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有時人們會問我他們什麼時候會在日常生活中使用數學。 有些例子——雜貨店購物、計算小費、重新鋪地毯——數學顯然適用。但在我的生活中,還有更多工可以使用多種方法,其中一些方法因我的數學背景而成為可能。三月份,我寫了一個例子:在我縫紉時製作斜紋滾邊。 有很多方法可以做到這一點,其中一些方法比其他方法更明顯地具有數學性。 另一個例子來自我在管絃樂隊的日子。
任何在樂隊或管絃樂隊演奏過的人可能都必須數一些休止符。 有時,這段休止可能會持續數十小節(對於定音鼓演奏者來說,是數百小節)。 您如何確保按時回到演奏中?
一種方法是在腦海中數休止符的小節,就像數其他任何東西一樣:1、2、3……37、38,演奏! 但有時所有這些休止符變得笨拙,如果您忘記了您在 27 還是 28,那就糟了。 如果您熟悉中提琴笑話,您可能不會驚訝地聽到我傾向於用手指數休止符。 但您可能會驚訝地發現我也使用了模運算。
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模運算是一種談論時鐘的巧妙方式。 10:00 之後 15 小時不是 25:00。 我們稱之為 1:00,儘管我們可能會進一步指定上午或下午。 如果兩個時間相差 12 小時(軍用時間為 24 小時),我們使用相同的標籤。 換句話說,我們只關心時間除以 12(或 24)時的餘數,也稱為模 12 的餘數。 模運算是相同的系統,但它可以應用於任何基數。
模 2 運算只是將數字分為偶數或奇數:它們除以 2 時餘數為 0 還是 1? 模 10 是跟蹤最後一位數字。 在樂譜架上,以 4 為基數的模運算非常方便。
大多數西方管絃樂音樂的樂句由 4 小節或 8、12 或其他 4 的倍陣列成。 在具有 4 小節樂句的音樂中,第 1 小節和第 5 小節具有相似的功能:每個小節都是一個樂句的開始。 同樣,第 4 小節和第 8 小節是結尾。 如果您用手指數休止符,您自然會傾向於使用一隻手的 5 根手指,因此您將對第 1 小節和第 6 小節、第 2 小節和第 7 小節等使用相同的手指。 該系統與音樂樂句的自然基數 4 系統作鬥爭。
我英勇的管絃樂隊創新是隻用食指到小指來數休止符,這樣每次使用時,每根手指都對應於音樂樂句中的相同小節。 對於我來說,我很容易在長時間的休止符中暫時走神,以模 4 計數休止符為我提供了一種內建的檢查錯誤的方法。 如果我用第一根手指來數不在樂句開頭的休止符,我就知道出了問題。 通常我不會走神整整四個小節,所以我可以透過使用小節在樂句中的位置來回到正軌。
我需要知道什麼是模運算才能在管絃樂隊中演奏嗎? 絕對不需要。 但是,瞭解一點模運算不僅可以幫助我數休止符,而且在數休止符時也讓我有事可想。