有思想,就和行尸走肉没有什么区别)。可惜的是伽利略说这曲线是圆,但这却是一个错误的答案。

Brachistochrone

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