数学史资料
数学史期末复习资料
数学史的三⼤危机:初等:
第⼀次危机:毕达哥拉斯学派主张←万物皆数(有理数)→⽆理数→欧多克斯→
近代(17C):第⼆次:微积分→极限→柯西→运动与变化→函数
现代(19C下半叶):第三次危机:罗素悖论(集合)→公理化
0-数学史
1.数学史的分期通常采⽤的线索:(1)按时代顺序(2)按数学对象、⽅法等本⾝的质变过程(3)按数学发展的社会背景。
2.数学史的四个分期:I数学的起源与早期发展(萌芽时期,公元前6世纪前)II初等数学时期(公元前6世纪-16世纪)
(1)古希腊数学(公元前6世纪-16世纪)
(2)中世纪东⽅数学(3世纪-15世纪)
(3)欧洲⽂艺复兴时期(15世纪-16世纪)
III近代数学时期(或称变量数学建⽴时期,17世纪-18世纪)
IV现代数学时期(1820-现在)
(1)现代数学酝酿时期(1820-1870)
(2)现代数学形成时期(1870-1940)
(3)现代数学繁荣时期(或称当代数学时期,1950-现在)
3.使⽤位值制的两种数字:巴⽐伦楔形数字和中国筹算数码。
最早使⽤位值制的国家是古巴⽐伦,最早使⽤⼗进制位值得国家是中国。4.埃及数学:古埃及⼈⽤纸莎草书写,关于古埃及数学知识主要依据莱茵德纸草书和莫斯科纸草书。
5.美索不达⽶亚数学:主要著作泥版⽂书。
2.古代希腊数学
1.泰勒斯证明了四条定理:(1)圆的直径将圆分为两个相等的部分
(2)等腰三⾓形两底⾓相等
(3)两直线相交形成的对顶⾓相等
(4)如果⼀三⾓形有两⾓、⼀边分别与另⼀三⾓形的对应⾓、边相等,那么这两个三⾓形全等。
他是最早的希腊数学家和古希腊论证⼏何学⿐祖。
2.毕达哥拉斯学派的基本信条是:万物皆数。
毕达哥拉斯可公度量:对于任何两条给定的线段,总能到某第三线段,以它为单位线段能将给定的两条线段划分为整数段。
3.普鲁塔克的⾯积剖分法证明勾股定理。
4..雅典时期的希腊数学学派:(1)伊利亚学派(2)诡辩学派
(3)雅典学院(柏拉图学派)(4)亚⾥⼠多德学派
5.三⼤⼏何问题:(1)化圆为⽅,即做⼀个与给定⾯积相等的正⽅形。
诡辩学派安提丰,提出了⽤圆内接正多边形逼近圆⾯积的⽅法来化圆为⽅---穷竭法。
(2)倍⽴⽅体,即求作⼀个⽴⽅体,使其体积等于已知⽴⽅体的两倍。
梅内赫莫斯,圆锥曲线
(3)三等分⾓,即分任意⾓为三等分。
6.逻辑演绎结构的倡导:柏拉图、亚⾥⼠多德
7.欧⼏⾥得与《原本》
(1)公设:a.假定从任意⼀点到任意⼀点可作⼀直线
b. ⼀条有限直线可不断延长
c.以任意中⼼和直径可以画圆
d. 凡直⾓都彼此相等
e. 若⼀直线落在两直线上所构成的同旁内⾓和⼩于两直⾓,那么把两直线⽆限延长,它们将在同旁内⾓和⼩于两直⾓的⼀侧相交。
(2)公理:a .等于同量的量彼此相等
b.等量加等量,和相等
c.等量减等量,差相等
d.彼此重合的图形是全等的
e.整体⼤于部分
(3)⽐例论,它代表了《原本》的最⼤成就,因为它在当时的认识⽔平上消除了由不可公度量引起的数学危机。
8.阿基⽶德的数学著作集中探讨与⾯积和体积计算相关的问题,在《圆的度量》中,阿基⽶德将穷竭法应⽤于圆的周长和⾯积公式。
9.尼奥斯:《圆锥曲线论》
10.三⾓学的建⽴最卓越的代表⼈物托勒玫,它的著作总结了在他之前的古代三⾓学知识,为三⾓学的进⼀步发展和应⽤奠定了基础。
丢番图:《算术》帕波斯:《数学汇编》
3.中世纪的中国数学
1.中国数学先后经历了三次发展⾼潮,即两汉时期、魏晋南北朝时期以及宋元时期,其中宋元时期达到中国古典数学的顶峰。
2.《九章算术》采⽤问题集的形式,全书共246个问题,分成九章,依次为:⽅⽥,粟⽶,衰分,少⼴,商功,均输,盈不⾜,⽅程,勾股。其中包含的数学成就是丰富和多⽅⾯的。
3.壍堵(底⾯为直⾓三⾓形的正柱体);阳马(底⾯为长⽅形⽽有⼀棱与底⾯垂直的椎体);鳖臑(底⾯为直⾓三⾓形⽽有⼀棱与底⾯垂直的椎体)。
4.刘徽最突出的成就:割圆术和体积理论。著作:《九章算术注》、《海岛算经》
5.祖冲之,代表性著作是《缀术》,他算出圆周率数值上下限3.1415926(朒数)<π<3.1415927(盈数)
(2)祖式原理:出⼊相补原理;幂势既同,则积不容异。
6.《缉古算经》是⼗部算经中年代最晚的⼀部。
7、宋元四⼤家:杨辉、秦九韶、李治、朱世杰
秦九韶代表作《数书九章》
8.⾸先系统阐释天元术的是李冶:《测圆海镜》、《益古演段》。
四元术最早出现在朱世杰的《四元⽟鉴》中。“天”“地”“⼈”“物”。
4.印度与阿拉伯数字
1.印度是最早⽤圆圈符号表⽰零的国家和最早使⽤数字。
⽤圆圈符号“0”表⽰零,可以说是数学史上的⼀⼤发明。
2.“悉檀多”时期:阿耶波多,婆罗摩笈多,玛哈维拉,婆什伽罗。
秦九韶著作(1)阿耶波多建⽴丢番图⽅程求解所谓“库塔卡”⽅法。
(2)玛哈维拉,《计算⽅法纲要》
(3)婆什伽罗《莉拉沃蒂》、《算法本源》
3.花拉⼦⽶,“代数学”这个词最早出现在他的《还原与对消计算概要》中。
5.近代数学的兴起
1.欧洲⿊暗时期过后,第⼀位有影响的数学家是斐波那契。
2.卡尔丹公布了所有三次⽅程的解法。
费拉⾥,解决了四次⽅程。
韦达,数学符号系统化。
笛卡尔,完成对韦达所使⽤的代数符号的改进⼯作。他⾸先⽤拉丁字母的前⼏个表⽰已知量(a、b、c…)后⼏个表⽰未知量(x、y、z…)
3.富有⽂艺复兴特⾊的透视学的兴起是由于⽂艺复兴时期绘画、制图中提出的这类问题的刺激。
4.纳⽪尔,⾸先发明对数⽅法。布⾥格斯:“常⽤对数”
5.解析⼏何:1.定义:⽤代数⽅法解决⼏何问题
诞⽣及其意义:①最重要的前驱:奥雷斯姆《论形态幅度》
②但解析⼏何的真正发明归功于笛卡尔和费马;笛卡尔发表《⽅法论》,解析⼏何的发明包含在《⼏何学》这篇附录中,笛卡尔的出发点是⼀个著名的古希腊数学问题——帕波斯问题。
6.费马⼯作的出发点是竭⼒恢复失传的尼奥的《论平⾯轨迹》,他为此⽽写了⼀本题为《论平⾯和⽴体的轨迹引论》,书中清楚地阐述了费马的解析⼏何原理。
6.微积分的创⽴
1.与积分学相⽐⽽⾔,微分学的起源则要晚得多。
2.半个世纪的酝酿:
②卡⽡列⾥不可分量原理:计算出许多⽴体图形的体积。
③笛卡尔《在⼏何学》中提出了求切线的所谓圆法,本质上是⼀种代数⽅法。
④费马在⼀份⼿稿中提出了求极⼤值与极⼩值的代数的⽅法。
⑤巴罗给出了求曲线切线的⽅法,《⼏何讲义》。
3.《流数简论》是历史上第⼀篇系统的微积分⽂献。
4.⽜顿微积分学说最早公开在1687年出版的⼒学名著《⾃然哲学的数学原理》,成为数学史上划时代的著作。
5.1684年莱布尼茨发表了他的第⼀篇微分学论⽂《⼀种求极⼤值与极⼩值和求切线的新⽅法》,是数学史上第⼀篇正式发表的微积分⽂献。
7—15
1.欧拉在1748年出版的《⽆限⼩分析引论》以及《微分学》和《积分学》引进⼀批符号:f(x)——函数符号∑——求和号
e ——⾃然对数底i ——虚数单位
2.布莱尼茨⾸先使⽤了函数这⼀术语。
3.学习数学史的意义:(1)可以丰富课堂内容:由于数学史揭⽰数学知识的来源于应⽤,因此可以将它运⽤于课堂导⼊、课堂活动资源或后续的拓展性学习等。(2)⽤来促进学⽣对知识本质的理解:数学史展⽰数学知识的起源、形成、与
发展过程,诠释数学的源流。
(3)⽤来解决学⽣学习过程中出现的问题。
(4)可以树⽴学⽣学习数学的信⼼,增强民族⾃豪感:通过阅读数学家们在成长过程中遭遇的挫折,使同学能够正确看待学习过程中的困难。
4.(特例)⾮欧⼏何代表⼈物,⾼斯、波约、罗巴切夫斯基(⾮欧⼏何之⽗)。
5.柯西:《分析教程》、《⽆限⼩计算教程概论》。
6.魏尔斯特拉斯关于分析严格化的贡献使他获得了“现代分析之⽗”的称号。
7.20世纪纯粹数学的发展表现出如下主要的特征或趋势:
①更⾼的抽象性;②更强的统⼀性;③更深⼊的基础探讨。
8.希尔伯特提出的23个数学问题,是20世纪前半叶数学研究的主要⽅向。
9.第三次数学危机:产⽣:罗素的悖论。
消除:策梅洛-弗兰克尔公理系统。通过对集合类型加以适当限制,达到了避免罗素悖论的⽬的。
10.数学基础的三⼤学派:(⼀)逻辑主义:罗素(⼆)直觉主义:布劳威尔
(三)形式主义:希尔伯特
11.第⼀台能做加减运算的机械式计算机是由帕斯卡发明的。
12.EDVAC⽅案,史称“101页报告”(冯·诺依曼)
13.1976年以后,中国数学家吴⽂俊开辟了⼀条定理机器证明的代数化途径。吴⽂俊被称为“中国⼈⼯智能之⽗”。
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