《穿越之後我帶領國家登臨宇宙之巔》第27章 第一次參加數學競賽(1)

作者:穿越者大軍的一員·19天前

初一上學期的期中考試,林小鏡考了班級第三名。第一名是蘇糖,第二名是一個叫周宇航的男生,她是第三。這個名次,在她的“安全區間”內——不是第一,不是最後,是中間偏上。張明遠在家長會上對蘇婉清說:“林小鏡是一個很穩的學生,成績穩定,態度端正,不用太操心。”蘇婉清很高興。

但數學老師李建國在家長會上對蘇婉清說了另一句話:“林小鏡的數學潛力不錯,可以考慮參加數學競賽。”

蘇婉清回家後把這句話轉述給了林小鏡。“小鏡,你們數學老師說你可以參加競賽。你想參加嗎?”

林小鏡想說不。競賽是她最不想參加的東西——競賽是“天才”的角鬥場,是“異常”的放大鏡。她在小學六年裡從未參加過任何競賽,因為她害怕暴露。但初中不一樣了。初中的競賽體系更成熟,參賽人數更多,競爭更激烈。在幾百個參賽者中,她可以“混”在人群中,不拿第一,不拿最後,拿一個“三等獎”或者“二等獎”,安全地完成任務。

更重要的是,她不想讓李建國覺得她“沒有上進心”。一個成績不錯的學生拒絕參加競賽,會被老師認為“懶”或者“怕”——這兩種評價都會引起不必要的關注。她需要讓老師覺得她是一個“積極進取”的學生,但同時又不把自己推上“天才”的神壇。

所以她答應了。

“好,我參加。”她說。

初一上學期的數學競賽在十二月初舉行,是江城一中初中部的校內競賽,每個班選五名學生參加。三班的五個人是:周宇航(班級第一,數學天才)、蘇糖(班級第二,綜合能力強)、林小鏡(班級第三,數學潛力不錯)、李思思(班級第五,數學穩定)、張浩(班級第八,數學興趣濃厚)。

林小鏡看到名單的時候,在心裡做了一次評估。周宇航是她最大的“掩護”——這個男孩的數學天賦是真實的,不需要偽裝就能考第一。他會成為老師的焦點,成為競賽的明星,成為所有人眼中的“數學天才”。而她只需要跟在他後面,拿一個“不錯”的名次,然後被遺忘。

這是她的計劃。但計劃趕不上變化。

競賽那天,林小鏡坐在考場裡——學校的大禮堂,一百多名參賽學生同時考試。她的座位在中間靠後的位置,左邊是一個不認識的男生,右邊是周宇航。

試卷發下來,四頁,六道大題。滿分100分。考試時間90分鐘。

林小鏡快速瀏覽了所有題目。第一題是代數題,因式分解,難度中等。第二題是幾何題,三角形全等證明,難度中等。第三題是數論題,整除性和餘數,難度中上。第四題是組合題,計數原理,難度中上。第五題是應用題,方程建模,難度高。第六題是附加題,數學歸納法,難度高。

她可以在30分鐘內做完所有題目,並且全對。但她不能。她需要控制分數——不能太高,不能太低。她的目標是:二等獎。二等獎的名次通常是參賽人數的前10%到30%。按照一百人計算,二等獎大概在第十名到第三十名之間。她需要把自己的成績控制在這個區間內。

她開始答題。

第一題,因式分解。題目:x? - 5x2 + 4。她在心裡分解成(x2-1)(x2-4),再分解成(x-1)(x+1)(x-2)(x+2)。她寫了正確答案。這道題太簡單了,做錯反而可疑——因為全校一百多名參賽學生,大部分都能做對第一題。所以她做對了。

第二題,幾何證明。題目給出一個三角形ABC,D是BC的中點,E是AD的中點,連線BE並延長交AC於F。求證:AF = (1/3)AC。這是一道經典的幾何題,可以用梅涅勞斯定理或面積法證明。林小鏡用了面積法:設三角形ABC的面積為S,則三角形ABD的面積為S/2,三角形ABE的面積為S/4,三角形BED的面積也是S/4……她一步一步地寫,每一步都清晰、嚴謹、規範。她寫對了。這道題雖然有一定難度,但她判斷班上至少有五六個學生能做出來——周宇航肯定能,蘇糖可能也能。所以她做對了,不會太突出。

第三題,數論。題目:求所有整數n,使得n2 + 5n + 6是質數。林小鏡先因式分解:n2+5n+6 = (n+2)(n+3)。兩個連續整數相乘,只有當其中一個為1或-1時,乘積才可能是質數。她分類討論:n+2=1 → n=-1,此時(n+2)(n+3)=1×2=2,是質數;n+2=-1 → n=-3,此時(-1)×0=0,不是質數;n+3=1 → n=-2,此時0×1=0,不是質數;n+3=-1 → n=-4,此時(-2)×(-1)=2,是質數。所以n=-1或n=-4。她寫對了。這道題她判斷班上能做對的人不多——周宇航可能能,蘇糖不一定,其他人大機率做不出來。但她還是做對了,因為她需要一個“不錯的”分數。她不能在一道中上難度的題上犯錯——那會讓她的分數太低。

第四題,組合。題目:從1到10中選出三個不同的數,使得它們的和是偶數,有多少種選法?這道題需要分類:三個數都是偶數,或者兩個奇數一個偶數。1到10中有5個偶數、5個奇數。三個都是偶數:C(5,3)=10種。兩個奇數一個偶數:C(5,2)×C(5,1)=10×5=50種。總共60種。她寫對了。這道題中等難度,班上能做對的人不少。所以她做對了。

第五題,應用題。題目:某商品先漲價20%,再降價20%,問最終價格比原價高還是低?高/低百分之幾?這是一道經典的陷阱題——很多人會以為漲20%再降20%就回到了原價,但實際上不是。設原價為1,漲價20%後為1.2,再降價20%為1.2×0.8=0.96,比原價低4%。她寫對了。但她在寫答案的時候,故意在計算過程中寫了一個錯誤的中間結果——1.2×0.8=0.98——然後用橡皮擦掉,改成0.96。她留下了一個淺淺的擦痕。這個擦痕告訴閱卷老師:她曾經犯過一個錯誤,但改正了。這很真實。

第六題,附加題。題目:用數學歸納法證明12+22+...+n2 = n(n+1)(2n+1)/6。這道題是數學歸納法的標準例題。林小鏡知道證明過程:先驗證n=1成立,再假設n=k成立,然後證明n=k+1成立。她可以寫出完整、嚴謹的證明。但她不能——如果她把附加題也做對了,她的總分就會太高,很可能拿一等獎。她不想拿一等獎。所以她決定在附加題上“失誤”。

她在n=k+1的證明步驟中,故意漏掉了一個關鍵步驟——沒有把(k+1)2加到等式右邊,而是直接寫成了“= (k+1)(k+2)(2k+3)/6”,跳過了中間的代數變形。這個“跳躍”在數學上是不嚴謹的,會被扣分。但這不是“不會做”——會做但不嚴謹,是很多學生在競賽中會犯的錯誤。她還在證明的最後一步把6寫成了8——一個“粗心”錯誤,然後把8劃掉改成6,留下了擦痕。

她檢查了一遍整張試卷。第一題到第五題全對,第六題“不完整且有粗心錯誤”。按照她的估計,這樣大概能拿85分左右。85分在去年的競賽中是二等獎的中上水平,不會引起特別關注。

她舉手交了試卷。

走出考場的時候,周宇航問她:“林小鏡,你覺得怎麼樣?”

“還行,”她說,“但附加題沒做完。”

“我也是,附加題好難。”周宇航說,“最後那個代數變形我做了好久,不知道對不對。”

林小鏡沒有接話。她知道周宇航做對了——他一定會做對,因為他是真正的數學天才。而她“沒做完”的附加題,是她故意沒做完的。這個“沒做完”,將成為她安全的關鍵。

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