“从来没有碰过钉子,今天却要大碰特碰了。”马先生这一课这样开始,“在上次讲正比例时,我们曾经说过这样的例:一个数和它的平方数,1和1、2和4、3和9、4和16……都是同时变大、变小,但它们不成正比例。你们试把它画出来看看。”
图125
真是碰钉子!我用横线表示数,纵线表示平方数,先得A、B、C、D四点,依次表示1和1、2和4、3和9、4和16,它们不在一条直线上。这还有什么办法呢?我索性把表示5和25、6和36、7和49、8和64、9和81、10和100的点E、F、G、H、I、J,都画了出来。真糟!简直看不出它们是在一条什么线上!
问题本来很简单,只是这些点好像是在一条弯曲的线上,是不是?成正比例的数或量,用点表示,这些点就在一条直线上。为什么不成正比例的数或量,用点表示,这些点就不在一条直线上呢?
对于这个问题,马先生说,这种说法是对的。他又说,本题的曲线,叫作抛物线。本来左边还有和它成线对称的一半,但在算术上用不到它。
“现在,我们谈到反比例的问题了,且来举一个例子看。”马先生说。
这个例子是周学敏提出的:三个人十六天做完的工程,六个人几天做完?
不用说,单凭心算,我也知道只要八天。
图126
马先生叫我们画图。我用纵线表示日数,横线表示人数,得A和B两点,把它们连成一条直线。奇怪!这条纵线和横线交在9,明明是表示9个人做这工程,就不要天数了!这成什么话?哪怕是很小的工程,由十万人去做,也不能不费去一点儿时间呀!又碰钉子了!我正在这样想,马先生似乎已经察觉到我正在受窘,向我这样警告:“小心呀!多画出几个点来看。”
我就老老实实地,先算出下面的表,再把各个点都记出来:
还有什么可说呢?C、D、E、F、G、H、I、J这八个点,就没有一个点在直线AB上。——它们又成一条抛物线了,我想。
但是,马先生说,这和抛物线不一样,它叫双曲线。他还说,假如我们画图的纸是一个方方正正的田字形,纵线是田字中间的一竖,横线是田字中间的一横,这条曲线只在田字的右上一个方块里,那么在田字左下的一个方块里,还有和它成点对称的一条。原来抛物线只有一条,双曲线却有两条,田字左下方块里一条,也是算术里用不到的。
虽然碰了两次钉子,也多知道了两种线,倒也合算啊!
“无论是抛物线或双曲线,都不是单靠一把尺子和一个圆规能够画出来的。关于这一类问题,现在要用画图法来解决,我们只好宣告无能为力了!”马先生说。
停了两分钟,马先生又提出下面的一个题,叫我们画:
2的平方是4,立方是8,四方是16……用线表示出来。
马先生今天大概是存心捉弄我们,这个题的线,我已知道不是直线了。我画了A、B、C、D、E、F六点,依次表示2的一方2、平方4、立方8、四方16、五方32、六方64。果然它们不在一条直线上,但连接它们所成的曲线,既不像抛物线,又不像双曲线,不知道又是一种什么宝贝了!
图127
我们原来都只画OY这条纵线右边的一段,左边拖的一节尾巴,是马先生加上去的。马先生说,这条尾巴可以无限拖长,越长越和横线相近,但无论怎样,永不会和它相交。在算术中,这条尾巴也是用不到的。
这种曲线叫指数曲线。
“要表示复利息,就用得到这种指数曲线。”马先生说,“所以,要用老方法来处理复利息的问题,也只有碰钉子了。”马先生还画了一张表示复利息的图给我们看。它表出本金100元,一年一期,10年中,年利率2厘、3厘、4厘、5厘、6厘、7厘、8厘、9厘和1分的各种利息。
图128