Songxian799
1,高斯(1777—1855年)德国数学家、物理学家和天文学家.高斯在童年时代就表现出非凡的数学天才.年仅三岁,就学会了算术,八岁因发现等差数列求和公式而深得老师和同学的钦佩.大学二年级时得出正十七边形的尺规作图法,并给出了可用尺规作图的正多边形的条件.解决了两千年来悬而未决的难题,1799年以代数基本定理的四个漂亮证明获博士学位.高斯的数学成就遍及各个领域,在数学许多方面的贡献都有着划时代的意义.并在天文学,大地测量学和磁学的研究中都有杰出的贡献.1801年发表的《算术研究》是数学史上为数不多的经典著作之一,它开辟了数论研究的全新时代.非欧几里得几何是高斯的又一重大发现,他的遗稿表明,他是非欧几何的创立者之一.高斯致力于天文学研究前后约20年,在这领域内的伟大著作之一是1809年发表的《天体运动理论》.高斯对物理学也有杰出贡献,麦克斯韦称高斯的磁学研究改造了整个科学.高斯的一生中,还培养了不少杰出的数学家. 2,苏菲娅•柯瓦列夫斯卡娅苏菲娅出生在沙皇俄国立陶宛边界的一座贵族庄园里,他父亲是退役的炮兵团团长.她很小就对数学很痴迷,经常对着墙壁上的数学公式和符号,一看就是好半天,原来,她房间里的糊墙纸是用高等数学的讲义做成的.苏菲娅14岁时便能够独立推导出三角公式,被称为“新巴斯卡”.随着时间的流逝,苏菲娅逐渐长大成人,她对数学的兴趣也与日俱增.但那时正处于沙皇时代,妇女是不允许注册高等学校学习的.而她的父亲又一心想让她像别的贵族姑娘一样,步人社交界,对她想学数学的心愿横加阻拦.于是,苏菲娅不顾父母的反对,与年轻的古生物学家柯瓦列夫斯基“假结婚”,来到德国的海德尔堡.但在那里,妇女听课要有一个专门的委员会认可才行.经过努力,她被允许旁听基础课.在此期间,她勤奋好学,掌握了深奥的数学知识,轰动了整个海德尔堡,成为人们谈论的话题.可她只被允许听了三个学期的课,便不得不离开了那里.苏菲娅深造心切,又慕名前往柏林工学院,打算去听著名数学家维尔斯特拉斯的课.但遗憾的是,柏林的大学不允许妇女听教授的课,苏菲娅到处吃闭门羹,最后,只好抱一线希望登门到维尔斯特拉斯家求教.维尔斯特拉斯(1815—1899)是一位德高望重的老数学家,他接见了苏菲娅,并向他提了一些超椭圆方面的问题,这些问题在当时都很新颖,没想到这位貌不惊人的女青年,解题技巧娴熟,思维方法独特,给老教授留下了深刻的印象.于是,维尔斯特拉斯破例答应苏菲娅每星期日在家里给她上课,每周还另抽一日到她的寓所登门授课.这样,苏菲娅在维尔斯特拉斯的悉心指导下学习了4年.她回忆这段经历时说:“这样的学习,对我整个数学生涯影响至深,它最终决定了我以后的科学研究方向.” 苏菲娅得到了维尔斯特拉斯的鼓励和指点.更加有了攀登科学高峰的勇气.她经过了4年的刻苦努力.写出了三篇出色的论文,引起了强烈的反响.这是史无前例的开创性工作.1874年,在维尔斯特拉斯的推荐下,24岁的苏菲娅荣获了德国第一流学府——哥廷根大学博士学位,成为世界上首屈一指的女数学家. 获得博士学位的苏菲娅,怀若一颗赤子之心回到了祖国,可俄国还是同她出国之前一样黑暗.她在祖国无法立足,只好又回到柏林.她根据维尔斯特拉斯的建议,研究光线在晶体中的折线问题.在1883年奥德赛科学大会上,她以出色的研究成果作了报告.可命运偏偏与她作对,当年春天.她丈夫因破产而自杀.听到这个不幸的消息,肝肠寸断.她把自己关在房间里,四天不吃不喝,第五天昏迷过去.不幸的遭遇,并没有打跨苏菲娅的斗志,第六天苏醒过后又开始顽强的工作.在瑞典数学家米达•列佛勒的帮助下,经过一番周折,苏菲娅才得以担任斯德哥尔摩大学的讲师,但当地报纸公然对她攻击:“一个女人当教授是有害和不愉快的现象——甚至,可以说那种人是一个怪物.”但苏菲娅无所畏惧,像男人那样走上了讲台.以生动的讲课,赢得了学生的热爱,击败了“男人样样胜过女人”的偏见.一年后,她被正式聘为高等分析教授,后来又兼聘为力学教授.苏菲娅在瑞典的任期满了,她一心想回国任教,可没能成功,只好在国外继续任教. 1891年,苏菲娅患肺炎因误诊导致病情恶化,与世长辞.她为争取妇女的自由斗争做出了艰苦努力,是妇女攀登科学高峰的光辉榜样.3,女数学家诺德1933年1月,希特勒一上台,就发布第一号法令,把犹太人比作“恶魔”,叫嚣着要粉碎“恶魔的权利”.不久,哥廷根大学接到命令,要学校辞退所有从事教育工作的纯犹太血统的人.在被驱赶的学者中,有一名妇女叫爱米•诺德(A.E.Noether 1882—1935),她是这所大学的教授,时年5l岁.她主持的讲座被迫停止,就连微薄的薪金也被取消.这位学术上很有造诣的女性,面对困境,却心地坦然,因为她一生都是在逆境中度过的.诺德生长在犹太籍数学教授的家庭里,从小就喜欢数学.1903年,21岁的诺德考进哥廷根大学,在那里,她听了克莱因、希尔伯特、闽可夫斯基等人的课,与数学解下了不解之缘.她学生时代就发表了几篇高质量的论文,25岁便成了世界上屈指可数的女数学博士.诺德在微分不等式、环和理想子群等的研究方面做出了杰出的贡献.但由于当时妇女地位低下,她连讲师都评不上,在大数学家希尔伯特的强烈支持下,诺德才由希尔伯特的“私人讲师”成为哥廷根大学第一名女讲师.接下来,由于她科研成果显著,又是在希尔伯特的推荐下,取得了“编外副教授”的资格,虽然她比起很多“教授”更有实力.诺德热爱数学教育事业,善于启发学生思考.她终生未婚,却有许许多多“孩子”.她与学生交往密切,和蔼可亲,人们亲切地把她周围的学生称为“诺德的孩子们”.我国代数学家曾炯之就是诺德“孩子”们中的一个.在希特勒的淫威下,诺德被迫离开哥廷根大学,去了美国工作.在美国,她同样受到学生们的尊敬和爱戴,同样有她的“孩子们”.1934年9月,美国设立了以诺德命名的博士后奖学金.不幸的是,诺德在美国工作不到两年,便死于外科手术,终年53岁.她的逝世,令很多数学同僚无限悲痛.爱因斯坦在《纽约时报》发表悼文说:“根据现在的权威数学家们的判断,诺德女士是自妇女受高等教育以来最重要的富于创造性数学天才.”4,欧几里德我们现在学习的几何学,是由古希腊数学家欧几里德(公无前330—前275)创立的。他在公元前300年编写的《几何原本》,2000多年来都被看作学习几何的标准课本,所以称欧几里德为几何之父。欧几里德生于雅典,接受了希腊古典数学及各种科学文化,30岁就成了有名的学者。应当时埃及国王的邀请,他客居亚历山大城,一边教学,一边从事研究。古希腊的数学研究有着十分悠久的历史,曾经出过一些几何学著作,但都是讨论某一方面的问题,内容不够系统。欧几里德汇集了前人的成果,采用前所未有的独特编写方式,先提出定义、公理、公设,然后由简到繁地证明了一系列定理,讨论了平面图形和立体图形,还讨论了整数、分数、比例等等,终于完成了《几何原本》这部巨著。《原本》问世后,它的手抄本流传了1800多年。1482年印刷发行以后,重版了大约一千版次,还被译为世界各主要语种。13世纪时曾传入中国,不久就失传了,1607年重新翻译了前六卷,1857年又翻译了后九卷。欧几里德善于用简单的方法解决复杂的问题。他在人的身影与高正好相等的时刻,测量了金字塔影的长度,解决了当时无人能解的金字塔高度的大难题。他说:“此时塔影的长度就是金字塔的高度。”欧几里德是位温良敦厚的教育家。欧几里得也是一位治学严谨的学者,他反对在做学问时投机取巧和追求名利,反对投机取巧、急功近利的作风。尽管欧几里德简化了他的几何学,国王(托勒密王)还是不理解,希望找一条学习几何的捷径。欧几里德说:“在几何学里,大家只能走一条路,没有专为国王铺设的大道。”这句话成为千古传诵的学习箴言。一次,他的一个学生问他,学会几何学有什么好处?他幽默地对仆人说:“给他三个钱币,因为他想从学习中获取实利。”20世纪最杰出的数学家之一的冯•诺依曼.众所周知,1946年发明的电子计算机,大大促进了科学技术的进步,大大促进了社会生活的进步.鉴于冯•诺依曼在发明电子计算机中所起到关键性作用,他被西方人誉为"计算机之父"1911年一1921年,冯•诺依曼在布达佩斯的卢瑟伦中学读书期间,就崭露头角而深受老师的器重.在费克特老师的个别指导下并合作发表了第一篇数学论文,此时冯•诺依曼还不到18岁 5,塞乐斯生于公元前624年,是古希腊第一位闻名世界的大数学家。他原是一位很精明的商人,靠卖橄榄油积累了相当财富后,塞乐斯便专心从事科学研究和旅行。他勤奋好学,同时又不迷信古人,勇于探索,勇于创造,积极思考问题。他的家乡离埃及不太远,所以他常去埃及旅行。在那里,塞乐斯认识了古埃及人在几千年间积累的丰富数学知识。他游历埃及时,曾用一种巧妙的方法算出了金字塔的高度,使古埃及国王阿美西斯钦羡不已。 
游戏中的数学一天,熙熙姐姐交给我们一个游戏:两人轮流从1—10按顺序报数,每次只能报1、2或3个数,谁先报到10,谁就赢了大家都想将对方“打倒”,但是,怎样才能让自己百分之百的胜利呢?这个问题总在我的脑海中回荡,使我疑惑不解回到家,我在小篮子里挑了十个石子,准备新手操作一下我把爸爸叫来,让爸爸和我一起做这个游戏我找来一支笔和一本本子,将我做的每一步记录下来规则是这样的:我和爸爸轮流拿石子,最多拿3个,最少拿1个,谁拿到最后一个,谁就赢了第一场我失败了原来,爸爸先拿,爸爸让我在最短的时间内输的“很惨”;第二场我先拿,我居然赢了……我将记录反复看了几遍,终于发现,我用最大的和最小的数相加:即1+3=4,又用了石子总数除以最大数与最小数的和,也就是10÷4=2…2,如果有余数,就我先拿,余数是几就那几个石子,如果没有余数,让对方先拿现在余数是2,就拿2个石子,剩下的每次拿的石子和对方拿的和是除数3,我就可以必胜了为了保证答案的准确性,我又拿了28个石子和爸爸重新玩,有了上面的规律,我果然战无不胜!原来,生活中数学无处不在,它们正等着你去发现呢! 学数学就是为了能在实际生活中应用,数学是人们用来解决实际问题的,其实数学问题就产生在生活中比如说,上街买东西自然要用到加减法,修房造屋总要画图纸类似这样的问题数不胜数,这些知识就从生活中产生,最后被人们归纳成数学知识,解决了更多的实际问题 我曾看见过这样的一个报道:一个教授问一群外国学生:“12点到1点之间,分针和时针会重合几次?”那些学生都从手腕上拿下手表,开始拨表针;而这位教授在给中国学生讲到同样一个问题时,学生们就会套用数学公式来计算评论说,由此可见,中国学生的数学知识都是从书本上搬到脑子中,不能灵活运用,很少想到在实际生活中学习、掌握数学知识 从这以后,我开始有意识的把数学和日常生活联系起来有一次,妈妈烙饼,锅里能放两张饼我就想,这不是一个数学问题吗?烙一张饼用两分钟,烙正、反面各用一分钟,锅里最多同时放两张饼,那么烙三张饼最多用几分钟呢?我想了想,得出结论:要用3分钟:先把第一、第二张饼同时放进锅内,1分钟后,取出第二张饼,放入第三张饼,把第一张饼翻面;再烙1分钟,这样第一张饼就好了,取出来然后放第二张饼的反面,同时把第三张饼翻过来,这样3分钟就全部搞定 我把这个想法告诉了妈妈,她说,实际上不会这么巧,总得有一些误差,不过算法是正确的看来,我们必须学以致用,才能更好的让数学服务于我们的生活 数学就应该在生活中学习有人说,现在书本上的知识都和实际联系不大这说明他们的知识迁移能力还没有得到充分的锻炼正因为学了不能够很好的理解、运用于日常生活中,才使得很多人对数学不重视希望同学们到生活中学数学,在生活中用数学,数学与生活密不可分,学深了,学透了,自然会发现,其实数学很有用处 我在商场里学数学用数学之买家角度 作为一个买家,最主要的是要做到货比三家要买一件衣服,遇到合适的不妨先把品牌、尺码、价格记下来再到别的店做比较一个物品的价格是进价+运费+税费+厂商利润,还有店铺租金员工工资等一系列附加成本,所以往往卖价要比商品价值高太多了其实在省钱这方面有一个更好的办法——网上购物网上购物价格要便宜多了在网上一个物品的价格是进价+运费一件三四百的衣服,在网上可能只卖五六十,十分实惠就算加上运费也要便宜许多所以,我认为现在商场中挑选自己合适的东西,把品牌、货号、以及自己合适的尺码记好,再到网上购买当然有些东西在网上是买不到的,这是就只有货比三家挑出最实惠的再买了可能有许多人认为一分价钱一分货,便宜没好货……我可以这么说,只要掌握好方法,便宜也是可以买到好东西的同样一件商品,便宜的和贵的,您会选择哪个呢? 大家也知道网上东西便宜,但存在的风险较大这就需要我们有一定的警惕性了!网上卖东西的商家是有信誉度的,这个信誉度直接显示在网页上以供买家参考同时还有成交量啊,好评度阿以及买家的留言,这些都是购物网站为了防止网上骗子行骗所设置的现在网上购物已经很透明了,多转转多看看总吃不了亏 毕竟网上购物还是风险大,所以不妨我们再来看看商场里的活动吧,商场里的活动多,又诱人,其中会不会有什么小陷阱呢?这时就需要运用我们的数学啦! “买一赠一了啊,满200送200!”哟,你瞧,活动来了! 满额送券销售活动 每过节假日,我们行走在繁华的大街上,随处可见商家打出的“满200送200”的促销招牌消费者们蜂拥而至,商场里人山人海,抢购成风而实际上商家心里早打好了如意算盘俗话说:只有买亏,没有卖亏,“满200送200元券”只是商家的一种促销手段,其中暗藏着数学问题 就说满200送200元购物券某顾客先用490元买了一件羊绒外衣,送来了400元购物券此时得到的四百元购物券,一般顾客心理都会产生一种捡便宜的感觉,于是就产生了较强的购买欲望,意欲花完为快(一般商家的购物券都是限期消费,在一定的时期内没有消费就过期作废)于是这位顾客又花了248元券买了一双鞋,又用剩下的150元券中的128买了一条围巾那么顾客到底便宜了多少呢?我们可以算一下128+248+490=866(元),这是原来不打折时需要花的钱490/866,所打的折扣大约是五六折这位先生处理还好,因为购物券只能在指定地点使用,如果买了送,送了买……这样循环下去的话,那商家就赚大了!因为你不得不一直在这个地点消费,商家就算把你套上套了,所以经过真么一算,看来数学真的很重要! “快看报纸!快看看!有奖耶~!诶?!还有个商场打折耶~!不过哪个合算啊?”你瞧瞧!又是一个活动哟… 有奖销售与折扣比较 某报纸上报道了两则广告,甲商厦实行有奖销售:特等奖10000元1名,一等奖1000元2名,二等奖100元10名,三等奖5元200名,乙商厦则实行九五折优惠销售我们想一想;哪一种销售方式更吸引人?哪一家商厦提供给销费者的实惠大? 面对问题我们并不能一目了然.在实际问题中,甲商厦每组设奖销售的营业额和参加抽奖的人数都没有限制.所以这个问题应该有几种答案. 分析:(1)若甲商厦确定在单位时间内抽奖,当参加人数较少,少于213(1十2+10+200=213人)人,人们会认为获奖机率较大,则甲商厦的销售方式更吸引顾客;(2)若甲商厦确定在单位时间内抽奖,而在单位时间内的消费者很多,那么它给顾客的优惠幅度就相应的小.因为甲商厦提供的优惠金额是固定的,共14000元(10000+2000+1000+1000=14000).假设两商厦提供的优惠都是14000元,则可知乙商厦的营业额为280000元(14000÷5%=280000) “喔~~~原来如此啊!这个还得看人数呢!还牵扯到优惠金额,嗯……数学是多么重要哇!” 学数学固然重要,但是最终目的还是能把它合理运用到实际生活中来,我们要学会学数学用数学!
牛顿、莱布尼茨和微积分微积分的产生是数学上的伟大创造。它从生产技术和理论科学的需要中产生,又反过来广泛影响着生产技术和科学的发展。如今,微积分已是广大科学工作 者以及技术人员不可缺少的工具。 从微积分成为一门学科来说,是在十七世纪,但是,微分和积分的思想在古代就已经产生了。 公元前三世纪,古希腊的阿基米德在研究解决抛物弓形的面积、球和球冠面积、螺线下面积和旋转双曲体的体积的问题中,就隐含着近代积分学的思想。作为微分学基础的极限理论来说,早在古代以有比较清楚的论述。比如我国的庄周所著的《庄子》一书的“天下篇”中,记有“一尺之棰,日取其半,万世不竭”。三国时期的刘徽在他的割圆术中提到“割之弥细,所失弥小,割之又割,以至于不可割,则与圆周和体而无所失矣。”这些都是朴素的、也是很典型的极限概念。 到了十七世纪,有许多科学问题需要解决,这些问题也就成了促使微积分产生的因素。归结起来,大约有四种主要类型的问题:第一类是研究运动的时候直接出现的,也就是求即时速度的问题。第二类问题是求曲线的切线的问题。第三类问题是求函数的最大值和最小值问题。第四类问题是求曲线长、曲线围成的面积、曲面围成的体积、物体的重心、一个体积相当大的物体作用于另一物体上的引力。 十七世纪的许多著名的数学家、天文学家、物理学家都为解决上述几类问题作了大量的研究工作,如法国的费尔玛、笛卡尔、罗伯瓦、笛沙格;英国的巴罗、瓦里士;德国的开普勒;意大利的卡瓦列利等人都提出许多很有建树的理论。为微积分的创立做出了贡献。 十七世纪下半叶,在前人工作的基础上,英国大科学家牛顿和德国数学家莱布尼茨分别在自己的国度里独自研究和完成了微积分的创立工作,虽然这只是十分初步的工作。他们的最大功绩是把两个貌似毫不相关的问题联系在一起,一个是切线问题(微分学的中心问题),一个是求积问题(积分学的中心问题)。 1605 年 5 月 20 日,在牛顿手写的一面文件中开始有 “ 流数术 ” 的记载,微积分的诞生不妨以这一天为标志。牛顿关于微积分的著作很多写于 1665 - 1676 年间,但这些著作发表很迟。他完整地提出微积分是一对互逆运算,并且给出换算的公式,就是后来著名的牛顿-莱而尼茨公式。 牛顿是那个时代的科学巨人。在他之前,已有了许多积累:哥伦布发现新大陆,哥白尼创立日心说,伽利略出版《力学对话》,开普勒发现行星运动规律--航海的需要,矿山的开发,火松制造提出了一系列的力学和数学的问题,微积分在这样的条件下诞生是必然的。 牛顿于 1642 年出生于一个贫穷的农民家庭,艰苦的成长环境造就了人类历史上的一位伟大的科学天才,他对物理问题的洞察力和他用数学方法处理物理问题的能力,都是空前卓越的。尽管取得无数成就,他仍保持谦逊的美德。 如果说牛顿从力学导致 “ 流数术 ” ,那莱布尼茨则是从几何学上考察切线问题得出微分法。他的第一篇论文刊登于 1684 年的《都市期刊》上,这比牛顿公开发表微积分著作早 3 年,这篇文章给一阶微分以明确的定义。 莱布尼茨 1646 年生于莱比锡。 15 岁进入莱比锡大学攻读法律,勤奋地学习各门科学,不到 20 岁就熟练地掌握了一般课本上的数学、哲学、神学和法学知识。莱布尼茨对数学有超人的直觉,并且对于设计符号很第三。他的微积分符号 “dx/" 和 ”∫” 已被证明是很发用的。 牛顿和莱布尼茨总结了前人的工作,经过各自独立的研究,掌握了微分法和积分法,并洞悉了二者之间的联系。因而将他们两人并列为微积分的创始人是完全正确的,尽管牛顿的研究比莱布尼茨早 10 年,但论文的发表要晚 3 年,由于彼此都是独立发现的,曾经长期争论谁是最早的发明者就毫无意义。牛顿和莱尼茨的晚年就是在这场不幸的争论中度过的。 牛顿的“流数术” 数学史的另一次飞跃就是研究“形”的变化。17世纪生产力的发展推动了自然科学和技术的发展,不但已有的数学成果得到进一步巩固、充实和扩大,而且由于实践的需要,开始研究运动着的物体和变化的量,这样就获得了变量的概念,研究变化着的量的一般性和它们之间的依赖关系。到了17世纪下半叶,在前人创造性研究的基础上,英国大数学家、物理学家艾萨克?牛顿(1642~1727)是从物理学的角度研究微积分的,他为了解决运动问题,创立了一种和物理概念 直接联系的数学理论,即牛顿称之为“流数术”的理论,这实际上就是微积分理论。牛顿的有关“流数术”的主要著作是《求曲边形面积》、《运用无穷多项方程的计算法》和《流数术和无穷极数》。这些概念是力不概念的数学反映。牛顿认为任何运动存在于空间,依赖于时间,因而他把时间作为自变量,把和时间有关的固变量作为流量,不仅这样,他还把几何图形――线、角、体,都看作力学位移的结果。因而,一切变量都是流量。 牛顿指出,“流数术”基本上包括三类问题。 (1)已知流量之间的关系,求它们的流数的关系,这相当于微分学。 (2)已知表示流数之间的关系的方程,求相应的流量间的关系。这相当于积分学,牛顿意义下的积分法不仅包括求原函数,还包括解微分方程。 (3)“流数术”应用范围包括计算曲线的极大值、极小值,求曲线的切线和曲率,求曲线长度及计算曲边形面积等。 牛顿已完全清楚上述(1)与(2)两类问题中运算是互逆的运算,于是建立起微分学和积分学之间的联系。 牛顿在1665年5月20日的一份手稿中提到“流数术”,因而有人把这一天作为诞生微积分的标志。 莱布尼茨使微积分更加简洁和准确 而德国数学家莱布尼茨(GW Leibniz 1646~1716)则是从几何方面独立发现了微积分,在牛顿和莱布尼茨之前至少有数十位数学家研究过,他们为微积分的诞生作了开创性贡献。但是他们这些工作是零碎的,不连贯的,缺乏统一性。莱布尼茨创立微积分的途径与方法与牛顿是不同的。莱布尼茨是经过研究曲线的切线和曲线包围的面积,运用分析学方法引进微积分概念、得出运算法则的。牛顿在微积分的应用上更多地结合了运动学,造诣较莱布尼茨高一等,但莱布尼茨的表达形式采用数学符号却又远远优于牛顿一筹,既简洁又准确地揭示出微积分的实质,强有力地促进了高等数学的发展。 莱布尼茨创造的微积分符号,正像印度――阿拉伯数码促进了算术与代数发展一样,促进了微积分学的发展。莱布尼茨是数学史上最杰出的符号创造者之一。 牛顿当时采用的微分和积分符号现在不用了,而莱布尼茨所采用的符号现今仍在使用。莱布尼茨比别人更早更明确地认识到,好的符号能大大节省思维劳动,运用符号的技巧是数学成功的关键之一。 牛顿和莱布尼茨建立微积分的出发点是直观的无穷小量,因此这门学科早期也称为无穷小分析,这正是现在数学中分析学这一大分支名称的来源。牛顿研究微积分着重于从运动学来考虑,莱布尼茨却是侧重于几何学来考虑的。 牛顿在1671年写了《流数法和无穷级数》,这本书直到1736年才出版,它在这本书里指出,变量是由点、线、面的连续运动产生的,否定了以前自己认为的变量是无穷小元素的静止集合。他把连续变量叫做流动量,把这些流动量的导数叫做流数。牛顿在流数术中所提出的中心问题是:已知连续运动的路径,求给定时刻的速度(微分法);已知运动的速度求给定时间内经过的路程(积分法)。 德国的莱布尼茨是一个博才多学的学者,1684年,他发表了现在世界上认为是最早的微积分文献,这篇文章有一个很长而且很古怪的名字《一种求极大极小和切线的新方法,它也适用于分式和无理量,以及这种新方法的奇妙类型的计算》。就是这样一片说理也颇含糊的文章,却有划时代的意义。他以含有现代的微分符号和基本微分法则。1686年,莱布尼茨发表了第一篇积分学的文献。他是历史上最伟大的符号学者之一,他所创设的微积分符号,远远优于牛顿的符号,这对微积分的发展有极大的影响。现在我们使用的微积分通用符号就是当时莱布尼茨精心选用的。 微积分学的创立,极大地推动了数学的发展,过去很多初等数学束手无策的问题,运用微积分,往往迎刃而解,显示出微积分学的非凡威力。 前面已经提到,一门科学的创立决不是某一个人的业绩,他必定是经过多少人的努力后,在积累了大量成果的基础上,最后由某个人或几个人总结完成的。微积分也是这样。不幸的事,由于人们在欣赏微积分的宏伟功效之余,在提出谁是这门学科的创立者的时候,竟然引起了一场悍然大波,造成了欧洲大陆的数学家和英国数学家的长期对立。英国数学在一个时期里闭关锁国,囿于民族偏见,过于拘泥在牛顿的“流数术”中停步不前,因而数学发展整整落后了一百年。 其实,牛顿和莱布尼茨分别是自己独立研究,在大体上相近的时间里先后完成的。比较特殊的是牛顿创立微积分要比莱布尼词早10年左右,但是整是公开发表微积分这一理论,莱布尼茨却要比牛顿发表早三年。他们的研究各有长处,也都各有短处。那时候,由于民族偏见,关于发明优先权的争论竟从1699年始延续了一百多年。 应该指出,这是和历史上任何一项重大理论的完成都要经历一段时间一样,牛顿和莱布尼茨的工作也都是很不完善的。他们在无穷和无穷小量这个问题上,其说不一,十分含糊。牛顿的无穷小量,有时候是零,有时候不是零而是有限的小量;莱布尼茨的也不能自圆其说。这些基础方面的缺陷,最终导致了第二次数学危机的产生。 直到19世纪初,法国科学学院的科学家以柯西为首,对微积分的理论进行了认真研究,建立了极限理论,后来又经过德国数学家维尔斯特拉斯进一步的严格化,使极限理论成为了微积分的坚定基础。才使微积分进一步的发展开来。任何新兴的、具有无量前途的科学成就都吸引着广大的科学工作者。在微积分的历史上也闪烁着这样的一些明星:瑞士的雅科布·贝努利和他的兄弟约翰·贝努利、欧拉、法国的拉格朗日、…… 欧氏几何也好,上古和中世纪的代数学也好,都是一种常量数学,微积分才是真正的变量数学,是数学中的大革命。微积分是高等数学的主要分支,不只是局限在解决力学中的变速问题,它驰骋在近代和现代科学技术园地里,建立了数不清的丰功伟绩。 留给后人的思考 从始创微积分的时间说牛顿比莱布尼茨大约早10年,但从正式公开发表的时间说牛顿却比莱布尼茨要晚。牛顿系统论述“流数术”的重要著作《流数术和无穷极数》是1671年写成的,但因1676年伦敦大火殃及印刷厂,致使该书1736年才发表,这比莱布尼茨的论文要晚半个世纪。另外也有书中记载:牛顿于1687年7月,用拉丁文发表了他的巨著《自然哲学的数学原理》,在此文中提出了微积分的思想。他用“0”表示无限小增量,求出瞬时变化率,后来他把变量X称为流量,X的瞬时变化率称为流数,整个微积分学称为“流数学”,事实上,他们二人是各自独立地建立了微积分。最后还应当指出的是,牛顿的“流数术”,在概念上是不够清晰的,理论上也不够严密,在运算步骤中具有神秘的色彩,还没有形成无穷小及极限概念。牛顿和莱布尼茨的特殊功绩在于,他们站在更高的角度,分析和综合了前人的工作,将前人解决各种具体问题的特殊技巧,统一为两类普通的算法――微分与积分,并发现了微分和积分互为逆运算,建立了所谓的微积分基本定理(现今称为牛顿――莱布尼茨公式),从而完成了微积分发明中最关键的一步,并为其深入发展和广泛应用铺平了道路。由于受当时历史条件的限制,牛顿和莱布尼茨建立的微积分的理论基础还不十分牢靠,有些概念比较模糊,因此引发了长期关于微积分的逻辑基础的争论和探讨。经过18、19世纪一大批数学家的努力,特别是在法国数学家柯西首先成功地建立了极限理论之后,以极限的观点定义了微积分的基本概念,并简洁而严格地证定理即牛顿―莱布尼茨公式,才给微积分建立了一个基本严格的完整体系。 不幸的是牛顿和莱布尼茨各自创立了微积分之后,历史上发生了优先权的争论,从而使数学家分为两派,欧洲大陆数学家两派,欧洲大陆的数学家,尤其是瑞士数学家雅科布?贝努利(1654~1705)和约翰?贝努利(1667~1748)兄弟支持莱布尼茨,而英国数学家捍卫牛顿,两派争吵激烈,甚至尖锐到互相敌对、嘲笑。牛顿死后,经过调查核实,事实上,他们各自独立地创立了微积分。这件事的结果致使英国和欧洲大陆的数学家停止了思想交流,使英国人在数学上落后了一百多年,因为牛顿在《自然哲学的数学原理》中使用的是几何方法,英国人差不多在一百多年中照旧使用几何工具,而大陆的数学家继续使用莱布尼茨的分析方法,并使微积分更加完善,在这100年中英国甚至连大陆通用的微积分都不认识。虽然如此,科学家对待科学谨慎和刻苦的精神还是值得我们学习的。 莱布尼兹 莱布尼兹 (1646-1716) 莱布尼兹是17、18世纪之交德国最重要的数学家、物理学家和哲学家,一个举世罕见的科学天才。他博览群书,涉猎百科,对丰富人类的科学知识宝库做出了不可磨灭的贡献。 生平事迹莱布尼兹出生于德国东部莱比锡的一个书香之家,广泛接触古希腊罗马文化,阅读了许多著名学者的著作,由此而获得了坚实的文化功底和明确的学术目标。15岁时,他进了莱比锡大学学习法律,还广泛阅读了培根、开普勒、伽利略、等人的著作,并对他们的著述进行深入的思考和评价。在听了教授讲授欧几里德的《几何原本》的课程后,莱布尼兹对数学产生了浓厚的兴趣。17岁时他在耶拿大学学习了短时期的数学,并获得了哲学硕士学位。 20岁时他发表了第一篇数学论文《论组合的艺术》。这是一篇关于数理逻辑的文章,其基本思想是出于想把理论的真理性论证归结于一种计算的结果。这篇论文虽不够成熟,但却闪耀着创新的智慧和数学才华。 莱布尼兹在阿尔特道夫大学获得博士学位后便投身外交界。在出访巴黎时,莱布尼兹深受帕斯卡事迹的鼓舞,决心钻研高等数学,并研究了笛卡儿、费尔马、帕斯卡等人的著作。他的兴趣已明显地朝向了数学和自然科学,开始了对无穷小算法的研究,独立地创立了微积分的基本概念与算法,和牛顿并蒂双辉共同奠定了微积分学。1700年被选为巴黎科学院院士,促成建立了柏林科学院并任首任院长。 始创微积分 17世纪下半叶,欧洲科学技术迅猛发展,由于生产力的提高和社会各方面的迫切需要,经各国科学家的努力与历史的积累,建立在函数与极限概念基础上的微积分理论应运而生了。微积分思想,最早可以追溯到希腊由阿基米德等人提出的计算面积和体积的方法。1665年牛顿创始了微积分,莱布尼兹在1673-1676年间也发表了微积分思想的论著。以前,微分和积分作为两种数学运算、两类数学问题,是分别加以研究的。卡瓦列里、巴罗、沃利斯等人得到了一系列求面积(积分)、求切线斜率(导数)的重要结果,但这些结果都是孤立的,不连贯的。只有莱布尼兹和牛顿将积分和微分真正沟通起来,明确地找到了两者内在的直接联系:微分和积分是互逆的两种运算。而这是微积分建立的关键所在。只有确立了这一基本关系,才能在此基础上构建系统的微积分学。并从对各种函数的微分和求积公式中,总结出共同的算法程序,使微积分方法普遍化,发展成用符号表明了微积分基本 示的微积分运算法则。 然而关于微积分创立的优先权,数学上曾掀起了一场激烈的争论。实际上,牛顿在微积分方面的研究虽早于莱布尼兹,但莱布尼兹成果的发表则早于牛顿。莱布尼兹在1684年10月发表的《教师学报》上的论文,“一种求极大极小的奇妙类型的计算”,在数学史上被认为是最早发表的微积分文献。牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》的第一版和第二版也写道:“十年前在我和最杰出的几何学家G、W莱布尼兹的通信中,我表明我已经知道确定极大值和极小值的方法、作切线的方法以及类似的方法,但我在交换的信件中隐瞒了这方法,……这位最卓越的科学家在回信中写道,他也发现了一种同样的方法。他并诉述了他的方法,它与我的方法几乎没有什么不同,除了他的措词和符号而外。”因此,后来人们公认牛顿和莱布尼兹是各自独立地创建微积分的。牛顿从物理学出发,运用集合方法研究微积分,其应用上更多地结合了运动学,造诣高于莱布尼兹。莱布尼兹则从几何问题出发,运用分析学方法引进微积分概念、得出运算法则,其数学的严密性与系统性是牛顿所不及的。莱布尼兹认识到好的数学符号能节省思维劳动,运用符号的技巧是数学成功的关键之一。因此,他发明了一套适用的符号系统,如,引入dx 表示x的微分,∫表示积分,dnx表示n阶微分等等。这些符号进一步促进了微积分学的发展。 1713年,莱布尼兹发表了《微积分的历史和起源》一文,总结了自己创立微积分学的思路,说明了自己成就的独立性。 莱布尼兹在数学方面的成就是巨大的,他的研究及成果渗透到高等数学的许多领域。他的一系列重要数学理论的提出,为后来的数学理论奠定了基础。 莱布尼兹曾讨论过负数和复数的性质,得出复数的对数并不存在,共扼复数的和是实数的结论。在后来的研究中,莱布尼兹证明了自己结论是正确的。他还对线性方程组进行研究,对消元法从理论上进行了探讨,并首先引入了行列式的概念,提出行列式的某些理论。此外,莱布尼兹还创立了符号逻辑学的基本概念,发明了能够进行加、减、乘、除及开方运算的计算机和二进制,为计算机的现代发展奠定了坚实的基础。 丰硕的物理学成果 莱布尼兹的物理学成就也是非凡的。他发表了《物理学新假说》,提出了具体运动原理和抽象运动原理,认为运动着的物体,不论多么渺小,他将带着处于完全静止状态的物体的部分一起运动。他还对笛卡儿提出的动量守恒原理进行了认真的探讨,提出了能量守恒原理的雏型,并在《教师学报》上发表了“关于笛卡儿和其他人在自然定律方面的显著错误的简短证明”,提出了运动的量的问题,证明了动量不能作为运动的度量单位,并引入动能概念,第一次认为动能守恒是一个普通的物理原理。他又充分地证明了“永动机是不可能”的观点。他也反对牛顿的绝对时空观,认为“没有物质也就没有空见,空间本身不是绝对的实在性”,“空间和物质的区别就象时间和运动的区别一样,可是这些东西虽有区别,却是不可分离的”。在光学方面,莱布尼兹也有所建树,他利用微积分中的求极值方法,推导出了折射定律,并尝试用求极值的方法解释光学基本定律。可以说莱布尼兹的物理学研究一直是朝着为物理学建立一个类似欧氏几何的公理系统的目标前进的。 发明乘法计算机 德国人莱布尼兹发明了乘法计算机,他受中国易经八卦的影响最早提出二进 制运算法则。莱布尼兹对帕斯卡的加法机很感兴趣。于是,莱布尼兹也开始了对计算机的研究。1672年1月,莱布尼兹搞出了一个木制的机器模型,向英国皇家学会会员们做了演示。但这个模型只能说明原理,不能正常运行。 1674年,最后定型的那台机器,就是由奥利韦一人装配而成的。莱布尼兹的这台乘法机长约1米,宽30厘米,高25厘米。它由不动的计数器和可动的定位机构两部分组成。整个机器由一套齿轮系统来传动,它的重要部件是阶梯形轴,便于实现简单的乘除运算。莱布尼兹设计的样机,先后在巴黎、伦敦展出。由于他在计算设备上的出色成就,被选为英国皇家学会会员。 中西文化交流之倡导者 莱布尼兹对中国的科学、文化和哲学思想十分关注,是最早研究中国文化和中国哲学的德国人。他向耶酥会来华传教士格里马尔迪了解到了许多有关中国的情况,包括养蚕纺织、造纸印染、冶金矿产、天文地理、数学文字等等,并将这些资料编辑成册出版。他认为中西相互之间应建立一种交流认识的新型关系。在《中国近况》一书的绪论中,莱布尼兹写道:“全人类最伟大的文化和最发达的文明仿佛今天汇集在我们大陆的两端,即汇集在欧洲和位于地球另一端的东方的欧洲——中国。”“中国这一文明古国与欧洲相比,面积相当,但人口数量则已超过。”“在日常生活以及经验地应付自然的技能方面,我们是不分伯仲的。我们双方各自都具备通过相互交流使对方受益的技能。在思考的缜密和理性的思辩方面,显然我们要略胜一筹”,但“在时间哲学,即在生活与人类实际方面的伦理以及治国学说方面,我们实在是相形见拙了。”在这里,莱布尼兹不仅显示出了不带“欧洲中心论”色彩的虚心好学精神,而且为中西文化双向交流描绘了宏伟的蓝图,极力推动这种交流向纵深发展,是东西方人民相互学习,取长补短,共同繁荣进步。莱布尼兹为促进中西文化交流做出了毕生的努力,产生了广泛而深远的影响。 由于莱布尼茨在牛顿完成其前两段工作之后曾访问巴黎(1672年)和伦敦(1673年),并且和了解牛顿微积分工作的科学家们通过信,因而被指责为“剽窃者”。这使他起而为自己的名誉辨护,因而使这场争论达到了相当激烈的地步。许多数学家都被牵扯了进来,直到使欧洲数学家分成两派,大陆的数学家们为莱布尼茨辩护,英国的数学家们则捍卫牛顿,以至长期对立,形成学术上的门户之见,达到双方停止了学术思想交流的程度,影响了此后一段时间的数学进展。在牛顿和莱布尼茨都已逝世之后进行的调查表明:虽然牛顿的大部分工作是在莱布尼茨之前做的,但莱布尼茨也是微积分主要思想的独立创立者,他们都同样地接受了前辈数学家的启发,同样地作出了自己的独立贡献。在以前的科学史上我们已经看到,在以后的科学史上我们还将一再地看到这种同一发现在大致相同的时间被完全不同甚至互不相识的人们独立完成的现象。这种现象的大量出现,最好不过地说明:是科学的发展造就了杰出的科学家,而不是杰出科学家的个人天赋决定了科学的发展。
回答
用勾(a)和股(b)分别表示直角三角形得到两条直角边,用弦(c)来表示斜边,则可得:勾2+股2=弦2亦即:a2+b2=c2勾股定理在西方被称为毕达哥拉斯定理,相传是古希腊数学家兼哲学家毕达哥拉斯于公元前550年首先发现的。其实,我国古代得到人民对这一数学定理的发现和应用,远比毕达哥拉斯早得多。如果说大禹治水因年代久远而无法确切考证的话,那么周公与商高的对话则可以确定在公元前11XX年左右的西周时期,比毕达哥拉斯要早了五百多年。其中所说的勾3股4弦5,正是勾股定理的一个应用特例(32+42=52)。所以现在数学界把它称为勾股定理,应该是非常恰当的。在稍后一点的《九章算术一书》中,勾股定理得到了更加规范的一般性表达。书中的《勾股章》说;“把勾和股分别自乘,然后把它们的积加起来,再进行开方,便可以得到弦。”把这段话列成算式,即为:弦=(勾2+股2)(1/2)即:c=(a2+b2)(1/2)定理:如果直角三角形两直角边分别为a,b,斜边为c,那么a^平方+b^平方=c^平方;即直角三角形两直角边的平方和等于斜边的平方。如果三角形的三条边a,b,c满足a^2+b^2=c^2,如:一条直角边是3,一条直角边是四,斜边就是3*3+4*4=,x=5。那么这个三角形是直角三角形。(称勾股定理的逆定理)
提问
一个小正方体的棱是三厘米现在有20个小正方体这样的小正方体把它搭成一个大的长方体这个长方体的表面积是多少?
答案是什么?
回答
3×2+(20×3)×3×4=6+720=726
提问
能讲一下意思?
为什么这样做?
回答
3×3×2上下底正方形面积
20×3×3侧边面积
720+18=738
提问
谢谢老师!
再见
再见
更多10条