1996年12月11日,星期三,冬月初二,多云。
晨光透过教室窗玻璃上的霜花,被过滤成一片朦胧的暖白。
暖气片发出均匀的“嘶嘶”声,将干燥的暖意送到教室每个角落。
数学课本摊开在桌上,三角函数那一章的页角微微卷起——那是昨晚预习时反复翻看留下的痕迹。
莫斯理老师夹着三角板和圆规走上讲台时,教室里已经安静得只剩下翻书声和笔尖划纸的沙沙响。
莫老师今天穿了件深灰色的中山装,领口扣得一丝不苟。
“翻开第128页。”
莫老师的声音低沉而清晰,粉笔在黑板上嗒嗒作响。
“今天讲三角函数图像——正弦、余弦、正切。”
说罢,莫老师转过身去,用三角板在黑板上画下第一个直角坐标系,粉笔线条笔直,像是用尺子量过一般精准。
“先看正弦函数y=s x。”
莫老师的手腕灵活转动,粉笔划出一道优美的波浪线,从原点开始,向上攀升,到达最高点后缓缓下落,穿过x轴,沉入谷底,再重新升起。
那曲线在黑板上延伸,就像某种生命的律动。
“周期2π,振幅1。”
莫老师用红色粉笔标出关键点。
“这些特殊点要记牢:0,π/2,π,3π/2,2π对应的函数值。”
我侧过头。
晓晓就坐在我右手边,晨光斜照在她摊开的笔记本上,她握着笔,笔尖悬在纸面上方——她在等,等莫老师讲那个我们昨晚预习时讨论过的点。
果然,莫老师画完基本图像后,推了推眼镜:
“这种波浪曲线,在实际解题中经常需要变换——平移、伸缩、对称。”
他写下第一个变换公式:y=s(x+φ)。
“相位平移。”莫老师用粉笔虚点着那个φ,“左加右减,记住这个规律。”
晓晓的笔尖终于落下。
她在笔记本上快速画图,标注,然后在旁边写下一行小字:
五点法作图更直观。
我轻轻点了点头。
莫老师继续讲解,黑板上逐渐布满各种颜色的曲线:y=2s x(振幅变化),y=s 2x(周期缩短),y=s x+1(上下平移)……
像是冬天结在窗玻璃上的冰花,每一种图案都有其精确的数学规则。
“因为预习过,”莫老师忽然停下讲解,目光扫过全班,“有些同学可能觉得简单。但考试时,往往就是这些‘简单’的变换,最容易出错。”
他的目光在我和晓晓这边停留了一瞬,又移开。
“现在做课堂练习。”
莫老师转身写下三道题。
“第一题:画出y=3s(2x-π/4)+1的图像。第二题:求y=s(x+π/3)的单调递增区间。第三题:已知函数图像,写出解析式。”
教室里响起一片翻草稿纸的声音。
晓晓已经摊开新的一页纸。她先画出坐标轴,标出刻度,然后轻声说:“羽哥哥,这道题用五点法。”
“嗯。”我凑过去看。
晓晓的笔尖在纸上轻点五个位置:起点、四分之一周期点、最高点、四分之三周期点、终点。
每个点都精确计算了坐标,然后用平滑的曲线连接起来。
一道标准的、振幅为3、周期为π、向右平移π/8、再向上平移1个单位的正弦曲线,在她笔下诞生。
“这样周期看得清楚。”晓晓把草稿纸推过来一些。
我仔细看她的作图过程——干净,利落,每一步都有依据。
和我昨晚预习时用的方法不太一样,但殊途同归。
“你的五点法标记得更清晰。”我在她图上补了一条虚线,表示原函数y=s x的位置,“对比看,平移和伸缩一目了然。”
晓晓笑了,眼睛弯成月牙:“昨晚你推导变换公式的方法,其实更根本。我是投机取巧。”
“能巧就是本事。”我说。
左前排的王强回过头来,压低声音:“你俩别互夸了,第二题怎么做?我算出来是[-π/3+2kπ, 2π/3+2kπ],对不对?”
晓晓看了一眼题目,摇头:“余弦函数的单调递增区间……你得先把相位平移考虑进去。应该是[-π/3+2kπ, 2π/3+2kπ]还是[-2π/3+2kπ, π/3+2kπ]?”
王强愣住了,赶紧重新计算。
莫老师在过道里踱步,时不时俯身看学生的草稿纸,走到我们这边时,他停下脚步,弯腰看晓晓画的图。
“五点法。”莫老师点点头,“很好。但考试时,要写清楚五个点的计算过程。”
“知道了,莫老师。”晓晓说。
莫老师又看向我的草稿纸——上面是函数的推导过程,从y=s x到y=3s(2x-π/4)+1,每一步变换都写出了对应的公式。
“两种思路。”莫老师直起身,声音里有一丝难得的赞许,“一个直观,一个严谨。互相补充。”
莫老师走回讲台时,我听见他轻声说:“数学能学得这样优秀,学文科有点儿可惜啦!”
课堂练习讲评完,离下课还有十分钟。
莫老师擦完黑板,把粉笔头精准地扔进粉笔盒,忽然像是想起了什么。
他转过身,双手撑在讲台边缘,目光在教室里扫视一圈。
“三角函数讲完了。”莫老师说,“还有点儿时间,我给你们出道题——不是三角函数的。”
同学们都抬起头,有些意外。
莫老师转身,用粉笔在黑板上唰唰写起来。
这一次,他画的不再是平面坐标系,而是一个三维的立体图形——一个倾斜的三棱锥,内部还连着几条对角线。
“这道立体几何题,”莫老师写完最后一个条件,拍了拍手上的粉笔灰,“是我当年参加省数学竞赛时遇到的。后来我教了十多年书,每次带高一,都会拿出来让学生试试。”
“从1982年到现在,十四年了。咱们四中的学生,完整做对这道题的——”莫老师顿了顿,嘴角微笑,伸出三根手指,说道,“只有三个人。”
教室里响起一片倒吸冷气的声音。
“今天,我想看看,能不能出现第四个。”
莫老师看向全班,眼神里有种期待。
“十分钟,能做多少做多少。不要求完整,思路对了就行。”
题目展现在黑板上:
一个三棱锥P-ABC,底面ABC是边长为a的正三角形,侧棱PA、PB、PC两两垂直。求三棱锥的内切球半径。
贾永涛推了推眼镜,小声嘀咕:“两两垂直……那就是直角三棱锥。但内切球……”
王强已经抓耳挠腮:“这图看着就晕。”
晓晓在草稿纸上快速画图,标注已知条件。她轻声说:“羽哥哥,这个几何关系要转化成代数方程。”
我点点头,盯着黑板上的图形。
时间一分一秒过去。
教室里只剩下笔尖划纸的声音,还有偶尔的叹息声。
这道题确实不简单——它需要将空间几何关系转化为代数方程组,还要用到等体积法,计算过程相当繁琐。
五分钟过去了,大部分人还停留在画图阶段。
莫老师背着手在过道里慢慢踱步,脸上看不出表情,经过我身边时,他停了一下,看了一眼我的草稿纸。
我没有画三维图,而是直接列方程。
设内切球半径为r,球心为O。
根据三棱锥体积公式:V = (1/3)×底面积×高。
又根据内切球性质,三棱锥体积等于四个小四面体体积之和:V = (1/3)×(S?+S?+S?+S?)×r。
关键是要求出各个面的面积,特别是三个侧面的面积——它们都是直角三角形,但边长需要计算。
我想起昨晚看孙老师给的资料里,有一道类似的竞赛题改编。当时没完全看懂,但现在面对这道题,那些解题思路忽然清晰起来。
用坐标法。
建立空间直角坐标系,设P为原点,PA、PB、PC分别为x、y、z轴正方向……
我的笔尖在纸上飞快移动。
坐标,距离公式,平面方程,点到平面距离公式……
第七分钟,我求出了一个侧面的面积表达式。
第八分钟,我列出了关于r的方程。
第九分钟,我解出了r——一个关于a的表达式:
r = a(√3 - 1)/6。
整理步骤,检查一遍。
逻辑是通的。
下课铃还有一分钟就要响了。
我举起手。
莫老师走过来,拿起我的草稿纸。
他看得很慢,很仔细,每一步推导都反复审视。
教室里安静极了,所有人都看着我们。
时间像是凝固了。
终于,莫老师放下草稿纸。
他抬起头,看着我,然后——笑了。
那是莫老师很少露出的笑容。不是平时那种严肃的、克制的笑,而是真正的、从眼睛里漾出来的笑意。
那张神似刘青云的脸上,线条都变得柔和了。
“陈莫羽。”他说,声音里有种抑制不住的欣慰,“你是第四个。”
教室里瞬间炸开了锅。
“做出来了?真的假的?”
“我还没看懂题呢……”
“羽哥太牛了吧!”