“積分值計算終於出結果了。”
8月30日,週四。
晚上十點多,資訊與工程學部機房。
徐銘看著電腦螢幕中的結果,臉上浮現出喜色,忙立刻進行下一步操作。
目前Φ(s; x)的函式形式已經確定,且透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,嘗試用設計的積分表示式近似。
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式計算該積分值。
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對比分析。
“積分值能較好逼近π。”
“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,順利最佳化出一種全新的動態解析篩法。
“我的篩法理論是成立的。”
坐在椅子上他再次唸叨這麼句,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。”
無論資訊學科提升到1級是編寫的程式,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?
作為研究素數分佈,多尺度解析篩法非常合適。
完全能嘗試透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?”
看到自己電腦螢幕上的時間,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呼叫伺服器。”
“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路資源,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,週五。
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佈。
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。
手握著滑鼠頻繁重新整理官網頁面,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,才會公佈到官網首頁上。”
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佈,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,忙轉過目光朝螢幕看去。
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,雖給出了相關的資料,卻要考慮相關的檔案和社會等各種因素。
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引數處理最佳化。
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專案,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,點頭應聲完迅速檢視第二題的具體說明。
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。
其優先順序的定義:
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。
提供的資料,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。
於是距離題目公佈不到五分鐘,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。”
“我來解決演算法程式和最終的論文。”
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,藉助多目標分層最佳化演算法,嚴格按照題目優先順序設計搜尋策略。
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尋,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,是夜連同演算法程式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?”
徐銘看向電腦螢幕中的時間,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,再繼續去搞後面的演算法程式論文。
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注解題,心裡面也不由得犯嘀咕,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,嚥了口唾液又丟擲新的問題。
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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