数学史作业2.doc

淄博师专初等教育系数学史作业学期20132014学年1学期班 级2011级 1 班姓名韩长倩学号07 亚历山大时期的三大数学家及主要数学成就关于亚历山大时期的三大数学家，总结于一个阶段。而在这一阶段是以公元前30年罗马帝国吞并希腊为分界，分为前后两个时期。亚历山大前期和亚历山大后期，前期出现了希腊化数学的黄金时期，代表人物是名垂千古的三大数学家：欧几里得（Euclid ）、阿基米得（Archimedes）及阿波罗奥乌斯（Appollonius） 。欧几里得总结古典希腊数学，用公理方法整理几何学，写成13卷几何原本（Elements）。这部划时代历史巨著的意义在于它树立了用公理法建立起演绎数学体系的最早典范。阿基米得是古代最伟大的数学家、力学家和机械师。他将实验的经验研究方法和几何学的演绎推理方 法有机地结合起来，使力学科学化，既有定性分析，又有定量计算。阿基米得在纯数学领域涉及的范围也 很广，其中一项重大贡献是建立多种平面图形面积和旋转体体积的精密求积法，蕴含着微积分的思想。公元641年，阿拉伯人攻占亚历山大里亚城，图书馆再度被焚（第一次是在公元前46年），希腊数学悠久灿烂的历史，至此终结。亚历山大里亚有创造力的日子也随之一去不复返了。 （1）欧几里得Euclid，约公元前330约公元前275关于欧几里得，除了知道他是历时长久的亚历山大数学学派的奠基人外，对他的生平所知甚少，仅估计他很可能在雅典的柏拉图学园受过数学训练。 在欧几里得之前，古希腊的数学知识已经累积得相当丰富，于是有人将它们整理成册，例如希波克拉底就是第一位进行汇编的人。欧几里得也总结了他那个时代古希腊的所有数学成果，编辑成13卷的几何原本，以下简称原本。此书最重要的特色是公理化系统的结构：由少数几条公理 (axioms) 出发，推导出所有的几何定理。公理是直观自明的真理，是数学的源头，无法证明，也不必证明。欧氏的旷世名著，使得其它版本都黯然无光，乃至消失。几何原本所引起的效果正如古人所说：“月升灯失色，风起扇无功”。 欧几里得的几何原本Elements是一部划时代的著作，就其大部份内容来说，是对于公元前七世纪以来，希腊几何积聚起来的丰富成果作出高度成功的编纂和系统的整理，其主要功绩在于对命题的巧妙选择，和把它们排列进由少数初始假定出发，演绎地推导出的合乎逻辑的序列中。换言之，原本伟大的历史意义在于它是用公理方法建立起演绎体系的最早典范。 （2） “数学之神”阿基米德（Archimedes，公元前287公元前212）阿基米德于公元前年出生在意大利半岛南端西西里岛的叙拉古（Syracuse）的贵族之家。父亲是位数学家兼天文学家。阿基米德从小有良好的家庭教养，他在年轻时曾在亚力山大求学，不过大半生都待在他老家西西里岛的叙拉古，受国王 Hieron 的赞助从事研究工作。 阿基米德与欧几里德、阿波罗尼并列为希腊三大数学家，也有人甚至说他是有史以来最伟大的三个数学家之一（其他二位是牛顿与高斯）。他的主要数学贡献是求面积和体积的工作。在他之前的希腊数学不重视算术计算，关于面积和体积，数学家们顶多证明一下两个面积或体积的比例就完了，而不再算出每一个面积或体积究竟是多少。当时连圆面积都算不出来，因为比较精确的值还不知道。从阿基米德开始，或者说从以阿基米德为代表的亚历山大里亚的数学家开始，算术和代数开始成为一门独立的数学学科。阿基米德发现的一个著名的定理是：任一球的面积是外切圆柱表面积的三分之二，而任一球的体积也是外切圆柱体积的三分之二。这个定理是从球面积等于大圆面积的四倍这一定理推来的，据说，该定理遵遗嘱被刻在阿基米德的墓碑上。 阿基米德发明了求面积和体积的“平衡法”，求出面积或体积后再用“穷竭法”加以证明。阿基米德“平衡法”与“穷竭法”的结合是严格证明与创造技巧相结合的典范。阿基米德的“平衡法”，将需要求积的量分成一些微小单元，再与另一组微小单元进行比较，而后一组的总和比较容易计算。因此，“平衡法”实际上体现了近代积分法的基本思想，是阿基米德数学研究的最大功绩。但是，“平衡法”本身必须以极限论为基础，阿基米德意识到了他的方法在严密性上的不足，所以他用平衡法求出一个面积或体积后，必再用穷竭法加以严格的证明。 抛物线求积法研究了曲线图形求积的问题，并用穷竭法建立了这样的结论：“任何由直线和直角圆锥体的截面所包围的弓形（即抛物线），其面积都是其同底同高的三角形面积的三分之四。”他还用力学权重方法再次验证这个结论，使数学与力学成功地结合起来。 论螺线，是阿基米德对数学的出色贡献。他明确了螺线的定义，以及对螺线的面积的计算方法。在同一著作中，阿基米德还导出几何级数和算术级数求和的几何方法。 论锥型体与球型体，讲的是确定由抛物线和双曲线其轴旋转而成的锥型体体积，以及椭圆绕其长轴和短轴旋转而成的球型体的体积。 （3）阿波罗尼奥斯（Apollonius，公元前262-190）阿波罗尼奥斯出生于小亚细亚（今土尔其一带），年轻时曾在亚历山大城跟随欧几里得的学生学习，后到小亚细亚西岸的帕加蒙王国居住与工作，晚年又回到亚历山大。阿波罗尼奥斯的主要数学成就是在前人工作的基础上创立了相当完美的圆锥曲线理论，编著圆锥曲线论。 阿波罗尼奥斯用统一的方式引出三种圆锥曲线后，便展开了对它们性质的广泛讨论，内容涉及圆锥曲线的直径、公轭直径、切线、中心、双曲线的渐进线、椭圆与双曲线的焦点以及处在不同位置上的圆锥曲线的交点数等。圆锥曲线论中包含了许多即使按今天的眼光看也是很深奥的问题。第5卷中关于定点到圆锥曲线的最长和最短线段的探讨，实质上提出了圆锥曲线的法线包络即渐屈线的概念，它们是近代微分几何的课题。第3、4卷中关于圆锥曲线的极点与极线的调和性质的论述，则包含了射影几何学的萌芽思想。 几何原本的诞生有何意义在几何学上的影响和意义 在几何学发展的历史中，欧几里得的几何原本起了重大的历史作用。这欧几里得种作用归结到一点，就是提出了几何学的“根据”和它的逻辑结构的问题。在他写的几何原本中，就是用逻辑的链子由此及彼的展开全部几何学，这项工作，前人未曾作到。 几何原本的诞生，标志着几何学已成为一个有着比较严密的理论系统和科学方法的学科。并且几何原本中的命题1.47，证明了是欧几里德最先发现的勾股定理，从而说明了欧洲是最早发现勾股定理的大洲。论证方法上的影响。关于几何论证的方法，欧几里得提出了分析法、综合法和归谬法。所谓分析法就是先假设所要求的已经得到了，分析这时候成立的条件，由此达到证明的步骤；综合法是从以前证明过的事实开始，逐步的导出要证明的事项；归谬法是在保留命题的假设下，否定结论，从结论的反面出发，由此导出和已证明过的事实相矛盾或和已知条件相矛盾的结果，从而证实原来命题的结论是正确的，也称作反证法。作为教材的影响 从欧几里得发表几何原本到现在，已经过去了两千多年，尽管科学技术日新月异，由于欧氏几何具有鲜明的直观性和有着严密的逻辑演绎方法相结合的特点，在长期的实践中表明，它巳成为培养、提高青少年逻辑思维能力的好教材。历史上不知有多少科学家从学习几何中得到益处，从而作出了伟大的贡献（牛顿的例子）。 徐光启在评论几何原本时说过：“此书为益能令学理者祛其浮气，练其精心；学事者资其定法，发其巧思，故举世无一人不当学。”其大意是：读几何原本的好处在于能去掉浮夸之气，练就精思的习惯，会按一定的法则，培养巧妙的思考。所以全世界人人都要学习几何。 亚历山大城的地形图徐光启同时也说过：“能精此书者，无一事不可精；好学此书者，无一事不可学。”爱因斯坦更是认为：“如果欧几里得未激发你少年时代的科学热情，那你肯定不是天才科学家。 爱因斯坦”由此可见原本一书对人类科学思维的影响是何等巨大。欧几里得的方法（称为公理化方法）为人们提供了一种研究问题的方法，标志着人类思维的一场革命，是科学思想时尚的一个里程碑。徐光启和利玛窦几何原本中译本的一个伟大贡献在于确定了研究图形的这一学科中文名称为“几何”，并确定了几何学中一些基本术语的译名。“几何”的原文是“geometria”，徐光启和利玛窦在翻译时，取“geo”的音为“几何”，而“几何”二字中文原意又有“衡量大小”的意思。用“几何”译“geometria”，音义兼顾，确是神来之笔。几何学中最基本的一些术语，如点、线、直线、平行线、角、三角形和四边形等中文译名，都是这个译本定下来的。这些译名一直流传到今天，且东渡日本等国，影响深远。徐光启在评论几何原本时说过：“此书为益能令学理者祛其浮气，练其精心；学事者资其定法，发其巧思，故举世无一人不当学。”其大意是：读几何原本的好处在于能去掉浮夸之气，练就精思的习惯，会按一定的法则，培养巧妙的思考。所以全世界人人都要学