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過去的數學知識

發布時間: 2022-09-19 22:20:00

⑴ 數學的起源和演變誰知道哦

非洲東北部的尼羅河流域,孕育了埃及的文化。在公元前3500~3000年間,這里曾建立了一個統一的帝國。

目前我們對古埃及數學的認識,主要源於兩份用僧侶文寫成的紙草書,其一是成書於公元前1850年左右的莫斯科紙草書,另一份是約成書於公元前1650年的蘭德(Rhind)紙草書,又稱阿梅斯(Ahmes)紙草書。阿梅斯紙草書的內容相當豐富,講述了埃及的乘法和除法、單位分數的用法、試位法、求圓面積問題的解和數學在許多實際問題中的應用。

古埃及人使用象形文字,其數字以十進製表示,但並非位值制,而分數還有一套專門的記法。由埃及數系建立起來的算術具有加法特徵,其乘、除法的計算也只是利用連續加倍的方法來完成。古埃及人將所有的分數都化成單位分數(分子為 1的分數之和),在阿梅斯紙草書中,有很大一張分數表,把2/(2n+1)狀分數表示成單位分數之和,如:2/5=1/3+1/15,2/7=1/4+1/28,…,2/97=1/56+1/679+
1/776,等等。

古埃及人已經能解決一些屬於一次方程和最簡單的二次方程的問題,還有一些關於等差數列、等比數列的初步知識。

如果說巴比倫人發展了卓越的算術和代數學,那麼在另一方面,人們一般認為埃及人在幾何學方面要勝過巴比倫人。一種觀點認為尼羅河水每年一次的定期泛濫,淹沒河流兩岸的谷地。大水過後,法老要重新分配土地,長期積累起來的土地測量知識逐漸發展為幾何學。

埃及人能夠計算簡單平面圖形的面積,計算出的圓周率為 3.16049;他們還知道如何計算棱椎、圓椎、圓柱體及半球的體積。其中最驚人的成就在於方棱椎平頭截體體積的計算,他們給出的計算過程與現代的公式相符。

至於在建造金字塔和神殿過程中,大量運用數學知識的事實表明,埃及人已積累了許多實用知識,而有待於上升為系統的理論。

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印度數學(Hin mathematics)
印度是世界上文化發達最早的地區之一,印度數學的起源和其它古老民族的數學起源一樣,是在生產實際需要的基礎上產生 的。但是,印度數學的發展也有一個特殊的因素,便是它的數學和歷法一樣,是在婆羅門祭禮的影響下得以充分發展的。再加上 佛教的交流和貿易的往來,印度數學和近東,特別是中國的數學便在互相融合,互相促進中前進。另外,印度數學的發展始終與天文學有密切的關系,數學作品大多刊載於天文學著作中的某些篇章。

《繩法經》屬於古代婆羅門教的經典,可能成書於公元前6世紀,是在數學史上有意義的宗教作品,其中講到拉繩設計祭壇時所體現到的幾何法則,並廣泛地應用了勾股定理。

此後約1000年之中,由於缺少可靠的史料,數學的發展所知甚少。

公元5-12世紀是印度數學的迅速發展時期,其成就在世界數學史上佔有重要地位。在這個時期出現了一些著名的學者,如6世紀的阿利耶波多(第一)( ryabhata),著有《阿利耶波多歷數書》;7世紀的婆羅摩笈多(Brahmagupta ),著有《婆羅摩笈多修訂體系》(Brahma-sphuta-sidd'h nta ),在這本天文學著作中,包括「算術講義」和「不定方程講義 」等數學章節;9世紀摩訶毗羅(Mah vira );12世紀的婆什迦羅(第二)(Bh skara ),著有《天文系統極致》(Siddh nta iromani ),有關數學的重要部份為《麗羅娃提》(Lil vati) )和《演算法本源》(V jaganita)等等。

在印度,整數的十進制值制記數法產生於6世紀以前,用9個數字和表示零的小圓圈,再藉助於位值制便可寫出任何數字。他們由此建立了算術運算,包括整數和分數的四則運演算法則;開平方和開立方的法則等。對於「零」,他們不單是把它看成「一無所有」或空位,還把它當作一個數來參加運算,這是印度算術的一大貢獻。

印度人創造的這套數字和位值記數法在8世紀傳入伊斯蘭世界,被阿拉伯人採用並改進。13世紀初經斐波納契的《算盤書》 流傳到歐洲,逐漸演變成今天廣為利用的1,2,3,4,…,等等,稱為印度-阿拉伯數碼。

印度對代數學做過重大的貢獻。他們用符號進行代數運算,並用縮寫文字表示未知數。他們承認負數和無理數,對負數的四 則運演算法則有具體的描述,並意識到具有實解的二次方程有兩種形式的根。印度人在不定分析中顯示出卓越的能力,他們不滿足於對一個不定方程只求任何一個有理解,而致力於求所有可能的整數解。印度人還計算過算術級數和幾何級數的和,解決過單利 與復利、折扣以及合股之類的商業問題。

印度人的幾何學是憑經驗的,他們不追求邏輯上嚴謹的證明,只注重發展實用的方法,一般與測量相聯系,側重於面積、體積的計算。其貢獻遠遠比不上他們在算術和代數方面的貢獻大。在三角學方面,印度人用半弦(即正弦)代替了希臘人的全弦, 製作正弦表,還證明了一些簡單的三角恆等式等等。他們在三角學所做的研究是十分重要的。

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阿拉伯數學[Arabic mathematics]
從九世紀開始,數學發展的中心轉向阿拉伯和中亞細亞。

自從公元七世紀初伊斯蘭教創立後,很快形成了強大的勢力,迅速擴展到阿拉伯半島以外的廣大地區,跨越歐、亞、非三大洲。在這一廣大地區內,阿拉伯文是通用的官方文字,這里所敘述的阿拉伯數學,就是指用阿拉伯語研究的數學。

從八世紀起大約有一個到一個半世紀是阿拉伯數學的翻譯時期,巴格達成為學術中心,建有科學宮、觀象台、圖書館和一個學院。來自各地的學者把希臘、印度和波斯的古典著作大量地譯為阿拉伯文。在翻譯過程中,許多文獻被重新校訂、考證和增補,大量的古代數學遺產獲得了新生。阿拉伯文明和文化在接受外來文化的基礎上,迅速發展起來,直到15世紀還充滿活力。

花拉子米[Al-khowarizmi]是阿拉伯初期最主要的數學家,他編寫了第一本用阿拉伯語在伊斯蘭世界介紹印度數字和記數法的著作。公元十二世紀後,印度數字、十進制值制記數法開始傳入歐洲,又經過幾百年的改革,這種數字成為我們今天使用的印度—阿拉伯數碼。花拉子米的另一名著《ilm al-jabr wa'lmugabalah》[《代數學》]系統地討論了一元二次方程的解法,該種方程的求根公式便是在此書中第一次出現。現代」algebra」[代數學]一詞亦源於書名中出現的」al jabr」。

三角學在阿拉伯數學中佔有重要地位,它的產生與發展和天文學有密切關系。阿拉伯人在印度人和希臘人工作的基礎上發展了三角學。他們引進了幾種新的三角量,揭示了它們的性質和關系,建立了一些重要的三角恆等式。給出了球面三角形和平面三角形的全部解法,製造了許多較精密的三角函數表。其中著名的數學家有:阿爾.巴塔尼[Al-Battani]、阿卜爾.維法[Abu'l-Wefa]、阿爾.比魯尼[Al-Beruni]等。系統而完整地論述三角學的著作是由十三世紀的學者納西爾丁[Nasir ed-din]完成的,該著作使三角學脫離天文學而成為數學的獨立分支,對三角學在歐洲的發展有很大的影響。

在近似計算方面,十五世紀的阿爾.卡西[Al-kashi]在他的《圓周論》中,敘述了圓周率π的計算方法,並得到精確到小數點後16位的圓周率,從而打破祖沖之保持了一千年的記錄。此外,阿爾.卡西在小數方面做過重要工作,亦是我們所知道的以「帕斯卡三角形」形式處理二項式定理的第一位阿拉伯學者。

阿拉伯幾何學的成就低於代數和三角。希臘幾何學嚴密的邏輯論證沒有被阿拉伯人接受。

總的來看,阿拉伯數學較缺少創造性,但當時世界上大多數地方正處於科學上的貧瘠時期,其成績相對顯得較大,值得贊美的是他們充當了世界上大量精神財富的保存者,在黑暗時代過去後,這些精神財富才傳回歐洲。歐洲人主要就是通過他們的譯著才了解古希臘和印度以及中國數學的成就。

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日本數學[Mathematics in Japan]
人類從何時才開始定居於日本列島,至今仍無定論。公元四世紀中葉,日本建立了第一個統一的國家。在十世紀以前,日本主要吸收外來的文化。中國、朝鮮和印度的文化對日本都有很大的影響,十世紀以後,真正的日本文化才發展起來。日本數學的繁榮則更晚,是十七世紀以後的事。

日本人把受西方數學影響以前,按自己的特點發展起來的數學叫和算,也算日本傳統數學。十七世紀後期至十九世紀中葉是和算的興盛時期。 和算在中國古代數學的影響下發展起來。公元六世紀始,中國的歷法和數學就直接或間接地[通過朝鮮]傳入日本,日本政府亦多次派留學生到中國唐朝學習數學。到八世紀初,日本已仿照隋唐時期的數學教育制度設立算學博士並採用《周髀算經》、《九章算術》、《孫子算經》、《綴術》等中國古算書作為教材,這是中國數學輸入日本的第一個時期。

十三至十七世紀,是中國數學傳入日本的第二個時期,《楊輝演算法》、《算學啟蒙》、《演算法統宗》等陸續傳入日本,對日本數學的發展有重要的影響。吉田光由的《塵劫記》[1627]使珠算術在日本迅速得到普及,其內容與《演算法統宗》極為相似,只是其中許多例題是根據日本的實際情況編寫的。這時期還有幾本著作是專門介紹和解釋《算學啟蒙》的。 十七世紀初,日本數學家開始寫出自己的著作,如毛利重能的《割算書》[1622]、今村知商的《豎亥錄》[1639]等。到十七世紀末期,通過關孝和等人的工作,逐漸形成了日本數學體系——和算。

關孝和在日本被尊為「算聖」,十七世紀末到十八世紀初,以他為核心形成一個學派[關流],這一學派的主要成就是「點 術」和「圓理」。「點 術」是把由中國傳入的天文術改為筆算,並改進了算式的記法,是和算特有的筆算代數學。「圓理」可看作是和算特有的數學分析。建部賢弘求得弧長的無窮級數表達式,又稱圓理公式。久留島義太推廣了圓理公式,發展了圓理的極數術[極值問題],並在西方數學家之前發現了歐拉函數和行列式展開定理。關氏學派的第四代大師安島直圓深入到微積分領域,提出一種求弧長的方法;又將此法推廣,形成二重積分,求出了兩相交圓柱公共部份的體積。晚期的關氏學派數學家和田寧進一步改進了圓理,使計算弧長、面積、體積等問題更加簡化,他使用的方法和現在積分法的原理相近。

除了關氏學派外,還有一些較小的學派。他們總結了和算中的各種幾何問題;深入研究了計算橢圓、球面等面積和體積的公式;探討了代數方程理論等等。 十九世紀中葉,日本政府採取了開國政策,西方數學大量傳入。明治維新時期,日本政府實行「和算廢止,洋算專用」政策,和算迅速衰廢[只有珠算沿用至今],同時開始了近代數學的研究。時至今日,日本已步入世界上數學研究先進國家的行列。

⑵ 回至 數學繪本61數與計算:過去的人們是怎麼數數的呢(數數的歷史) (平裝)求解

商品信息 內容簡介 《數學繪本·數與計算:過去的人們是怎麼數數的呢?(數數的歷史)》更大魔力在於,它講的是世界萬物的道理,講的是世界萬物的規律,講的是孩子能懂秩序和方法,它講的是數學。年輕的媽媽們一定困惑,怎麼給講時間呢?怎麼讓孩子知道統計和概率歸納了生活?還有平面和立體、收集和刯、分類和排序、整體和部分、加加和減減,這些充彌在生活的方方面面的最初的最淺的最好玩的最實用的數學知識數學概念,都完美蘊藏在美妙的故事裡,讓孩子在感動的同時也打開了心智。有美有暖有智慧陪伴童年。 編輯推薦 《數學繪本·數與計算:過去的人們是怎麼數數的呢?(數數的歷史)》:在這一系列中,通過數數的歷史、算式的符號、數的合成與分解、分數的概念、10以下的加減法等主題加強孩子們的數學思考力。 作者簡介 作者:(韓國)馬仲物 譯者:安瑩 文摘 版權頁:插圖:

⑶ 親愛的同學們,快樂的寒假生活又開始了.回顧剛剛過去的這個學期,你學到了哪些數學知識通過一學期的學習,你

小數乘法先按照整數乘法來乘,再看因數中一共有幾位小數,就從積的右邊數出幾位,點上小數點。當位數不夠,用零來佔位。

⑷ 過去數學家什麼時間發現的數學知識

數學知識不僅僅是數學家發現的,有數學知識的時候還沒有數學家這樣的概念。所以說數學知識很大程度上是勞動人民在生產生活中總結提煉出來的。純粹的數學研究是公元前500年左右才開始的,這一個時候有了數學家的概念,同時數學的運用也有了研究,比如有多克斯,柏拉圖,這些人都是古希臘的著名數學家,他們在圓錐曲線上,還有就是平面幾何學上有很多的建樹。數學知識的發現是不間斷的,都是不斷的完善過程,期中有幾個特別的時期是數學和其他科學發展特別快的時期,期中公元前三百年是第一個時期,還有就是16-17世紀是數學運用和發展的大爆炸時期,還有就是上個世紀的也有很多數學的發現和運用。16-17-18世紀的數學,基本成就有,笛卡爾的坐標系統,牛頓萊布尼茲的微積分,還有就是伯努利家族的概率論的形成。
至於上個世紀,有希爾伯特,羅素,康托。
值得一提的是數學的危機也大大的促進了數學的發展,期中幾個跨越性質的發現有:
1、分數的發現與運用,這個要算尼羅河的發現。
2、根號2的發現,是數的領域擴充到實數,當然這是與勾股定理息息相關的。
3、解方程時發現的虛根,就是虛數的發現。
以上是數系統的擴充,當然數學的幾個悖論也促進數學知識的探索和發展。
1、實數危機
2、虛數危機
3、羅素集合悖論
者幾個數學危機使得數學家機械化數學做出了很多貢獻。
有幾個數學家對數學的貢獻極大的有:
1、歐幾里德的《幾何原本》,對初等幾何的公理化,為數學知識的傳播做出了很大貢獻。幾乎為後世任何一個時代的教材和學習數學的最好範本。
2、阿基米德,對拋物線,等速螺旋線,還有很多物理的數學的問題提出了解法。比較重要的就是窮竭法。
3、笛卡爾,劃分空間的坐標系,為幾何和代數做了最好的橋梁,為後世做出了鋪墊。是個了不起的創造。他的經典名言是:我思故我在。期中最浪漫的數學曲線心形線r=a(1+cosX)是他給公主的情書,也是最浪漫的情書。坐標系是開拓者創立的指向標。
4、牛頓,微積分是牛頓和萊布尼茲各自獨立發現的偉大創舉,為以後的幾百的科學發展做出了鋪墊。是數學的奠基者和開拓者。
5、歐拉,數學裡面最最勤奮和智力最高的數家,可以說他運用數學的貢獻是任何一個數學家都無法比擬的。

⑸ 以前數學的知識被後人推翻有哪些

所有的數都可以表示成分數(有理數),後被畢達哥拉斯推翻,出現了無理數。

⑹ 請問有人知道些有關數學歷史嗎

中國數學[Chinese Mathematics]
中國是世界文明古國之一,地處亞洲東部,瀕太平洋西岸。數學在中國的發展源遠流長,成就輝煌。下面我們依歷史的發展,分段敘述。

1.先秦萌芽時期

黃河流域和長江流域是中華民族文化的搖籃,大約在公元前2000年,在黃河中下游產生了第一個奴隸制國家——夏朝。其後有商、殷兩代[約1500 B.C -1027 B.C]、及周朝[1027 B.C -221 B.C]。歷史上又稱公元前八世紀至秦王朝的建立[221 B.C]為春秋戰國時期。

據《易.系辭》記載:「上古結繩而治,後世聖人易之以書契」。在殷墟出土的甲骨文卜辭中有很多記數的文字。從一到十,及百、千、萬是專用的記數文字,共有13個獨立符號,記數用合文書寫,其中有十進制制的記數法,出現最大的數字為三萬。

算籌是中國古代的計算工具,而這種計算方法稱為籌算。算籌的產生年代已不可考,但可以肯定的是籌算在春秋時代已很普遍。

用算籌記數,有縱、橫兩種方式:

1 2 3 4 5 6 7 8 9

表示一個多位數字時,採用十進制值制,各位值的數目從左到右排列,縱橫相間[法則是:一縱十橫,百立千僵,千、十相望,萬、百相當],並以空位表示零。算籌為加、減、乘、除等運算建立起良好的條件。

籌算直到十五世紀元朝末年才逐漸為珠算所取代,中國古代數學就是在籌算的基礎上取得其輝煌成就的。

在幾何學方面《史記.夏本記》中說夏禹治水時已使用了規、矩、准、繩等作圖和測量工具,並早已發現「勾三股四弦五」這個勾股定理[西方稱勾股定理]的特例。戰國時期,齊國人著的《考工記》匯總了當時手工業技術的規范,包含了一些測量的內容,並涉及到一些幾何知識,例如角的概念。

戰國時期的百家爭鳴也促進了數學的發展,一些學派還總結和概括出與數學有關的許多抽象概念。著名的有《墨經》中關於某些幾何名詞的定義和命題,例如:「圓,一中同長也」、「平,同高也」等等。墨家還給出有窮和無窮的定義。《莊子》記載了惠施等人的名家學說和桓團、公孫龍等辯者提出的論題,強調抽象的數學思想,例如「至大無外謂之大一,至小無內謂之小一」、「一尺之棰,日取其半,萬世不竭」等。這些許多幾何概念的定義、極限思想和其它數學命題是相當可貴的數學思想,但這種重視抽象性和邏輯嚴密性的新思想未能得到很好的繼承和發展。

此外,講述陰陽八卦,預言吉凶的《易經》已有了組合數學的萌芽,並反映出二進制的思想。

2.漢唐初創時期

這一時期包括從秦漢到隋唐1000多年間的數學發展,所經歷的朝代依次為秦、漢、魏、晉、南北朝、隋、唐。 秦漢是中國古代數學體系的形成時期。為使不斷豐富的數學知識系統化、理論化,數學方面的專書陸續出現。

西漢末年[公元前一世紀]編纂的天文學著作《周髀算經》在數學方面主要有兩項成就:(1)提出勾股定理的特例及普遍形式;(2)測太陽高、遠的陳子測日法,為後來重差術的先驅。此外,還有較復雜的開方問題和分數運算等。

《九章算術》是一部經幾代人整理、刪補和修訂而成的古代數學經典著作,約成書於東漢初年[公元前一世紀]。全書採用問題集的形式編寫,共收集了246個問題及其解法,分屬於方田、粟米、衰分、少廣、商功、均輸、盈不足、方程和勾股九章。主要內容包括分數四則和比例演算法、各種面積和體積的計算、關於勾股測量的計算等。在代數方面,《方程》章中所引入的負數概念及正負數加減法法則,在世界數學史上都是最早的記載;書中關於線性方程組的解法和現在中學講授的方法基本相同。就《九章算術》的特點來說,它注重應用,注重理論聯系實際,形成了以籌算為中心的數學體系,對中國古算影響深遠。它的一些成就如十進制值制、今有術、盈不足術等還傳到印度和阿拉伯,並通過這些國家傳到歐洲,促進了世界數學的發展。 魏晉時期中國數學在理論上有了較大的發展。其中趙爽和劉徽的工作被認為是中國古代數學理論體系的開端。趙爽是中國古代對數學定理和公式進行證明的最早的數學家之一,對《周髀算經》做了詳盡的注釋。劉徽注釋《九章算術》,不僅對原書的方法、公式和定理進行一般的解釋和推導,且在論述過程中多有創新,更撰寫《海島算經》,應用重差術解決有關測量的問題。劉徽其中一項重要的工作是創立割圓術,為圓周率的研究工作奠定理論基礎和提供了科學的演算法。

南北朝時期的社會長期處於戰爭和分裂狀態,但數學的發展依然蓬勃。《孫子算經》、《夏侯陽算經》、《張丘建算經》就是這個時期的作品。《孫子算經》給出「物不知數」問題,導致求解一次同餘組問題;《張丘建算經》的「百雞問題」引出三個未知數的不定方程組問題。

祖沖之、祖日桓父子的工作在這一時期最具代表性,他們在《九章算術》劉徽注的基礎上,將傳統數學大大向前推進了一步,成為重視數學思維和數學推理的典範。他們同時在天文學上也有突出的貢獻。其著作《綴術》已失傳,根據史料記載,他們在數學上主要有三項成就:(1)計算圓周率精確到小數點後第六位,得到3.1415926 <π< 3.1415927,並求得π的約率為22/7,密率為355/113;(2)得到祖 日桓定理[冪勢既同,則積不容異]並得到球體積公式;(3)發展了二次與三次方程的解法。

隋朝大興土木,客觀上促進了數學的發展。唐初王孝通撰《緝古算經》,主要是討論土木工程中計算土方、工程的分工與驗收以及倉庫和地窖的計算問題。

唐朝在數學教育方面有長足的發展。656年國子監設立算學館,設有算學博士和助教,由太史令李淳風等人編纂注釋《算經十書》[包括《周髀算經》、《九章算術》、《海島算經》、《孫子算經》、《張丘建算經》、《夏侯陽算經》、《緝古算經》、《五曹算經》、《五經算術》和《綴術》],作為算學館學生用的課本。對保存古代數學經典起了重要的作用。

此外,隋唐時期由於歷法需要,創立出二次內插法,為宋元時期的高次內插法奠定了基礎。而唐朝後期的計算技術有了進一步的改進和普及,出現很多種實用算術書,對於乘除演算法力求簡捷。

3.宋元全盛時期

唐朝亡後,五代十國仍是軍閥混戰的繼續,直到北宋王朝統一了中國,農業、手工業、商業迅速繁榮,科學技術突飛猛進。從公元十一世紀到十四世紀[宋、元兩代],籌算數學達到極盛,是中國古代數學空前繁榮,碩果累累的全盛時期。這一時期出現了一批著名的數學家和數學著作,列舉如下:賈憲的《黃帝九章演算法細草》[11世紀中葉],劉益的《議古根源》[12世紀中葉],秦九韶的《數書九章》[1247],李冶的《測圓海鏡》[1248]和《益古演段》[1259],楊輝的《詳解九章演算法》[1261]、《日用演算法》[1262]和《楊輝演算法》[1274-1275],朱世傑的《算學啟蒙》[1299]和《四元玉鑒》[1303]等等。 宋元數學在很多領域都達到了中國古代數學,甚至是當時世界數學的巔峰。其中主要的工作有:

1. 高次方程數值解法;

2. 天元術與四元術,即高次方程的立法與解法,是中國數學史上首次引入符號,並用符號運算來解決建立高次方程的問題;

3. 大衍求一術,即一次同餘式組的解法,現在稱為中國剩餘定理;

4. 招差術和垛積術,即高次內插法和高階等差級數求和。 另外,其它成就包括勾股形解法新的發展、解球面直角三角形的研究、縱橫圖[幻方]的研究、小數[十進分數]具體的應用、珠算的出現等等。 這一時期民間數學教育也有一定的發展,以及中國和伊斯蘭國家之間的數學知識的交流也得到了發展。

4.西學輸入時期

這一時期從十四世紀中葉明王朝建立到二十世紀清代結束共500多年。數學除珠算外出現全面衰弱的局面,當中涉及到中算的局限、十三世紀的考試制度中已刪減數學內容、明代大興八段考試制度等復雜的問題,不少中外數學史家仍探討當中涉及的原因。十六世紀末,西方初等數學開始傳入中國,使中國數學研究出現了一個中西融合貫通的局面。鴉片戰爭後,近代高等數學開始傳入中國,中國數學轉入一個以學習西方數學為主的時期。直到十九世紀末,中國的近代數學研究才真正開始。

明代最大的成就是珠算的普及,出現了許多珠算讀本,及至程大位的《直指演算法統宗》[1592]問世,珠算理論已成系統,標志著從籌算到珠算轉變的完成。但由於珠算流行,籌算幾乎絕跡,建立在籌算基礎上的古代數學也逐漸失傳,數學出現長期停滯。

隋及唐初,印度數學和天文學知識曾傳入中國,但影響較細。到了十六世紀末,西方傳教士開始到中國活動,和中國學者合譯了許多西方數學專著。其中第一部且有重大影響的是義大利傳教士利馬竇和徐光啟合譯的《幾何原本》前6卷[1607],其嚴謹的邏輯體系和演譯方法深受徐光啟推崇。徐光啟本人撰寫的《測量異同》和《勾股義》便應用了《幾何原本》的邏輯推理方法論證中國的勾股測望術。此外,《幾何原本》課本中絕大部份的名詞都是首創,且沿用至今。在輸入的西方數學中僅次於幾何的是三角學。在此之前,三角學只有零星的知識,而此後獲得迅速發展。介紹西方三角學的著作有鄧玉函編譯的《大測》[2卷,1631]、《割圓八線表》[6卷]和羅雅谷的《測量全義》[10卷,1631]。在徐光啟主持編譯的《崇禎歷書》[137卷,1629-1633]中,介紹了有關圓椎曲線的數學知識。

入清以後,會通中西數學的傑出代表是梅文鼎,他堅信中國傳統數學「必有精理」,對古代名著做了深入的研究,同時又能正確對待西方數學,使之在中國紮根,對清代中期數學研究的高潮是有積極影響的。與他同時代的數學家還有王錫闡和年希堯等人。 清康熙帝愛好科學研究,他「御定」的《數理精蘊》[53卷,1723],是一部比較全面的初等數學書,對當時的數學研究有一定影響。

干嘉年間形成一個以考據學為主的干嘉學派,編成《四庫全書》,其中數學著作有《算經十書》和宋元時期的著作,為保存瀕於湮沒的數學典籍做出重要貢獻。

在研究傳統數學時,許多數學家還有發明創造,例如有「談天三友」之稱的焦循、汪萊及李銳作出不少重要的工作。李善蘭在《垛積比類》[約1859]中得到三角自乘垛求和公式,現在稱之為「李善蘭恆等式」。這些工作較宋元時期的數學進了一步。阮元、李銳等人編寫了一部天文學家和數學家傳記《疇人傳》46卷[1795-1810],開數學史研究之先河。

1840年鴉戰爭後,閉關鎖國政策被迫中止。同文館內添設「算學」,上海江南製造局內添設翻譯館,由此開始第二次翻譯引進的高潮。主要譯者和著作有:李善蘭與英國傳教士偉烈亞力合譯的《幾何原本》後9卷[1857],使中國有了完整的《幾何原本》中譯本;《代數學》13卷[1859];《代微積拾級》18卷[1859]。李善蘭與英國傳教士艾約瑟合譯《圓錐曲線說》3卷,華蘅芳與英國傳教士傅蘭雅合譯《代數術》25卷[1872],《微積溯源》8卷[1874],《決疑數學》10卷[1880]等。在這些譯著中,創造了許多數學名詞和術語,至今仍在應用。 1898年建立京師大學堂,同文館並入。1905年廢除科舉,建立西方式學校教育,使用的課本也與西方其它各國相仿。

5.近現代數學發展時期

這一時期是從20世紀初至今的一段時間,常以1949年新中國成立為標志劃分為兩個階段。

中國近現代數學開始於清末民初的留學活動。較早出國學習數學的有1903年留日的馮祖荀,1908年留美的鄭之蕃,1910年留美的胡明復和趙元任,1911年留美的姜立夫,1912年留法的何魯,1913年留日的陳建功和留比利時的熊慶來[1915年轉留法],1919年留日的蘇步青等人。他們中的多數回國後成為著名數學家和數學教育家,為中國近現代數學發展做出重要貢獻。其中胡明復1917年取得美國哈佛大學博士學位,成為第一位獲得博士學位的中國數學家。隨著留學人員的回國,各地大學的數學教育有了起色。最初只有北京大學1912年成立時建立的數學系,1920年姜立夫在天津南開大學創建數學系,1921年和1926年熊慶來分別在東南大學[今南京大學]和清華大學建立數學系,不久武漢大學、齊魯大學、浙江大學、中山大學陸續設立了數學系,到1932年各地已有32所大學設立了數學系或數理系。1930年熊慶來在清華大學首創數學研究部,開始招收研究生,陳省身、吳大任成為國內最早的數學研究生。三十年代出國學習數學的還有江澤涵[1927]、陳省身[1934]、華羅庚[1936]、許寶騄[1936]等人,他們都成為中國現代數學發展的骨幹力量。同時外國數學家也有來華講學的,例如英國的羅素[1920],美國的伯克霍夫[1934]、奧斯古德[1934]、維納[1935],法國的阿達馬[1936]等人。1935年中國數學會成立大會在上海召開,共有33名代表出席。1936年〈中國數學會學報〉和《數學雜志》相繼問世,這些標志著中國現代數學研究的進一步發展。 解放以前的數學研究集中在純數學領域,在國內外共發表論著600餘種。在分析學方面,陳建功的三角級數論,熊慶來的亞純函數與整函數論研究是代表作,另外還有泛函分析、變分法、微分方程與積分方程的成果;在數論與代數方面,華羅庚等人的解析數論、幾何數論和代數數論以及近世代數研究取得令世人矚目的成果;在幾何與拓撲學方面,蘇步青的微分幾何學,江澤涵的代數拓撲學,陳省身的纖維叢理論和示性類理論等研究做了開創性的工作:在概率論與數理統計方面,許寶騄在一元和多元分析方面得到許多基本定理及嚴密證明。此外,李儼和錢寶琮開創了中國數學史的研究,他們在古算史料的注釋整理和考證分析方面做了許多奠基性的工作,使我國的民族文化遺產重放光彩。

1949年11月即成立中國科學院。1951年3月《中國數學學報》復刊[1952年改為《數學學報》],1951年10月《中國數學雜志》復刊[1953年改為《數學通報》]。1951年8月中國數學會召開建國後第一次國代表大會,討論了數學發展方向和各類學校數學教學改革問題。

建國後的數學研究取得長足進步。50年代初期就出版了華羅庚的《堆棧素數論》[1953]、蘇步青的《射影曲線概論》[1954]、陳建功的《直角函數級數的和》[1954]和李儼的《中算史論叢》5集[1954-1955]等專著,到1966年,共發表各種數學論文約2萬余篇。除了在數論、代數、幾何、拓撲、函數論、概率論與數理統計、數學史等學科繼續取得新成果外,還在微分方程、計算技術、運籌學、數理邏輯與數學基礎等分支有所突破,有許多論著達到世界先進水平,同時培養和成長起一大批優秀數學家。

60年代後期,中國的數學研究基本停止,教育癱瘓、人員喪失、對外交流中斷,後經多方努力狀況略有改變。1970年《數學學報》恢復出版,並創刊《數學的實踐與認識》。1973年陳景潤在《中國科學》上發表《大偶數表示為一個素數及一個不超過二個素數的乘積之和》的論文,在哥德巴赫猜想的研究中取得突出成就。此外中國數學家在函數論、馬爾可夫過程、概率應用、運籌學、優選法等方面也有一定創見。

1978年11月中國數學會召開第三次代表大會,標志著中國數學的復甦。1978年恢復全國數學競賽,1985年中國開始參加國際數學奧林匹克數學競賽。1981年陳景潤等數學家獲國家自然科學獎勵。1983年國家首批授於18名中青年學者以博士學位,其中數學工作者佔2/3。1986年中國第一次派代表參加國際數學家大會,加入國際數學聯合會,吳文俊應邀作了關於中國古代數學史的45分鍾演講。近十幾年來數學研究碩果累累,發表論文專著的數量成倍增長,質量不斷上升。1985年慶祝中國數學會成立50周年年會上,已確定中國數學發展的長遠目標。代表們立志要不懈地努力,爭取使中國在世界上早日成為新的數學大國。

古代埃及數學(Ancient Egyptian Mathematics)
非洲東北部的尼羅河流域,孕育了埃及的文化。在公元前3500~3000年間,這里曾建立了一個統一的帝國。

目前我們對古埃及數學的認識,主要源於兩份用僧侶文寫成的紙草書,其一是成書於公元前1850年左右的莫斯科紙草書,另一份是約成書於公元前1650年的蘭德(Rhind)紙草書,又稱阿梅斯(Ahmes)紙草書。阿梅斯紙草書的內容相當豐富,講述了埃及的乘法和除法、單位分數的用法、試位法、求圓面積問題的解和數學在許多實際問題中的應用。

古埃及人使用象形文字,其數字以十進製表示,但並非位值制,而分數還有一套專門的記法。由埃及數系建立起來的算術具有加法特徵,其乘、除法的計算也只是利用連續加倍的方法來完成。古埃及人將所有的分數都化成單位分數(分子為 1的分數之和),在阿梅斯紙草書中,有很大一張分數表,把2/(2n+1)狀分數表示成單位分數之和,如:2/5=1/3+1/15,2/7=1/4+1/28,…,2/97=1/56+1/679+
1/776,等等。

古埃及人已經能解決一些屬於一次方程和最簡單的二次方程的問題,還有一些關於等差數列、等比數列的初步知識。

如果說巴比倫人發展了卓越的算術和代數學,那麼在另一方面,人們一般認為埃及人在幾何學方面要勝過巴比倫人。一種觀點認為尼羅河水每年一次的定期泛濫,淹沒河流兩岸的谷地。大水過後,法老要重新分配土地,長期積累起來的土地測量知識逐漸發展為幾何學。

埃及人能夠計算簡單平面圖形的面積,計算出的圓周率為 3.16049;他們還知道如何計算棱椎、圓椎、圓柱體及半球的體積。其中最驚人的成就在於方棱椎平頭截體體積的計算,他們給出的計算過程與現代的公式相符。

至於在建造金字塔和神殿過程中,大量運用數學知識的事實表明,埃及人已積累了許多實用知識,而有待於上升為系統的理論。

印度數學(Hin mathematics)
印度是世界上文化發達最早的地區之一,印度數學的起源和其它古老民族的數學起源一樣,是在生產實際需要的基礎上產生 的。但是,印度數學的發展也有一個特殊的因素,便是它的數學和歷法一樣,是在婆羅門祭禮的影響下得以充分發展的。再加上 佛教的交流和貿易的往來,印度數學和近東,特別是中國的數學便在互相融合,互相促進中前進。另外,印度數學的發展始終與天文學有密切的關系,數學作品大多刊載於天文學著作中的某些篇章。

《繩法經》屬於古代婆羅門教的經典,可能成書於公元前6世紀,是在數學史上有意義的宗教作品,其中講到拉繩設計祭壇時所體現到的幾何法則,並廣泛地應用了勾股定理。

此後約1000年之中,由於缺少可靠的史料,數學的發展所知甚少。

公元5-12世紀是印度數學的迅速發展時期,其成就在世界數學史上佔有重要地位。在這個時期出現了一些著名的學者,如6世紀的阿利耶波多(第一)( ryabhata),著有《阿利耶波多歷數書》;7世紀的婆羅摩笈多(Brahmagupta ),著有《婆羅摩笈多修訂體系》(Brahma-sphuta-sidd'h nta ),在這本天文學著作中,包括「算術講義」和「不定方程講義 」等數學章節;9世紀摩訶毗羅(Mah vira );12世紀的婆什迦羅(第二)(Bh skara ),著有《天文系統極致》(Siddh nta iromani ),有關數學的重要部份為《麗羅娃提》(Lil vati) )和《演算法本源》(V jaganita)等等。

在印度,整數的十進制值制記數法產生於6世紀以前,用9個數字和表示零的小圓圈,再藉助於位值制便可寫出任何數字。他們由此建立了算術運算,包括整數和分數的四則運演算法則;開平方和開立方的法則等。對於「零」,他們不單是把它看成「一無所有」或空位,還把它當作一個數來參加運算,這是印度算術的一大貢獻。

印度人創造的這套數字和位值記數法在8世紀傳入伊斯蘭世界,被阿拉伯人採用並改進。13世紀初經斐波納契的《算盤書》 流傳到歐洲,逐漸演變成今天廣為利用的1,2,3,4,…,等等,稱為印度-阿拉伯數碼。

印度對代數學做過重大的貢獻。他們用符號進行代數運算,並用縮寫文字表示未知數。他們承認負數和無理數,對負數的四 則運演算法則有具體的描述,並意識到具有實解的二次方程有兩種形式的根。印度人在不定分析中顯示出卓越的能力,他們不滿足於對一個不定方程只求任何一個有理解,而致力於求所有可能的整數解。印度人還計算過算術級數和幾何級數的和,解決過單利 與復利、折扣以及合股之類的商業問題。

印度人的幾何學是憑經驗的,他們不追求邏輯上嚴謹的證明,只注重發展實用的方法,一般與測量相聯系,側重於面積、體積的計算。其貢獻遠遠比不上他們在算術和代數方面的貢獻大。在三角學方面,印度人用半弦(即正弦)代替了希臘人的全弦, 製作正弦表,還證明了一些簡單的三角恆等式等等。他們在三角學所做的研究是十分重要的。

阿拉伯數學[Arabic mathematics]
從九世紀開始,數學發展的中心轉向阿拉伯和中亞細亞。

自從公元七世紀初伊斯蘭教創立後,很快形成了強大的勢力,迅速擴展到阿拉伯半島以外的廣大地區,跨越歐、亞、非三大洲。在這一廣大地區內,阿拉伯文是通用的官方文字,這里所敘述的阿拉伯數學,就是指用阿拉伯語研究的數學。

從八世紀起大約有一個到一個半世紀是阿拉伯數學的翻譯時期,巴格達成為學術中心,建有科學宮、觀象台、圖書館和一個學院。來自各地的學者把希臘、印度和波斯的古典著作大量地譯為阿拉伯文。在翻譯過程中,許多文獻被重新校訂、考證和增補,大量的古代數學遺產獲得了新生。阿拉伯文明和文化在接受外來文化的基礎上,迅速發展起來,直到15世紀還充滿活力。

花拉子米[Al-khowarizmi]是阿拉伯初期最主要的數學家,他編寫了第一本用阿拉伯語在伊斯蘭世界介紹印度數字和記數法的著作。公元十二世紀後,印度數字、十進制值制記數法開始傳入歐洲,又經過幾百年的改革,這種數字成為我們今天使用的印度—阿拉伯數碼。花拉子米的另一名著《ilm al-jabr wa'lmugabalah》[《代數學》]系統地討論了一元二次方程的解法,該種方程的求根公式便是在此書中第一次出現。現代」algebra」[代數學]一詞亦源於書名中出現的」al jabr」。

三角學在阿拉伯數學中佔有重要地位,它的產生與發展和天文學有密切關系。阿拉伯人在印度人和希臘人工作的基礎上發展了三角學。他們引進了幾種新的三角量,揭示了它們的性質和關系,建立了一些重要的三角恆等式。給出了球面三角形和平面三角形的全部解法,製造了許多較精密的三角函數表。其中著名的數學家有:阿爾.巴塔尼[Al-Battani]、阿卜爾.維法[Abu'l-Wefa]、阿爾.比魯尼[Al-Beruni]等。系統而完整地論述三角學的著作是由十三世紀的學者納西爾丁[Nasir ed-din]完成的,該著作使三角學脫離天文學而成為數學的獨立分支,對三角學在歐洲的發展有很大的影響。

在近似計算方面,十五世紀的阿爾.卡西[Al-kashi]在他的《圓周論》中,敘述了圓周率π的計算方法,並得到精確到小數點後16位的圓周率,從而打破祖沖之保持了一千年的記錄。此外,阿爾.卡西在小數方面做過重要工作,亦是我們所知道的以「帕斯卡三角形」形式處理二項式定理的第一位阿拉伯學者。

阿拉伯幾何學的成就低於代數和三角。希臘幾何學嚴密的邏輯論證沒有被阿拉伯人接受。

總的來看,阿拉伯數學較缺少創造性,但當時世界上大多數地方正處於科學上的貧瘠時期,其成績相對顯得較大,值得贊美的是他們充當了世界上大量精神財富的保存者,在黑暗時代過去後,這些精神財富才傳回歐洲。歐洲人主要就是通過他們的譯著才了解古希臘和印度以及中國數學的成就。

⑺ 數學是怎麼產生的,它的發展歷史是什麼

產生:數學起源於人類早期的生產活動,古巴比倫人從遠古時代開始已經積累了一定的數學知識,並能應用實際問題

數學的發展史大致可以分為四個時期。

1、第一時期

數學形成時期,這是人類建立最基本的數學概念的時期。人類從數數開始逐漸建立了自然數的概念,簡單的計演算法,並認識了最基本最簡單的幾何形式,算術與幾何還沒有分開。

2、第二時期

初等數學,即常量數學時期。這個時期的基本的、最簡單的成果構成中學數學的主要內容。這個時期從公元前5世紀開始,也許更早一些,直到17世紀,大約持續了兩千年。這個時期逐漸形成了初等數學的主要分支:算數、幾何、代數。

3、第三時期

變數數學時期。變數數學產生於17世紀,經歷了兩個決定性的重大步驟:第一步是解析幾何的產生;第二步是微積分(Calculus),即高等數學中研究函數的微分。

4、第四時期

現代數學。現代數學時期,大致從19世紀初開始。數學發展的現代階段的開端,以其所有的基礎--------代數、幾何、分析中的深刻變化為特徵。

(7)過去的數學知識擴展閱讀:

發展過程中研究出的數學成果:

1、李氏恆定式

數學家李善蘭在級數求和方面的研究成果,在國際上被命名為李氏恆定式。

2、華氏定理

華氏定理是我國著名數學家華羅庚的研究成果。華氏定理為:體的半自同構必是自同構自同體或反同體。數學家華羅庚關於完整三角和的研究成果被國際數學界稱為「華氏定理」;另外他與數學家王元提出多重積分近似計算的方法被國際上譽為「華—王方法」。

⑻ 數學的歷史

數學的歷史
數學是中國古代科學中一門重要的學科,根據中國古代數學發展的特點,可以分為五個時期:萌芽;體系的形成;發展;繁榮和中西方數學的融合。
中國古代數學的萌芽
原始公社末期,私有制和貨物交換產生以後,數與形的概念有了進一步的發展,仰韶文化時期出土的陶器,上面已刻有表示1234的符號。到原始公社末期,已開始用文字元號取代結繩記事了。
西安半坡出土的陶器有用1~8個圓點組成的等邊三角形和分正方形為100個小正方形的圖案,半坡遺址的房屋基址都是圓形和方形。為了畫圓作方,確定平直,人們還創造了規、矩、准、繩等作圖與測量工具。據《史記·夏本紀》記載,夏禹治水時已使用了這些工具。
商代中期,在甲骨文中已產生一套十進制數字和記數法,其中最大的數字為三萬;與此同時,殷人用十個天乾和十二個地支組成甲子、乙丑、丙寅、丁卯等60個名稱來記60天的日期;在周代,又把以前用陰、陽符號構成的八卦表示八種事物發展為六十四卦,表示64種事物。
公元前一世紀的《周髀算經》提到西周初期用矩測量高、深、廣、遠的方法,並舉出勾股形的勾三、股四、弦五以及環矩可以為圓等例子。《禮記·內則》篇提到西周貴族子弟從九歲開始便要學習數目和記數方法,他們要受禮、樂、射、馭、書、數的訓練,作為「六藝」之一的數已經開始成為專門的課程。
春秋戰國之際,籌算已得到普遍的應用,籌算記數法已使用十進位值制,這種記數法對世界數學的發展是有劃時代意義的。這個時期的測量數學在生產上有了廣泛應用,在數學上亦有相應的提高。
戰國時期的百家爭鳴也促進了數學的發展,尤其是對於正名和一些命題的爭論直接與數學有關。名家認為經過抽象以後的名詞概念與它們原來的實體不同,他們提出「矩不方,規不可以為圓」,把「大一」(無窮大)定義為「至大無外」,「小一」(無窮小)定義為「至小無內」。還提出了「一尺之棰,日取其半,萬世不竭」等命題。
而墨家則認為名來源於物,名可以從不同方面和不同深度反映物。墨家給出一些數學定義。例如圓、方、平、直、次(相切)、端(點)等等。
墨家不同意「一尺之棰」的命題,提出一個「非半」的命題來進行反駁:將一線段按一半一半地無限分割下去,就必將出現一個不能再分割的「非半」,這個「非半」就是點。
名家的命題論述了有限長度可分割成一個無窮序列,墨家的命題則指出了這種無限分割的變化和結果。名家和墨家的數學定義和數學命題的討論,對中國古代數學理論的發展是很有意義的。
中國古代數學體系的形成
秦漢是封建社會的上升時期,經濟和文化均得到迅速發展。中國古代數學體系正是形成於這個時期,它的主要標志是算術已成為一個專門的學科,以及以《九章算術》為代表的數學著作的出現。
《九章算術》是戰國、秦、漢封建社會創立並鞏固時期數學發展的總結,就其數學成就來說,堪稱是世界數學名著。例如分數四則運算、今有術(西方稱三率法)、開平方與開立方(包括二次方程數值解法)、盈不足術(西方稱雙設法)、各種面積和體積公式、線性方程組解法、正負數運算的加減法則、勾股形解法(特別是勾股定理和求勾股數的方法)等,水平都是很高的。其中方程組解法和正負數加減法則在世界數學發展上是遙遙領先的。就其特點來說,它形成了一個以籌算為中心、與古希臘數學完全不同的獨立體系。
《九章算術》有幾個顯著的特點:採用按類分章的數學問題集的形式;算式都是從籌算記數法發展起來的;以算術、代數為主,很少涉及圖形性質;重視應用,缺乏理論闡述等。
這些特點是同當時社會條件與學術思想密切相關的。秦漢時期,一切科學技術都要為當時確立和鞏固封建制度,以及發展社會生產服務,強調數學的應用性。最後成書於東漢初年的《九章算術》,排除了戰國時期在百家爭鳴中出現的名家和墨家重視名詞定義與邏輯的討論,偏重於與當時生產、生活密切相結合的數學問題及其解法,這與當時社會的發展情況是完全一致的。
《九章算術》在隋唐時期曾傳到朝鮮、日本,並成為這些國家當時的數學教科書。它的一些成就如十進位值制、今有術、盈不足術等還傳到印度和阿拉伯,並通過印度、阿拉伯傳到歐洲,促進了世界數學的發展。
中國古代數學的發展
魏、晉時期出現的玄學,不為漢儒經學束縛,思想比較活躍;它詰辯求勝,又能運用邏輯思維,分析義理,這些都有利於數學從理論上加以提高。吳國趙爽注《周髀算經》,漢末魏初徐岳撰《九章算術》注,魏末晉初劉徽撰《九章算術》注、《九章重差圖》都是出現在這個時期。趙爽與劉徽的工作為中國古代數學體系奠定了理論基礎。
趙爽是中國古代對數學定理和公式進行證明與推導的最早的數學家之一。他在《周髀算經》書中補充的「勾股圓方圖及注」和「日高圖及注」是十分重要的數學文獻。在「勾股圓方圖及注」中他提出用弦圖證明勾股定理和解勾股形的五個公式;在「日高圖及注」中,他用圖形面積證明漢代普遍應用的重差公式,趙爽的工作是帶有開創性的,在中國古代數學發展中佔有重要地位。
劉徽約與趙爽同時,他繼承和發展了戰國時期名家和墨家的思想,主張對一些數學名詞特別是重要的數學概念給以嚴格的定義,認為對數學知識必須進行「析理」,才能使數學著作簡明嚴密,利於讀者。他的《九章算術》注不僅是對《九章算術》的方法、公式和定理進行一般的解釋和推導,而且在論述的過程中有很大的發展。劉徽創造割圓術,利用極限的思想證明圓的面積公式,並首次用理論的方法算得圓周率為 157/50和 3927/1250。
劉徽用無窮分割的方法證明了直角方錐與直角四面體的體積比恆為2:1,解決了一般立體體積的關鍵問題。在證明方錐、圓柱、圓錐、圓台的體積時,劉徽為徹底解決球的體積提出了正確途徑。
東晉以後,中國長期處於戰爭和南北分裂的狀態。祖沖之父子的工作就是經濟文化南移以後,南方數學發展的具有代表性的工作,他們在劉徽注《九章算術》的基礎上,把傳統數學大大向前推進了一步。他們的數學工作主要有:計算出圓周率在3.1415926~3.1415927之間;提出祖(日恆)原理;提出二次與三次方程的解法等。
據推測,祖沖之在劉徽割圓術的基礎上,算出圓內接正6144邊形和正12288邊形的面積,從而得到了這個結果。他又用新的方法得到圓周率兩個分數值,即約率22/7和密率355/113。祖沖之這一工作,使中國在圓周率計算方面,比西方領先約一千年之久;
祖沖之之子祖(日恆)總結了劉徽的有關工作,提出「冪勢既同則積不容異」,即等高的兩立體,若其任意高處的水平截面積相等,則這兩立體體積相等,這就是著名的祖(日恆)公理。祖(日恆)應用這個公理,解決了劉徽尚未解決的球體積公式。
隋煬帝好大喜功,大興土木,客觀上促進了數學的發展。唐初王孝通的《緝古算經》,主要討論土木工程中計算土方、工程分工、驗收以及倉庫和地窖的計算問題,反映了這個時期數學的情況。王孝通在不用數學符號的情況下,立出數字三次方程,不僅解決了當時社會的需要,也為後來天元術的建立打下基礎。此外,對傳統的勾股形解法,王孝通也是用數字三次方程解決的。
唐初封建統治者繼承隋制,656年在國子監設立算學館,設有算學博士和助教,學生30人。由太史令李淳風等編纂注釋《算經十書》,作為算學館學生用的課本,明算科考試亦以這些算書為准。李淳風等編纂的《算經十書》,對保存數學經典著作、為數學研究提供文獻資料方面是很有意義的。他們給《周髀算經》、《九章算術》以及《海島算經》所作的註解,對讀者是有幫助的。隋唐時期,由於歷法的需要,天算學家創立了二次函數的內插法,豐富了中國古代數學的內容。
算籌是中國古代的主要計算工具,它具有簡單、形象、具體等優點,但也存在布籌佔用面積大,運籌速度加快時容易擺弄不正而造成錯誤等缺點,因此很早就開始進行改革。其中太乙算、兩儀算、三才算和珠算都是用珠的槽算盤,在技術上是重要的改革。尤其是「珠算」,它繼承了籌算五升十進與位值制的優點,又克服了籌算縱橫記數與置籌不便的缺點,優越性十分明顯。但由於當時乘除演算法仍然不能在一個橫列中進行。算珠還沒有穿檔,攜帶不方便,因此仍沒有普遍應用。
唐中期以後,商業繁榮,數字計算增多,迫切要求改革計算方法,從《新唐書》等文獻留下來的算書書目,可以看出這次演算法改革主要是簡化乘、除演算法,唐代的演算法改革使乘除法可以在一個橫列中進行運算,它既適用於籌算,也適用於珠算。
中國古代數學的繁榮
960年,北宋王朝的建立結束了五代十國割據的局面。北宋的農業、手工業、商業空前繁榮,科學技術突飛猛進,火葯、指南針、印刷術三大發明就是在這種經濟高漲的情況下得到廣泛應用。1084年秘書省第一次印刷出版了《算經十書》,1213年鮑擀之又進行翻刻。這些都為數學發展創造了良好的條件。
從11~14世紀約300年期間,出現了一批著名的數學家和數學著作,如賈憲的《黃帝九章演算法細草》,劉益的《議古根源》,秦九韶的《數書九章》,李冶的《測圓海鏡》和《益古演段》,楊輝的《詳解九章演算法》《日用演算法》和《楊輝演算法》,朱世傑的《算學啟蒙》《四元玉鑒》等,很多領域都達到古代數學的高峰,其中一些成就也是當時世界數學的高峰。
從開平方、開立方到四次以上的開方,在認識上是一個飛躍,實現這個飛躍的就是賈憲。楊輝在《九章演算法纂類》中載有賈憲「增乘開平方法」、「增乘開立方法」;在《詳解九章演算法》中載有賈憲的「開方作法本源」圖、「增乘方法求廉草」和用增乘開方法開四次方的例子。根據這些記錄可以確定賈憲已發現二項系數表,創造了增乘開方法。這兩項成就對整個宋元數學發生重大的影響,其中賈憲三角比西方的帕斯卡三角形早提出600多年。
把增乘開方法推廣到數字高次方程(包括系數為負的情形)解法的是劉益。《楊輝演算法》中「田畝比類乘除捷法」卷,介紹了原書中22個二次方程和 1個四次方程,後者是用增乘開方法解三次以上的高次方程的最早例子。
秦九韶是高次方程解法的集大成者,他在《數書九章》中收集了21個用增乘開方法解高次方程(最高次數為10)的問題。為了適應增乘開方法的計算程序,奏九韶把常數項規定為負數,把高次方程解法分成各種類型。當方程的根為非整數時,秦九韶採取繼續求根的小數,或用減根變換方程各次冪的系數之和為分母,常數為分子來表示根的非整數部分,這是《九章算術》和劉徽注處理無理數方法的發展。在求根的第二位數時,秦九韶還提出以一次項系數除常數項為根的第二位數的試除法,這比西方最早的霍納方法早500多年。
元代天文學家王恂、郭守敬等在《授時歷》中解決了三次函數的內插值問題。秦九韶在「綴術推星」題、朱世傑在《四元玉鑒》「如象招數」題都提到內插法(他們稱為招差術),朱世傑得到一個四次函數的內插公式。
用天元(相當於x)作為未知數符號,立出高次方程,古代稱為天元術,這是中國數學史上首次引入符號,並用符號運算來解決建立高次方程的問題。現存最早的天元術著作是李冶的《測圓海鏡》。
從天元術推廣到二元、三元和四元的高次聯立方程組,是宋元數學家的又一項傑出的創造。留傳至今,並對這一傑出創造進行系統論述的是朱世傑的《四元玉鑒》。
朱世傑的四元高次聯立方程組表示法是在天元術的基礎上發展起來的,他把常數放在中央,四元的各次冪放在上、下、左、右四個方向上,其他各項放在四個象限中。朱世傑的最大貢獻是提出四元消元法,其方法是先擇一元為未知數,其他元組成的多項式作為這未知數的系數,列成若干個一元高次方程式,然後應用互乘相消法逐步消去這一未知數。重復這一步驟便可消去其他未知數,最後用增乘開方法求解。這是線性方法組解法的重大發展,比西方同類方法早400多年。
勾股形解法在宋元時期有新的發展,朱世傑在《算學啟蒙》卷下提出已知勾弦和、股弦和求解勾股形的方法,補充了《九章算術》的不足。李冶在《測圓海鏡》對勾股容圓問題進行了詳細的研究,得到九個容圓公式,大大豐富了中國古代幾何學的內容。
已知黃道與赤道的夾角和太陽從冬至點向春分點運行的黃經余弧,求赤經余弧和赤緯度數,是一個解球面直角三角形的問題,傳統歷法都是用內插法進行計算。元代王恂、郭守敬等則用傳統的勾股形解法、沈括用會圓術和天元術解決了這個問題。不過他們得到的是一個近似公式,結果不夠精確。但他們的整個推算步驟是正確無誤的,從數學意義上講,這個方法開辟了通往球面三角法的途徑。
中國古代計算技術改革的高潮也是出現在宋元時期。宋元明的歷史文獻中載有大量這個時期的實用算術書目,其數量遠比唐代為多,改革的主要內容仍是乘除法。與演算法改革的同時,穿珠算盤在北宋可能已出現。但如果把現代珠算看成是既有穿珠算盤,又有一套完善的演算法和口訣,那麼應該說它最後完成於元代。
宋元數學的繁榮,是社會經濟發展和科學技術發展的必然結果,是傳統數學發展的必然結果。此外,數學家們的科學思想與數學思想也是十分重要的。宋元數學家都在不同程度上反對理學家的象數神秘主義。秦九韶雖曾主張數學與道學同出一源,但他後來認識到,「通神明」的數學是不存在的,只有「經世務類萬物」的數學;莫若在《四元玉鑒》序文中提出的「用假象真,以虛問實」則代表了高度抽象思維的思想方法;楊輝對縱橫圖結構進行研究,揭示出洛書的本質,有力地批判了象數神秘主義。所有這些,無疑是促進數學發展的重要因素。
中西方數學的融合
中國從明代開始進入了封建社會的晚期,封建統治者實行極權統治,宣傳唯心主義哲學,施行八股考試制度。在這種情況下,除珠算外,數學發展逐漸衰落。
16世紀末以後,西方初等數學陸續傳入中國,使中國數學研究出現一個中西融合貫通的局面;鴉片戰爭以後,近代數學開始傳入中國,中國數學便轉入一個以學習西方數學為主的時期;到19世紀末20世紀初,近代數學研究才真正開始。
從明初到明中葉,商品經濟有所發展,和這種商業發展相適應的是珠算的普及。明初《魁本對相四言雜字》和《魯班木經》的出現,說明珠算已十分流行。前者是兒童看圖識字的課本,後者把算盤作為家庭必需用品列入一般的木器傢具手冊中。
隨著珠算的普及,珠算演算法和口訣也逐漸趨於完善。例如王文素和程大位增加並改善撞歸、起一口訣;徐心魯和程大位增添加、減口訣並在除法中廣泛應用歸除,從而實現了珠算四則運算的全部口訣化;朱載墒和程大位把籌算開平方和開立方的方法應用到珠算,程大位用珠算解數字二次、三次方程等等。程大位的著作在國內外流傳很廣,影響很大。
1582年,義大利傳教士利瑪竇到中國,1607年以後,他先後與徐光啟翻譯了《幾何原本》前六卷、《測量法義》一卷,與李之藻編譯《圜容較義》和《同文算指》。1629年,徐光啟被禮部任命督修歷法,在他主持下,編譯《崇禎歷書》137卷。《崇禎歷書》主要是介紹歐洲天文學家第谷的地心學說。作為這一學說的數學基礎,希臘的幾何學,歐洲玉山若乾的三角學,以及納皮爾算籌、伽利略比例規等計算工具也同時介紹進來。
在傳入的數學中,影響最大的是《幾何原本》。《幾何原本》是中國第一部數學翻譯著作,絕大部分數學名詞都是首創,其中許多至今仍在沿用。徐光啟認為對它「不必疑」、「不必改」,「舉世無一人不當學」。《幾何原本》是明清兩代數學家必讀的數學書,對他們的研究工作頗有影響。
其次應用最廣的是三角學,介紹西方三角學的著作有《大測》《割圓八線表》和《測量全義》。《大測》主要說明三角八線(正弦、餘弦、正切、餘切、正割、餘割、正矢、余矢)的性質,造表方法和用表方法。《測量全義》除增加一些《大測》所缺的平面三角外,比較重要的是積化和差公式和球面三角。所有這些,在當時歷法工作中都是隨譯隨用的。
1646年,波蘭傳教士穆尼閣來華,跟隨他學習西方科學的有薛鳳柞、方中通等。穆尼閣去世後,薛鳳柞據其所學,編成《歷學會通》,想把中法西法融會貫通起來。《歷學會通》中的數學內容主要有比例對數表》《比例四線新表》和《三角演算法》。前兩書是介紹英國數學家納皮爾和布里格斯發明增修的對數。後一書除《崇禎歷書》介紹的球面三角外,尚有半形公式、半弧公式、德氏比例式、納氏比例式等。方中通所著《數度衍》對對數理論進行解釋。對數的傳入是十分重要,它在歷法計算中立即就得到應用。
清初學者研究中西數學有心得而著書傳世的很多,影響較大的有王錫闡《圖解》、梅文鼎《梅氏叢書輯要》(其中數學著作13種共40卷)、年希堯《視學》等。梅文鼎是集中西數學之大成者。他對傳統數學中的線性方程組解法、勾股形解法和高次冪求正根方法等方面進行整理和研究,使瀕於枯萎的明代數學出現了生機。年希堯的《視學》是中國第一部介紹西方透視學的著作。
清康熙皇帝十分重視西方科學,他除了親自學習天文數學外,還培養了一些人才和翻譯了一些著作。1712年康熙皇帝命梅彀成任蒙養齋匯編官,會同陳厚耀、何國宗、明安圖、楊道聲等編纂天文演算法書。1721年完成《律歷淵源》100卷,以康熙「御定」的名義於1723年出版。其中《數理精蘊》主要由梅彀成負責,分上下兩編,上編包括《幾何原本》、《演算法原本》,均譯自法文著作;下編包括算術、代數、平面幾何平面三角、立體幾何等初等數學,附有素數表、對數表和三角函數表。由於它是一部比較全面的初等數學網路全書,並有康熙「御定」的名義,因此對當時數學研究有一定影響。
綜上述可以看到,清代數學家對西方數學做了大量的會通工作,並取得許多獨創性的成果。這些成果,如和傳統數學比較,是有進步的,但和同時代的西方比較則明顯落後了。
雍正即位以後,對外閉關自守,導致西方科學停止輸入中國,對內實行高壓政策,致使一般學者既不能接觸西方數學,又不敢過問經世致用之學,因而埋頭於究治古籍。乾嘉年間逐漸形成一個以考據學為主的乾嘉學派。
隨著《算經十書》與宋元數學著作的收集與注釋,出現了一個研究傳統數學的高潮。其中能突破舊有框框並有發明創造的有焦循、汪萊、李銳、李善蘭等。他們的工作,和宋元時代的代數學比較是青出於藍而勝於藍的;和西方代數學比較,在時間上晚了一些,但這些成果是在沒有受到西方近代數學的影響下獨立得到的。
與傳統數學研究出現高潮的同時,阮元與李銳等編寫了一部天文數學家傳記—《疇人傳》,收集了從黃帝時期到嘉慶四年已故的天文學家和數學家270餘人(其中有數學著作傳世的不足50人),和明末以來介紹西方天文數學的傳教士41人。這部著作全由「掇拾史書,荃萃群籍,甄而錄之」而成,收集的完全是第一手的原始資料,在學術界頗有影響。
1840年鴉片戰爭以後,西方近代數學開始傳入中國。首先是英人在上海設立墨海書館,介紹西方數學。第二次鴉片戰爭後,曾國藩、李鴻章等官僚集團開展「洋務運動」,也主張介紹和學習西方數學,組織翻譯了一批近代數學著作。
其中較重要的有李善蘭與偉烈亞力翻譯的《代數學》《代微積拾級》;華蘅芳與英人傅蘭雅合譯的《代數術》《微積溯源》《決疑數學》;鄒立文與狄考文編譯的《形學備旨》《代數備旨》《筆算數學》;謝洪賚與潘慎文合譯的《代形合參》《八線備旨》等等。
《代微積拾級》是中國第一部微積分學譯本;《代數學》是英國數學家德·摩根所著的符號代數學譯本;《決疑數學》是第一部概率論譯本。在這些譯著中,創造了許多數學名詞和術語,至今還在應用,但所用數學符號一般已被淘汰了。戊戌變法以後,各地興辦新法學校,上述一些著作便成為主要教科書。
在翻譯西方數學著作的同時,中國學者也進行一些研究,寫出一些著作,較重要的有李善蘭的《《尖錐變法解》《考數根法》;夏彎翔的《洞方術圖解》《致曲術》《致曲圖解》等等,都是會通中西學術思想的研究成果。
由於輸入的近代數學需要一個消化吸收的過程,加上清末統治者十分腐敗,在太平天國運動的沖擊下,在帝國主義列強的掠奪下,焦頭爛額,無暇顧及數學研究。直到1919年五四運動以後,中國近代數學的研究才真正開始。

⑼ 親愛的同學,快樂的寒假生活又開始了。回顧剛剛過去的這個學期,你學到了哪些數學知識

我在這個學期里學了不少的知識。
我學習了一些句子:設問句、反問句、疑問句等。我學習了許多的四字詞語,我在自己的作文上也用上了一些四字詞語。我還學習了名人名言、古詩和作文。這個學期結束了,我有點傷心,因為我覺得在這個學期里我退步了。我要提醒自己要好好復習,鍛煉身體。但也要誇誇自己在這個學期里的紀律性很強。我希望自己在新的學期里能更進一步。
這個學期讓我明白分數不是最重要的,只要學到知識。

⑽ 中國在清代以前有哪些數學成就將這一成就和其他文明古國做一比較。

在中國古代算書中,《周髀算經》、《九章算術》、《孫子算經》、《五曹算經》、《夏侯陽算經》、《孫丘建算經》、《海島算經》、《五經算術》、《綴術》、《緝古算機》等10部算書,被稱為「算經十書」。其中闡明「蓋天說」的《周髀算經》,被人們認為是流傳下來的中國最古老的既談天體又談數學的天文歷算著作。它大約產生於公元前2世紀,但它所包含的史料,卻有比這更早的。其中提到的大禹治水時所應用的數學知識,成為現存文獻中提到最早使用勾股定理的例子。

(二)勾股定理

現在流傳的《周髀算經》,都不是原來的著作,都經後人修改和補充過。《周髀算經》的本文,是周公與商高的問答部分;接下去的榮方與陳子問答部分,是《周髀算經》的續文。

據《周髀算經》記載:「故折矩以為句廣三,股 四,徑隅五。既方其外,半之一矩,環而共盤,得三、四、五。兩矩共長二十有五,是謂積矩。故禹之所以治天下者,此數之所 由生也。」

這段話的意思是:將矩的兩直角邊加以折算成一定的比例,

短直角邊長(句)3,長直角邊長(股)4,弦就等於5,

得成3、4、5(如右圖)。句(即勾)、股平方之和為25,這稱為積矩。大禹所用的治天下(指治水)的方法,就是從這些數學知識發展出來的。

在世界數學史上,一般把勾股定理歸功於公元前5世紀左右發現它的古希臘數學家畢達哥拉斯,因為他提出了定理的一般形式的敘述和證明,我國則稍晚。但實際上,商高關於勾股定理的認識,要比畢達哥拉斯早得多。《周髀算經》成書於公元前2世紀左右,所記載的周公與商高問答的事是在公元前11世紀左右。這個事實證明我國古代數學家獨立地發現並應用了勾股定理的一般情形,要比外國早得多。

(三)(測高、深、遠的方法)測量太陽高度

陳子是周代的天文算學家,榮方是當時天文算學家的愛好者。在陳子教給榮方的各種數據計算的具體方法中,我們可以發現在二千六七百年前,我國對勾股定理的應用已達到十分熟練的程度。

陳子測量太陽高度的方法可敘述為:當夏至太陽直射北回歸線時,

在北方立一8尺高的標竿,觀其影長為6尺。然後,測量者向難移動標

竿,每移動1000里,標竿的影長就減少1寸。據此可設想,當標竿的

日影減少六尺,則標竿就向南移動了60000里,而此時標竿恰在太陽的

正下方。據勾股定理和相似形原理可算得:測量者與太陽的距離為10萬里。

據記載,古希臘第一個自然哲學家泰勒斯也曾利用日影測出金字塔的高。他的方法是由一根立竿的影長和同時測得的金字塔的影長算出了金字塔的高度。泰勒斯被稱為西方的「測量之祖」。泰勒斯的這一工作與陳子的工作大致在相同的時期,然而陳子的方法要比泰勒斯的方法水平高得多,泰勒斯只利用到相似三角形的知識,而陳子除了能利用相似三角形的性質外,還能熟練地運用勾股定理。

這些不全,等我翻翻書明天接著回答你啊。很慚愧啊