Chào mừng bạn đến với Trường THCS Nguyễn Tri Phương
Hiển thị các bài đăng có nhãn Toán học. Hiển thị tất cả bài đăng
Hiển thị các bài đăng có nhãn Toán học. Hiển thị tất cả bài đăng

Thứ Bảy, 1 tháng 10, 2011

Lịch sử số Pi


Sự kì diệu của số Pi
Số Pi là tên gọi của chữ cái thứ 16 của bảng chữ cái Hy Lạp. Nó được định nghĩa là một hằng số bằng tỉ số giữ chu vi và đường kính của đường tròn. Tên Pi có nguồn gốc từ chữ peripheria có nghĩa là chu vi của đường tròn. Chữ π được dùng vào khoảng giữa thế kỉ 18, sau khi Euler, một nhà toán học vĩ đại thời bấy giờ, xuất bản cuốn chuyện luận Giải tích (1748). Ý định dùng kí hiệu π là để tưởng nhớ đến những nhà tóan học Hy Lạp, những người đầu tiên tìm ra con số gần đúng của Pi.
Số Pi tóm tắt một lịch sử cổ xưa hơn 4000 năm bao trùm hình học giải tích và đại số. Các nhà Toán học, đặc biệt là những người Hy Lạp, đã hâm mộ nó từ thời văn minh cổ đại. Giá trị xưa nhất về con số Pi = 3+1/8 (tức là 3,125) mà con người đã dùng được ghi lại trong một tấm bảng của người Babylone cổ xưa (thuộc xứ I-rắc). Tấm bảng này được tìm thấy vào năm 1936 và tuổi của tấm bảng là 2000 năm trước Công Nguyên. Trong Thánh Kinh, khoảng 550 năm trước Công Nguyên, con số Pi = 3,14159 được giấu trong một câu văn mà sau này nhiều bộ óc tìm liếm mới ra.
Trong thực tế, để tính toán, người ta thường dùng giá trị gần đúng là 3,14 hoặc 3,1416. Trong những lĩnh vực cần độ chính xác cao hơn, như trong không gian vũ trụ, Pi được dùng với không quá 10 chữ số lẻ thập phân. Tuy nhiên, người ta vẫn dành nhiều công sức để nhìn tận mắt dãy số lẻ thập phân đó của Pi. Dưới đây là một vài ví dụ:
 - Archimède tính được số Pi = 3,142 với độ chính xác là 1/1000. Công thức là: 3+10/71
 - Khoảng năm 1450, Al’Kashi tính số Pi với 14 chữ số thập phân nhờ phương pháp đa giác của Archimède. Đó là lần đầu tiên trong lịch sử nhân lọai đã tìm được con số Pi với trên 10 chữ số lẻ thập phân.
 - Năm 1609 Ludolph von Ceulen đã thính được con số Pi với 34 chữ số lẻ thập phân. Người ta đã khắc số này trên bia mộ của ông.
- Williams Shanks (1812-1882), vào năm 1874, đã tính được số Pi với 707 chữ số thập phân.
- Tới đầu thế kỉ thứ 20 số Pi đã được tính tới độ chính xác là 1000 chữ số lẻ thập phân.
- Ngày 19 tháng 9 năm 1995 lúc 0 giờ 29 phút giờ địa phương GMT-04, cùng với sự hợp tác của Peter Borwein và David Bailey, Simon Plouffe đã khám phá ra một công thức tính con số Pi đặc biệt. Công thức này được đặt tên là công thức BBP cho phép tính các chữ số thập phân của Pi độc lập với nhau, vốn được coi là điều không thể thực hiện được.
- Ngày 11 tháng 9 năm 2000, nhờ công thức BBP người ta đã tìm ra chữ số thập phân thứ một triệu tỉ số Pi là con số không (zero). Giá trị số của Pi viết đến 100 chử số lẻ thập phân là:
3, 1415926535 8979323846 2643383279 5028841971 6939937510 5820974944 5293078164 0628620899 8628034825 342110679…

Thứ Bảy, 17 tháng 9, 2011

Biện pháp rèn cho học sinh kỹ năng trình bày bài làm môn Toán

Học Toán cũng như học các môn khoa học khác, việc rèn cho học sinh có thói quen trình bày bài làm một cách logic, khoa học và chặt chẽ là cần thiết. Quan trọng hơn, qua việc rèn luyện đó, học sinh dần dần hình thành thói quen suy nghĩ nghiêm túc, cẩn thận và tác phong làm việc khoa học.
Qua thực tế giảng dạy môn Toán, tôi nhận thấy một số biện pháp/yêu cầu đơn giản và hiệu quả cao. Đặc biệt, các biện pháp này tỏ ra rất hiệu quả với đối tượng học sinh có tư duy tốt nhưng cách trình bày bài làm và kĩ năng tính toán thì cẩu thả. Thú vị hơn nữa, ngay cả với những học sinh có chữ viết xấu, rất xấu, sau một thời gian rèn theo các biện pháp này thì chữ viết được cải thiện đáng kể.
Buổi học đầu tiên của khóa học/năm học, bạn hãy dành một lượng thời gian thỏa đáng để bạn và các học sinh có thể hiểu nhau, bạn hãy "thỏa thuận" với học sinh một cách rõ ràng và nghiêm túc các yêu cầu dưới đây, hãy yêu cầu các em ghi ngay vào trang đầu của quyển vở. Trong quá trình giảng dạy của mình, bạn thường xuyên nhắc nhở và kiểm tra việc học sinh thực hiện các yêu cầu đó như thế nào, đặc biệt là các buổi học đầu tiên.
Các yêu cầu
1/ Vở nháp phải dày, thước kẻ phải có.
2/ Ghi chép đầy đủ, chính xác những gì giáo viên yêu cầu ghi chép.
3/ Không tẩy, xóa trong bài làm, dù trong vở ghi hay trong bài làm kiểm tra. Mỗi chỗ tẩy, xóa đều bị trừ điểm.
4/ Trình bày hay, bài làm có lối trình bày hay được biểu dương, trình bày trước tập thể và được làm mẫu.
5/ Khuyến khích phong cách riêng, hãy đề cao việc học sinh có lối, phong cách trình bày riêng của mình.
Giải thích các yêu cầu
- Yêu cầu (1) là tiền đề bắt buộc để thực hiện các yêu cầu khác. Hãy nhấn mạnh cho học sinh rằng, KHÔNG được xé vở nháp. Hãy phân tích cho các em hiểu rằng, vở nháp còn giá trị hơn cả vở ghi, vì vở nháp thể hiện cả quá trình tư duy, tìm tòi lời giải bài toán còn vở ghi chỉ thể hiện được kết quả của cả quá trình đó. Ví dụ dễ hiểu là, hãy so sánh 2 bài làm cùng được điểm 10 có cùng cách giải giống nhau của hai học sinh khác nhau, vậy bạn nào học tốt hơn? Câu trả lời là, chỉ căn cứ vào bài làm thì không phân biệt được ai hơn ai, nhưng nếu tham khảo thêm vở nháp ta sẽ biết ai giỏi hơn! Nhưng nếu cả hai đều không ghi nháp thì sao?
Vở nháp phải dày? Hãy nói với học sinh của bạn rằng, nếu mỗi môn học đều cần có một quyển vở nháp thì vở nháp có dày không?
- Yêu cầu (2) là mức độ thấp nhất, mức độ bắt chước chính xác những chuẩn mực về cách trình bày của giáo viên. Giáo viên nên chuẩn bị sẵn và có thói quen trình bày các bài giải một cách mẫu mực.
- Yêu cầu (3), nghe có vẻ lạ. Một yêu cầu không có trong bất cứ quy chế nào, vì thế chúng ta mới "thỏa thuận" với học sinh về điều này, hãy làm cho các em hiểu giá trị của nó và chấp nhận nó một cách tự nhiên. Đây là yêu cầu "cốt lõi" trong tất cả các yêu cầu, học sinh sẽ phải nháp, nháp và nháp trước khi nhấc bút ghi vào bài làm. Nếu coi quá trình nháp chính là quá trình phân tích, mày mò, tìm tòi lời giải thì việc trình bày bài làm vào vở là tổng hợp, nhìn lại tư duy. Nó không chỉ giúp bài làm của học sinh mạch lạc, sạch sẽ mà còn giúp học sinh kiểm tra lại, chính xác hóa lời giải và đôi khi là phát hiện hướng đi, lời giải khác.
Thêm nữa, với học sinh "cẩu thả", nếu có điều kiện thời gian, bạn hãy thường xuyên yêu cầu các em trình bày ra nháp và bạn kiểm tra, đến khi nào các em trình bày trong vở nháp mà cũng không hề có tẩy xóa và hợp lý thì mới cho trình bày vào vở ghi. Hãy lặp lại yêu cầu này, càng nhiều lần càng tốt ngay từ những buổi học đầu tiên.
- Yêu cầu (4), ồ thật hiển nhiên. Hãy dạy cho các em biết trân trọng cái hay cái đẹp và ghi nhận những nỗ lực, cố gắng tạo ra cái hay, cái đẹp và có thái độ, việc làm tích cực tạo cái hay, cái đẹp.
- Yêu cầu (5), đây là yêu cầu cao nhất là kết quả cần đạt tới của cả quá trình học tập, yêu cầu thể hiện tính sáng tạo, thể hiện cái tôi. Nếu như các yêu cầu (2), (3), (4) ít nhiều vẫn mang tính "bắt chước", thì yêu cầu này là "thói quen". Tư duy là tư duy của cái tôi, mỗi người đều có lối tư duy khác nhau, học sinh cũng vậy. Nhiệm vụ của các nhà giáo chúng ta là phát hiện ra đặc thù tư duy của các em, giúp các em hoàn thiện và phát triển nó một cách phù hợp nhất.
Chú thích
* "Trong giờ học, trước mặt học sinh phải có cuốn SGK và ngoài ra nhất thiết phải có giấy nháp và bút viết. Không nên bắt học sinh ghi chép lại những điều đã có trong SGK..." (Sách giáo viên Hình học 10 Ban khoa học xã hội và nhân văn thí điểm, Đoàn Quỳnh – Văn Như Cương – Phạm Vũ Khuê – Bùi Văn Nghị, NXB GD, 2003, trang 12)
* Trong học tập môn Toán thường có các loại hình tư duy là: tư duy biện chứng, tư duy logic, tư duy thuật toán, tư duy hàm, tư duy trừu tượng, tư duy sáng tạo. Xem chi tiết: Tư duy và các loại hình tư duy.
Nguyễn Thế Phúc

Thứ Hai, 12 tháng 9, 2011

Phương pháp dạy học toán cho học sinh trung bình


Một trong những hoạt động cơ bản của học sinh trong học tập môn toán ở trường phổ thông là hoạt động giải toán. Đây là hoạt động phức tạp bao gồm nhiều thành tố tham gia, mà lâu nay đã được các chuyên gia trong lĩnh vực phương pháp dạy học nghiên cứu và chỉ rõ.
Thực tiễn dạy học lâu nay ở nước ta, theo nội dung, chương trình và SGK đã ban hành, hoạt động học và giải toán của học sinh đối tượng trung bình cơ bản diễn ra theo trình tự: quan sát, tiếp thu kiến thức; làm bài có sự hướng dẫn; tự làm theo mẫu; độc lập làm bài, tuân theo quá trình nhận thức chung là đi từ Algôrit đến Ơritstic.
Để thích ứng với quá trình học tập đó của đa số học sinh, kinh nghiệm của giáo viên dạy giỏi cho thấy, quá trình dạy cũng phải được tiến hành theo 4 giai đoạn như sau:
Giai đoạn 1: Quan sát, tiếp thu
Giáo viên giúp học sinh nắm kiến thức cơ bản, tối thiểu, cần thiết.
- Giáo viên cần kết hợp vừa giảng vừa luyện, phân tích chi tiết, cụ thể, giúp học sinh hiểu khái niệm không hình thức.
- Đồng thời với cung cấp kiến thức mới là củng cố khắc sâu thông qua ví dụ và phản ví dụ. Chú ý phân tích các sai lầm thường gặp.
- Tổng kết tri thức và các tri thức phương pháp có trong bài.
Đây là giai đoạn khó khăn nhất, giai đoạn làm quen tiến tới hiểu kiến thức mới, đồng thời là giai đoạn quan trọng nhất, giai đoạn cung cấp kiến thức chuẩn cho học sinh. Kinh nghiệm cho thấy khi hoàn thành tốt giai đoạn này học sinh sẽ tiếp thu tốt hơn ở các giai đoạn sau.
Giai đoạn 2: Làm theo hướng dẫn
Giáo viên cho ví dụ tương tự học sinh bước đầu làm theo hướng dẫn, chỉ đạo của giáo viên.
Học sinh bước đầu vận dụng hiểu biết của mình vào giải toán. Giai đoạn này thường vẫn còn lúng túng và sai lầm, do học sinh chưa thuộc, chưa hiểu sâu sắc. Tuy nhiên giai đoạn 2 vẫn có tác dụng gợi động cơ cho giai đoạn 3.
Giai đoạn 3: Tự làm theo mẫu
Giáo viên ra một bài tập khác, học sinh tự làm theo mẫu mà giáo viên đã đưa ra ở giai đoạn 1 và giai đoạn 2.
Giáo viên tạm đứng ngoài cuộc. Ở giai đoạn này học sinh độc lập thao tác. Học sinh nào hiểu bài thì có thể hoàn thành được bài tập, học sinh nào chưa hiểu bài sẽ còn lúng túng. Giáo viên có thể nắm bắt được việc học tập cũng như mức độ hiểu bài của cả lớp và từng cá nhân thông qua giai đoạn này, từ đó đề ra biện pháp thích hợp cho từng đối tượng. Giai đoạn 3 có tác dụng gợi động cơ trung gian. Giáo viên thường vận dụng giai đoạn này khi ra bài tập về nhà.
Giai đoạn 4: Độc lập làm bài tập
Giáo viên nên ra cho học sinh:
- Hoặc là một bài tập tương tự khác để học sinh làm ngay tại lớp.
- Hoặc là bài tập ra về nhà tương tự với bài được học, nhằm rèn luyện kĩ năng.
- Hoặc là bài kiểm tra thử.
- Hoặc là đề thi của năm học trước, nhằm kích thích học tập bộ môn.
Giai đoạn này có tác dụng gợi động cơ kết thúc một nội dung dạy học. Giáo viên thường vận dụng giai đoạn này trong kiểm tra.
Cách dạy học toán theo bốn giai đoạn như trên, tuy chưa thoát ly cách dạy học truyền thống, nhưng đã phần nào tỏ ra có hiệu quả thiết thực đối với SGK đã được biên soạn lâu nay, phù hợp với hình thức dạy học theo tiết (45 phút), phù hợp với trình độ nhận thức của đối tượng học sinh diện đại trà trong học tập môn toán.
Để có thể dạy học theo bốn giai đoạn như trên đòi hỏi giáo viên phải:
- Hiểu sâu sắc kiến thức và các tri thức phương pháp.
- Trong soạn bài, giáo viên cần chuẩn bị cả bốn loại bài tập cho 4 giai đoạn, bên cạnh đó còn phải biết phân bậc bài tập cho từng đối tượng học sinh trong lớp.
- Và phải biết điều hành các đối tượng học sinh trong một lớp cùng hoạt động bằng cách giao cho mỗi loại đối tượng một dạng bài tập phù hợp với nhận thức của họ, có như thế giờ học mới sinh động và lôi cuốn.
Nguyễn Thế Phúc

Thứ Sáu, 20 tháng 5, 2011

Công cụ xử lý toán học miễn phí của Microsoft


Microsoft Mathematics 4.0 là một công cụ xử lý toán học mạnh mẽ, phục vụ tốt cho việc học tập của học sinh và sinh viên, cũng như công tác giảng dạy của các thầy cô giáo, được Microsoft cung cấp hoàn toàn miễn phí. Microsoft Mathematics 4.0 tương thích tốt với các hệ điều hành Windows XP (SP3), Vista, Server 2003, Server 2008 và Windows 7. Đối với phiên bản SP2 của Windows XP, bạn cần phải cài đặt môi trường hỗ trợ Microsoft .Net Framework 3.5 SP1 trước khi cài đặt phần mềm. Bạn có thể tải phần mềm tại địa chỉ: http://www.mediafire.com/?lo6qcc6dquml8sx, bao gồm hai phiên bản dành cho Windows 32 -bit và 64 -bit, cùng với các add-in để tích hợp vào Word và One Note, dung lượng 43 MB.
Sau khi cài đặt thành công, khởi động vào giao diện chính của chương trình. Bên trái cửa sổ, bạn được cung cấp một chiếc máy tính đa năng với 6 nhóm chức năng chính là Calculus - tính toán, Statistics - thống kê, Trigonometry - lượng giác, Linear Algebra - đại số tuyến tính, Standard - số học, Favorite Buttons - những nút lệnh thường dùng, cùng với một bàn phím hỗ trợ việc nhập số liệu. Để sử dụng một nhóm tính năng nào đó, bạn bấm vào nút dấu cộng (+) trước tên nhóm, ngay lập tức các tính năng của nhóm sẽ hiển thị ở bên dưới. Nếu trong quá trình học tập, làm việc mà bạn thường xuyên phải sử dụng một tính năng cố định thì bấm chuột phải vào nút lệnh rồi chọn Add To Favorite Buttons để đưa chúng vào nhóm tính năng Favorite Buttons.
Vẽ đồ thị hàm số
Phần mềm thể hiện rõ sức mạnh thông qua tính năng vẽ đồ thị hàm số 2D và 3D. Để khai thác tính năng này, bạn bấm vào thẻ Graphing (cạnh bên thẻ Worksheet) rồi nhập hàm số cần vẽ đồ thị vào ô số 1 trong nhóm Equations & Functions, chọn dạng hiển thị 2D hoặc 3D, sau đó bấm nút Graph để xem hình ảnh của đồ thị. Ví dụ, bạn chọn kiểu đồ thị 3D rồi nhập x2 + y2 + z2 = 4, bấm Graph sẽ được đồ thị là một mặt cầu.
Ngoài ra, trong tính năng Graphing còn có các tính năng khác Data Sets (biểu diễn các điểm lên hệ trục tọa độ, nhập theo cú pháp {{1,1},{2,2}} đối với dạng 2D, tương tự thêm giá trị cao độ cho dạng 3D), Parametrics (vẽ các đường cong tham số trong tọa độ cực hay tọa độ Descartes), Inqualities (vẽ các miền đồ thị trong mặt phẳng), Graph Controls (giúp hiển thị vết của đồ thị đối với dạng 2D). Khi kích hoạt tính năng vẽ đồ thị thì tính năng Format sẽ xuất hiện trên thanh menu, tính năng này giúp quy định một số thuộc tính hiển thị của đồ thị. Chẳng hạn, bạn có thể bỏ đi đường viền bao quanh đồ thị và chế độ hiển thị dạng lưới bằng cách bấm vào mục Display rồi chọn Hide Outer Frame và Hide Grid Lines.
Tính toán số học, lượng giác, giải tích
Chương trình cung cấp cho người dùng nhiều công cụ tính toán phù hợp với các mảng kiến thức ở chương trình toán phổ thông, như tính đạo hàm cấp 1, đạo hàm cấp 2, tính tích phân, tìm nguyên hàm, tìm giới hạn, tính tổng của 2 số hạn... Để thực hiện phép toán, bạn bấm chọn nhóm tính năng Calculas trên chiếc máy tính, rồi nhập vào hàm cần tính, bấm Enter sẽ tìm được kết quả. Bên cạnh đó, Microsoft Mathematics 4 còn mang đến một số công cụ tính toán trong các môn học khác như vật lý, hóa học, lượng giác... và giá trị chính xác của những số hằng số thông dụng (pi, e, G, g, c...). Trong thẻ Home, bạn bấm vào mục Tools rồi chọn Formulas and Equations, chọn một môn học trong danh sách xổ xuống. Ở hộp thoại xuất hiện, bạn bấm chuột phải vào công thức cần tính, chọn Solve this equation để nhập vào giá trị của các đại lượng có trong công thức, bấm Enter sẽ có ngay kết quả.
Giải phương trình, hệ phương trình
Chương trình có khả năng tính toán đối với các phương trình bậc cao (phương trình một biến bậc n) và giải được đến hệ sáu phương trình sáu ẩn. Tại mục Tools của thẻ Home, bạn bấm Equations Solver rồi nhập vào phương trình cần giải ở khung Equation 1. Đối với hệ phương trình, bạn bấm vào trường Solve 1 Equation rồi chọn loại hệ phương trình trong danh sách xổ xuống. Sau khi đã nhập đầy đủ các số liệu, bấm Solve để giải phương trình.
Giải tam giác
Triangle Solver là một công cụ giúp ích cho việc giải các bài toán tam giác, tức là tìm các cạnh và các góc còn lại khi đã biết một cạnh và hai góc, tính chiều cao hạ từ các đỉnh của tam giác, tính diện tích tam giác. Trong hộp thoại Triangle Solver, bạn nhập giá trị đã cho của đề bài vào các ô tương ứng ở hai cột Sides và Angles, bấm Caculate để nhận kết quả. Tại mục Show, bạn chọn Altitude and area để xem kết quả độ dài các chiều cao và diện tích tam giác.
Cũng tại mục Tools, bạn còn được cung cấp một công cụ chuyển đổi đơn vị Unit Converter giúp tiện lợi hơn cho quá trình tính toán.

Thứ Tư, 15 tháng 12, 2010

Trắc nghiệm kiểm tra chỉ số IQ

Đây là một trắc nghịệm để test chỉ số IQ (thông minh) của bạn.Trắc nghiệm này không dùng ngôn ngữ mà chỉ dùng hình ảnh nên có thể test cho mọi người trên khắp thế giới.
Bạn phải trả lời 39 câu hỏi trong vòng 40 phút.
Hãy chọn ngôn ngữ là English và bấm Start để bắt đầu.
Trả lời xong click vào Menu, chọn Send để xem kết quả.

Theo số liệu năm 2006: Chỉ số thông minh trung bình của người Việt Nam là khoảng 96; của Hồng Kông và Singapore là 108 (cao nhất thế giới); của người Hàn Quốc là 105… Còn của bạn?
 

Thứ Ba, 14 tháng 12, 2010

Giải thưởng Fields

Giải thưởng Fields, giải thưởng cao quý nhất dành cho các nhà phát triển toán học xuất sắc, được trao cho một hoặc hai, ba, bốn nhà toán học không quá 40 tuổi trong hội nghị của Liên Đoàn Toán học quốc tế International Mathematical Union (IMU), họp 4 năm 1 lần. Fields là tên của nhà toán học người Canada John Charles Fields, người đã lập giải bằng tiền gia sản của mình. Lần thứ nhất trao giải là năm 1936 cho hai nhà toán học Lars Ahlfors và Jesse Douglas. Từ năm 1950 cứ 4 năm tổ chức lễ trao giải một lần  Từ năm 2006  số tiền thưởng của giải là 15000 đô la Canada.
DANH SÁCH CÁC QUỐC GIA CÓ CÁC NHÀ TOÁN HỌC ĐÃ ĐƯỢC TRAO GIẢI FIELDS (TÍNH ĐẾN 2010)
NĂM
NƠI TRAO GIẢI
NHÀ TOÁN HỌC CỦA QUỐC GIA VÀ TRƯỜNG NHẬN GIẢI
1936
Oslo, Norway
1950
Cambridge, United States
1954
Amsterdam, The Netherlands
1958
Edinburgh, United Kingdom
1962
Stockholm, Sweden
1966
1970
Nice, France
1974
Vancouver, Canada
1978
Helsinki, Finland
1982
Warsaw, Poland
1986
Berkeley, United States
1990
Kyoto, Japan
1994
Zürich, Switzerland
1998
Berlin, Germany
2002
Beijing, China
2006
Madrid, Spain
2010
Hyderabad, India

Ngô Bảo Châu: 15 năm với Bổ đề cơ bản

Con đường đến với toán học của Ngô Bảo Châu khá gập ghềnh nhưng nếu ông không chọn toán học thì nó cũng chọn ông. Ngô Bảo Châu tâm sự: “Toán không giống với văn. Nếu như ai cũng có thể nhảy vào bình luận, chê bai văn thì lại rất ít người hiểu toán để đánh giá nên tôi có thể âm thầm làm. Như thế đôi khi đạt hiệu quả hơn. Làm văn và làm nghệ thuật đôi khi cũng dễ chịu áp lực làm sao để tác phẩm của mình được công chúng biết đến, còn người làm toán chịu áp lực với bản thân nhiều hơn”.
  • Tóm tắt bổ đề cơ bản của GS Ngô Bảo Châu
Cho đến nay, thành tựu giải quyết Bổ đề cơ bản của Ngô Bảo Châu vẫn được cho là công trình vĩ đại đối với một nhà toán học trẻ. Nhưng cái Bổ đề cơ bản của chương trình Langlands ấy cũng nhiều phen làm khổ nhà toán học Việt Nam.
Ông kể: “Năm 1993, khi làm luận án tiến sĩ, tôi đã bắt đầu nghĩ đến chuyện giải quyết bổ đề, dù luận án đó là viết về một công trình khác”.
Ngô Bảo Châu từng tâm sự trên blog cá nhân câu chuyện “15 năm cô đơn với bổ đề”. Trước khi ông tiếp xúc với bổ đề, bài toán này đã tồn tại 15 năm mà chưa ai giải quyết được. Chính Ngô Bảo Châu cũng phải mất 15 năm để đi tới đích và chiến thắng trong “cuộc chiến” mà nhiều nhà toán học đã dấn thân nhưng thất bại.
Năm 2001, Ngô Bảo Châu bắt đầu tới Chicago - Mỹ và hạ quyết tâm giải quyết Bổ đề cơ bản. Khi đó, ông gặp nhiều nhà toán học đã thất bại trước bổ đề và rơi vào trạng thái khủng hoảng tinh thần. “Tôi có một anh bạn người Mỹ nghiên cứu bổ đề rất lâu nhưng thất bại. Anh ấy nói với tôi về tất cả những khó khăn nếu dấn thân vào lĩnh vực này. Lúc ấy tôi cũng lo nhưng vẫn có niềm tin” - Ngô Bảo Châu kể.
Trước khi
Ngô Bảo Châu khơi lại Bổ đề cơ bản, giới toán học gần như đã bỏ lĩnh vực này và coi như đó sẽ mãi là một bài toán không có lời giải. Ngô Bảo Châu vẫn âm thầm vừa giảng dạy ở Pháp vừa làm Bổ đề cơ bản.
Có một câu chuyện mà ông vẫn nhớ mãi: “Một lần đi xin việc ở Pháp, tôi nói với những người sẽ tuyển mình rằng tôi đang nghiên cứu bổ đề và họ đã cười phá lên. Có người không hiểu bổ đề là gì, có người hiểu thì nghĩ rằng tôi quá ngạo mạn. Thế là tôi không được nhận việc”.
Ngô Bảo Châu quan niệm toán học cũng chỉ là một phần của cuộc sống, còn Bổ đề Langlands chỉ là một phần của toán học nên nếu có thất bại thì ông cũng sẽ không quá buồn.
“Tôi sợ nhất là mình làm nhưng lại cho đáp án sai thôi, còn làm mà không ra là chuyện bình thường”- ông tâm sự. Có lẽ chính vì quan niệm nhẹ nhàng như vậy nên
Ngô Bảo Châu đã thực hiện được công trình để đời.
Bổ đề cơ bản do nhà toán học Langlands người Canada đề xuất. Ông cũng là nhà toán học mà Ngô Bảo Châu ngưỡng mộ nhất. Bố mẹ Langlands là người bình thường, ông cũng không được thụ hưởng một nền giáo dục hàng đầu nhưng đã đề xuất một trong những câu hỏi vĩ đại nhất của toán học hiện đại: Bổ đề cơ bản - tìm câu trả lời cho sự thống nhất giữa hình học và số học.
GS Ngô Bảo Châu tâm sự: “Bổ đề đã được giải quyết rồi nhưng vẫn còn nhiều câu hỏi khác nữa. Tôi cũng luôn cố gắng để tránh rơi vào tình trạng hụt hẫng và chán nản như nhiều nhà toán học sau khi có được những công trình lớn và ngày càng già đi”.

Bổ đề cơ bản và chương trình Langlands

(The Fundamental Lemma and Langlands Program) Tạp chí Time vừa bình chọn 10 khám phá khoa học nổi bật nhất trong năm 2009, trong đó có chứng minh Bổ đề cơ bản của Ngô Bảo Châu, một nhà toán học người Việt đang làm việc ở Pháp và Mỹ. Đây là thành tích nổi bật nhất về khoa học của người Việt Nam từ trước đến nay. Đọc thông tin về Bổ đề này tôi thấy rất khó hiểu, khó hiểu hơn rất nhiều lần khi tôi đọc về Định đề Poincare và huy chương Fields cho nhà toán học Nga Perelman. Có thể về Định đề Poincare và câu chuyện của Perelman có bài viết rất xuất sắc của Nasar và Grube trên tạp chí The New Yorker nên tôi có thể nắm bắt được vấn đề. Tôi cũng muốn đọc một bài viết tương tự như thế về Bổ đề cơ bản này, nhưng hiện nay tôi không tìm thấy một bài viết nào như vậy. Nếu không có bài viết nào thì tại sao tôi không thử viết về chính nó như một cách tôi hiểu nó như thế nào?

Câu chuyện có lẽ phải quay về
Galois, nhà toán học người Pháp, người đặt nền móng cho toán học hiện đại. Cuộc đời của Galois là câu chuyện về một thiên tài đoản mệnh mang âm hưởng như một sáng tác văn chương. Trong đêm cuối cùng của cuộc đời mình, Galois để lại bức thư tuyệt mệnh trong đó có nêu phát hiện mối liên hệ giữa lý thuyết nhóm và lời giải phương trình đa thức. Trước Galois, người ta đã biết phương trình đa thức từ bậc 5 trở lên không có công thức nghiệm tổng quát. Đó là nội dung của định lý Abel. Chẳng hạn như phương trình bậc nhất a x + b = 0 có công thức nghiệm tổng quát x=-b/a. Nhưng định lý Abel không cho biết khi nào phương trình đa thức có nghiệm và có thể giải được. Lý thuyết của Galois trả lời được vấn đề này. Kết quả là một phương trình đa thức có thể giải được hay không phụ thuộc vào các nghiệm số của nó có tạo thành một nhóm hoán vị hay không. Nhóm hoán vị này gọi là nhóm Galois. Chẳng hạn đối với phương trình bậc 2: a x^2 + b x + c = 0 có nghiệm số x1, x2 thỏa mãn công thức Viete: x1+x2=-b/a và x1*x2=c/a. Nếu đổi chỗ hai nghiệm này cho nhau trong công thức Viete thì ta vẫn thu được đẳng thức đúng: x2+x1=-b/a và x2*x1=c/a. Như vậy nghiệm số của phương trình bậc 2 có hai phép đối xứng: một là đồng nhất và hai là hoán vị. Chúng tạo thành nhóm Galois. Từ khái niệm nhóm Galois người ta phát triển tới khái niệm biểu diễn Galois. Biểu diễn Galois
có thể xem là diễn tả mối quan hệ phức tạp giữa các nghiệm số của các phương trình nghiên cứu trong lý thuyết số.

Từ thế kỷ 17 Fermat, một nhà toán học Pháp, từng đặt câu hỏi một số nguyên tố lẻ như thế nào có thể viết thành tổng của hai số chính phương? Ví dụ như 13=3^2 + 2^2. Fermat tìm ra số nguyên tố lẻ là đồng dư 1 của 4 (có nghĩa là chia cho 4 dư 1) có tính chất như vậy. Ví dụ như các số 5, 13, 17... Như vậy mẫu hình cho số nguyên tố lẻ là đồng dư 1 của 4 có tính chất chu kỳ, hay nói cách khác là có tính chất đối xứng. Định lý Fermat này là ví dụ đơn giản cho bài toán tổng quát hơn có tên gọi là luật nghịch đảo. Luật nghịch đảo tìm điều kiện để một phương trình bình phương đồng dư một số nguyên tố có nghiệm. Đầu thế kỷ 20 Artin, một nhà toán học Áo tổng quát thành định luật nghịch đảo mà bây giờ được mang tên ông. Đến năm 1967 Langlands, một nhà toán học Mỹ gốc Canada, tìm ra mối liên quan với hình thức tự cấu. Hình thức tự cấu có thể coi là những hàm số đối xứng cao. Ví dụ đơn giản là hàm sin(x) hay cos(x). Các hàm số này có tính chất chu kỳ, hay nói cách khác chúng bất biến nếu ta dịch chuyển cả đồ thị hàm số dọc theo trục x đi 2 pi. Đây là tính chất đối xứng đơn giản. Langlands chỉ ra tương lai của lý thuyết số là ở hiểu biết các hàm số có tính chất chu kỳ kỳ lạ hay ở các dạng phức hợp khác. Ông nhận thấy một số (ví dụ như số 4 trong định lý Fermat kể trên là chu kỳ cho số nguyên tố lẻ có tính chất là tổng của hai số chính phương) thực ra là một ma trận 1x1. Như vậy sự dịch chuyển chu kỳ kiểu như vậy trong định lý Fermat kể trên có thể biểu diễn bằng một số hay một ma trận 1x1. Với các định luật nghịch đảo tổng quát hơn khoảng cách dịch chuyển biến đổi đằng sau chúng có thể biểu diễn bằng ma trận có kích thước lớn hơn. Đây là một định đề của Langlands trong chương trình mang tên ông.
Các nhà toán học khi khám phá các quy luật toán học thường hay phát biểu dưới dạng định đề, tức là một mệnh đề toán học mà có lẽ nó đúng nhưng hiện tại chưa chứng minh được hay mới chỉ chứng minh được tính đúng của nó cho một số trường hợp con. Bằng cách nào mà các nhà toán học phát minh ra được các định đề là một điều bí ẩn, ít nhất là trong cảm nhận của tôi. Tôi có cảm giác đó như là một nghệ thuật hay là một dạng mặc khải về cái đẹp, có nghĩa là chúng ta chỉ có thể kinh ngạc hay sững sờ về chúng mà không thể tài nào lý giải được tại sao chúng lại có thể xuất hiện và hợp lý đến thế. Năm 1967 Langlands đề xuất mối liên hệ mật thiết giữa đại số và giải tích, mà cụ thể hơn là sự tương ứng giữa biểu diễn Galois và hình thức tự cấu. Đấy là chương trình Langlands, và là một lý thuyết thống nhất lớn của toán học trong đó bao gồm cả tìm kiếm tổng quát hóa của tính nghịch đảo Artin đến mở rộng Galois cho trường số.
Bổ đề cơ bản nằm trong chương trình Langlands. Nó là một kết quả quan trọng trong lý thuyết hình thức tự cấu. Năm 1979, Labesse và Langlands công bố khám phá hiện tượng về hai biểu diễn tự cấu cùng tương ứng với một hàm số L có thể xảy ra với bội khác nhau trong không gian của các hình thức tự cấu. Ban đầu Labesse và Langlands mới chỉ chứng minh cho nhóm SL(2). Sau đó Kottwitz chứng minh cho nhóm SL(3), và được Waldspurger chứng minh cho toàn bộ nhóm SL(n). Hales và Weissauer chứng minh cho nhóm Sp(4). Kottwitz và Rogawski chứng minh cho nhóm unitary U(3). Sau đó Laumon và Ngô Bảo Châu chứng minh cho toàn bộ nhóm unitary U(n). Với kết quả này, Laumon và Ngô Bảo Châu được trao giải thưởng nghiên cứu Clay vào năm 2004 cùng với Green. Năm 2008 Ngô Bảo Châu chứng minh cho tất cả trường hợp và kết quả được khẳng định vào năm nay. Như vậy Ngô Bảo Châu đặt dấu chấm hết cuối cùng cho Bổ đề cơ bản, kết thúc lịch sử 30 năm của nó.