欧洲数学史

欧洲数学史
欧洲数学史

数学史

【中世纪数学】

12、13 世纪欧洲数学界的代表人物是斐波那契,他向欧洲人介绍了印度-阿拉伯数码和位值制记数法,以及各种算法在商业上的应用。中国的盈不足术和《孙子算经》的不定方程解法也出现在斐波那契的书中。此外他还有很多独创性的工作。

16、17 世纪的欧洲,漫长的中世纪已经结束,文艺复兴带来了人们的觉醒,束缚人们思想自由发展的烦琐哲学和神学的教条权威逐步被摧毁了。封建社会开始解体,代之而起的是资本主义社会,生产力大大解放。资本主义工场手工业的繁荣和向机器生产的过渡,促使技术科学和数学急速发展。

在科学史上,这一时期出现了许多重大的事件,向数学提出新的课题。首先是哥白尼提出地动说,使神学的重要理论支柱的地心说发生了根本的动摇。他的弟子雷蒂库斯见到当时天文观测日益精密,推算详细的三角函数表已成为刻不容缓的事,于是开始制作每隔10"的正弦、正切及正割表。当时全凭手算,雷蒂库斯和他的助手勤奋工作达12 年之久,直到死后才由他的弟子奥托完成。

文艺复兴时期,由于艺术家所创建的透视法,逐步形成了射影几何学;在斐波纳契《算盘书》之后,欧洲也出现了一些数学著作,从而促进了十进分数的理论及运算的发展;16世纪初期,最出色的数学成就,是意大利数学家发现了三次、四次方程的代数解法,有的使用了虚数,还改进了当时的数学符号;在三角学发展方面,欧洲人也把三角学从天文学独立出来,使之成为一门独立的学科,并重新定义了各种三角函数的概念,还编制了非常精密的三角函数表。中世纪,欧洲数学是在吸收并消化希腊、阿拉伯的数学知识之后才逐渐得到了发展的。

欧洲三次方程解法的发现是在16世纪的意大利,那时,数学家常常把自己的发现秘而不宣,而是向同伴提出挑战,让他们解决同样的问题。想必这是一项很砥砺智力,又吸引人的竞赛,三次方程的解法就是这样发现的。最初,有一个叫菲奥尔的人,从别人的秘传中学会了解一些三次方程,便去向另一个大家称为塔尔塔利亚的人挑战。他很聪明,又很勤奋,靠自学掌握了拉丁文,希腊文和数学。这次他成功解出了菲奥尔提出的所有三次方程,菲奥尔却不能解答他提出的问题。当时很有名的卡尔丹于是恳求他传授解三次方程的办法,并发誓保守秘密,塔尔塔利亚才把他的方法写成一句晦涩的诗交给卡尔丹.后来卡尔丹却背信弃义,把这个方法发表在1545年出版的书里。在书中他写道:"波伦亚的费罗差不多在三十年前就发现了这个方法,并把它传给了菲奥尔。菲奥尔在与塔尔塔利亚的竞赛中使后者有机会发现了它.塔尔塔利亚在我的恳求下把方法告诉了我,但保留了证明.我在获得帮助的情况下找出了它各种形式的证明。这是很难做到的。"卡尔丹的背信弃义使塔尔塔利亚很愤怒,他马上写了一本书,争夺这种方法的优先权。他与卡尔丹的学生费拉里发生了公开冲突。后来费拉里又解决了四次方程的公式解法。

1545年,意大利学者卡尔丹发表了三次方程X^3+pX+q=0的求根公式,卡尔丹是第一个把负数写在二次根号内的数学家,并由此引进了虚数的概念,后来经过许多数学家的努力发展成了复数的理论。

在数字计算方面,斯蒂文系统地阐述和使用了小数,接着纳皮尔创制了对

数,大大加快了计算速度。以后帕斯卡发明了加法机,莱布尼茨发明了乘法机,虽然未臻于实用,但开辟了机械计算的新途径。

列昂纳多·斐波那契(1170-1240),意大利数学家,“斐波那契数列”和分数的发明者。1202年,他撰写了《珠算原理》(Liber Abaci)一书。

斐波那契数列,又称黄金分割数列,指的是这样一个数列:0、1、1、2、3、5、8、13、21、……在数学上,斐波纳契数列以如下被以递归的方法定义:F0=0,F1=1,Fn=F(n-1)+F(n-2)(n>=2,n∈N*)特别指出:第0项是0,第1项是第一个1

通项公式推导

利用特征方程(线性代数解法)

线性递推数列的特征方程为:X^2=X+1

解得则F(n)=C1*X1^n + C2*X2^n

∵F(1)=F(2)=1

∴C1*X1 + C2*X2=C1*X1^2 + C2*X2^2=1

解得C1=1/√5,C2=-1/√5 ∴F(n)= 如果你看到有这样一个题目:某人把一个8*8的方格

切成四块,拼成一个5*13的长方形,故作惊讶地问你:为什么64=65?其实就是利用了菲波那契数列的这

个性质:5、8、13正是数列中相邻的

三项,事实上前后两块的面积确实差1,

只不过后面那个图中有一条细长的狭

缝,一般人不容易注意到

有趣的是:这样一个完全是自然数的数列,通项公式却是用无理数来表达的。而且当n 趋向于无穷大时,前一项与后一项的比值越来越逼近黄金分割0.618.(或者说后一项与前一项的比值小数部分越来越逼近黄金分割0.618、前一项与后一项的比值越来越逼近黄金分割0.618)1÷1=1,1÷2=0.5,2÷3=0.666...,3÷5=0.6,5÷8=0.625,…………,55÷89=0.617977…,…………144÷233=0.618025…46368÷

75025=0.6180339886…...越到后面,这些比值越接近黄金比。

斐波那契螺旋线,以斐波那契数为边的正方形拼成的长方形,然后在正方形里

面画一个90度的扇形,连起来的弧线就是斐波那契螺旋线。

一元三次方程的解法,这里介绍盛金公式(1989)

【近代数学史】

指17-19世纪的数学发展概况。具体来说,就是自笛卡儿、费马创立了解析几何之后,把变量引入到数学中,使数学拓展了新的领域;而牛顿、莱布尼茨创立了微积分学;纳白尔、比尔吉发明了对数;巴斯卡、费马、惠更斯兴起了概率论。

【17世纪数学】

17世纪初期继续着上一世纪的研究。30年代,费尔马与笛卡儿分别以古希腊的圆锥曲线理论为基础,通过引入坐标和变量的概念建立了几何中的曲线与代数中的方程之间的内在联系,创立了解析几何学。

费尔马的著作完成于1630年左右,虽然到1679年才得以出现,但其思想与方法已在同时代人中产生了影响,笛卡儿的《几何学》作为巨著《方法论》的附录,于1637年正式出现,标志着解析几何的诞生,并为微积分的创立做了准备。微积分是17世纪最辉煌的数学创造,也是自希腊时代以来数学中一系列重要创造的继续和发展,尤其是自文艺复兴以来,由于科学技术中各种实际问题的推动,对变速运动规律的研究,对曲线切线、函数极值、物体重心和引力的研究,以及对曲线、曲面各种度量问题的研究,到17世纪中期已经积累了大量具体成果和方法。1666年10月,牛顿完成了第一篇系统的微积分论文,此后在将近40年的时间里不断改进和发展了这一理论。

莱布尼茨于1673年左右独立于牛顿接触到微积分的实质性问题,大约在1675年完成了创建微积分的工作。与牛顿的工作相比,他更注重于发展微积分的形式化算法和建立一套简洁、明确而有效的符号,他于1684年先于牛顿发表了第一篇微积分论文。牛顿和莱布尼茨的历史功绩在于从众多零散成果中确立了微积分的基本概念,普遍方法和一般形式,使之最终成为一门完整而统一的数学分支。

17世纪,在几何领域发生的另一场重大变革就是射影几何的建立。1639年,笛沙格在一篇论文中把无穷远元素引入几何学,得到射影几何中的一些基本命题,特别是"笛沙格定理",是全部射影几何的基本定理。通过研究笛沙格的著作,巴斯卡得到射影几何中另一些重要定理,尤其是著名的巴斯卡定理,并于1640年发表了《圆锥曲线论》是自阿波罗尼奥斯以来圆锥曲线论的最大进步。

17世纪,由于使用字母系数而使证明有了一种尺度,代数学已上升为一门科学,方法和理论都得以大大扩展,1637年,笛卡儿在《几何学》中给出了关于高次方程正根与负根个数的笛卡儿符号法则。1653年,巴斯卡在《论算术三角形》一书(1665年出现)中深入地讨论了二项式系数和基本的组合关系,并给出了数学归纳法的最早陈述。1665年,牛顿给出了有理指数的二项式定理,1671年他又给出了求方程实根近称值的牛顿法。1693年,莱布尼茨创立了行列式理论。17世纪的数论主要是在费尔马的推动下进步的,他给出了关于素数、完全数、亲和数、不定方程等方面的许多重要结果,但通常只是给出命题却很少证明。证明大多由欧拉和拉格朗日在18世纪给出,而最著名的费尔马大定理至今仍未获得证明。此外,默森尼研究了形如2P-1(p为素数)的素数,笛卡儿给出了一条探索亲和数的规则。莱布尼茨得到了后人所说的用于素数检验的威尔逊定理。

1654年,巴斯卡与费尔马在通信中讨论了"赌博中断问题",从而共同创立了概率论。在此基础上,1657年惠更斯发表了概率论的第一篇正式论文--《论赌博中的推理》,其中首次引入了"数学期望"这一重要概念。这一时期计算技术的一个十分引人注目的进步是原始计算机的发明,1623年,德国科学家席卡德制造了第一台机械计算机的模型。1642年,巴斯卡制成了第一台可供实用的计算加减法的机械,1671年,莱布尼茨制成了可进行乘除运算的计算机。这些工作标志着计算开始由手工时代进入机械时代,并成为后世电子计算机的源头。

17世纪的数学不仅由于解析几何与微积分的创立而成为近代数学的开端,它在数学成果、方法与思想各方面的丰富创造也对后世数学的发展产生了极为深远的影响。

笛沙格定理

平面上有两个三角形△ABC、△DEF,设它们的对应顶点(A和D、B和E、C和F)的连线交于一点,这时如果对应边或其延长线相交,则这三个交点共线。

二项式定理

二项式定理可以用以下公式表示:

其中,又有等记法,称为二项式系数,即取的组合数目。此系数亦可表示为杨辉三角形。

圆锥

曲线

微分的应用

微分是表示函数增量的线性主部.计算函数的增量,有时比较困难,但计算微分则比较简单,为此我们用函数的微分来近似的代替函数的增量,这就是微分在近似计算中的应用.

例题:求的近似值。

解答:我们发现用计算的方法特别麻烦,为此把转化为求微分的问题

故其近似值为1.025(精确值为1.024695)

完全数

完全数(Perfect number),又称完美数或完备数,是一些特殊的自然数。它所有的真因子(即除了自身以外的约数)的和(即因子函数),恰好等于它本身。如果一个数恰好等于它的因子之和,则称该数为“完全数”。

例如:第一个完全数是6,它有约数1、2、3、6,除去它本身6外,其余3个数相加,1+2+3=6。第二个完全数是28,它有约数1、2、4、7、14、28,除去它本身28外,其余5个数相加,1+2+4+7+14=28。第三个完全数是496,有约数1、2、4、8、16、31、62、124、248、496,除去其本身496外,其余9个数相加,1+2+4+8+16+31+62+124+248=496。后面的完全数还有8128、33550336等等。

亲和数

如果两个数a和b,a的所有除本身以外的因数之和等于b,b的所有除本身以外的因数之和等于a,则称a,b 是一对亲和数。

首先发现220与284就是一对亲和数,在以后的1500年间,世界上有很多数学家致力于探寻亲和数,面对茫茫数海,无疑是大海捞针,虽经一代又一代人的穷思苦想,有些人甚至为此耗尽毕生心血,却始终没有收获。公元九世纪,伊拉克哲学、医学、天文学和物理学家泰比特·依本库拉曾提出过一个求亲和数的法则,因为他的公式比较繁杂,难以实际操作,再加上难以辨别真假,故它并没有给人们带来惊喜,或者走出困境。数学家们仍然没有找到第二对亲和数。直到费尔马(1601-1665)才发现了另一对亲和数:17296和18416。

据说,毕达哥拉斯(约前580年—前500年)的一个门徒向他提出这样一个问题:“我结交朋友时,存在着数的作用吗?”毕达哥拉斯毫不犹豫地回答:“朋友是你的灵魂的倩影,要像220和284一样亲密。”又说“什么叫朋友?就像这两个数,一个是你,另一个是我。”后来,毕氏学派宣传说:人之间讲友谊,数之间也有“相亲相爱”。从此,把220和284叫做“亲和数”或者叫“朋友数”或叫“相亲数”。这就是关于“亲和数”这个名称来源的传说。220和284是人类最早发现,又是最小的一对亲和数。

射影几何

射影几何是研究图形的射影性质,即它们经过射影变换后,依然保持不变的图形性质的几何学分支学科。曾经也叫做投影几何学,在经典几何学中,射影几何处于一个特殊的地位,通过它可以把其他一些几何学联系起来。

赌博中断问题

甲、乙两赌徒赌技相同,各出赌注50法郎,每局中无平局。他们约定,谁先赢三局则得到全部100法郎的赌本。当甲赢了两局,乙赢了一局时,因故要中止赌博。现问这100法郎如何分才算公平?

试想,假如能继续比下去的话,至多再有两局必可结束。若接下来的第四局甲胜(概率为1/2),则甲赢得所有赌注;若乙胜,还要再比第五局,当且仅当甲胜这一局时,甲赢得所有赌注(这两局出现此种情形的概

P(X=100)=1/2+1/4=3/4

于是,X的分布律为

X 0 100

p 1/4 3/4

从而甲的“期望” 所得应为0·(1/4)+100·(3/4)=75 法郎;乙的“期望”所得应为100-75=25法郎。这种方法照顾到了已赌结果,又包括了再赌下去的一种“期望”,它自然比前两种方法都更为合理,使甲乙双方都乐于接受。

这就是“数学期望”这个名称的由来,其实这个名称改为“均值”会更形象易懂一些,对上例而言,也就是再赌下去的话,甲“平均”可以赢75法郎。

后来,帕斯卡和费马的通信引起了荷兰数学家惠更斯(C.Huygens,1629-1695)的兴趣,后者在1657年发表的《论赌博中的计算》是最早的概率论著作。这些数学家的著述中所出现的第一批概率论概念(如数学期望)与定理(如概率加法、乘法定理)标志着概率论的诞生。

【18世纪数学】

18世纪最引人注目的是微积分的迅速发展并发挥出巨大威力,一些重要概念被不断明确和深化,一些强有力的方法被建立,18世纪中叶,多元微积分的概念与方法也已初步建立。1748年,欧拉出现了《无穷分析引论》,标志着微积分发展的一个新阶段,与此同时,微积分向更加广阔的领域扩展,产生了无穷级数、常微分方程、偏微分方程、变分法等重要分支,从而使现代数学中最广阔的领域--数学分析初具规模。这些进展主要是伯努利家族、泰勒、欧拉、克莱罗、达朗贝尔、拉格朗日、拉普拉斯等人的推动下实现的。与分析领域的巨大成就相比,其他领域略为逊色,但仍有十分明显的进步。

1713年,雅各布·伯努利的遗著《猜度术》出现,这是概率论的第一部专著,对早期概率论作了全面总结。随后,棣莫弗在《机会论》(1718)、《分析杂论》(1730)中给出了大量新内容,1777年,法国人蒲产提出了著名的"投针问题",开始了几何概率的研究。解析几何的进步与微分几何的创建交织在一起。1704年,牛顿发表《三次曲线》、研究了78种可能情形中的72种,1715年,约翰·伯努利引入了三个坐标面,1731年,克莱罗开创了空间曲线理论,是三维微分几何的第一个重大发展。此后,欧拉对解析几何、空间曲线与曲面理论都有重要贡献,18世纪末至19世纪初,经过蒙日及其学生们的努力,终于把微分几何作为一门独立的学科建立起来,同时他还是画法几何的奠基人。

在代数学方面,对五次以上代数方程公式解的探讨仍在继续,其中拉格朗日的工作对19世纪群论的诞生有着重要意义。线性方程组及行列式已经建立了独立而系统化的理论。1799年,高斯继承欧拉、达朗贝尔、拉格朗日的工作,终于给出了代数基本定理的第一个证明。18世纪的数论主要是由欧拉推动的,他证明了费尔马提出的许多数论命题,系统地探讨了亲和数,并提出了二次互反律,这是18世纪数论中最富创造性的成果,于1801年被高斯证明,并称之为"算术中的宝石"。哥德巴赫(1742)与华林(1770)分别提出了他们的著名猜想,成为后世数论中的重大课题。18世纪后期,拉格朗日、勒让德也有重要的工作。与17世纪相比。18世纪的数学虽然没有提供那样众多新颖而基本的概念与方法,却施展了高度的技巧,并根据科学技术特别是力学与天文学的需要,提出和解决了大量新的问题。在数学方法上则完成了从几何方法向解析方法的转变。18世纪的数学在迅速发展的同时也暴露出其弱点:忽略了数学方法与基础的严密性,从而导致了一系列矛盾,而18世纪的数学家对此称乎并不十分担心。这一时期的数学家大多又是物理学家,人们坚信概念与方法在物理学上的正确性保证了它们在数学上的正确性。

二次互反律是经典数论中最出色的定理之一。二次互反律涉及到平方剩余的概念。设a,b是两个非零整数,我们定义雅克比符号(a/b):如果存在整数x, 使得b整除(x2-a),那么就记(a/b)=1; 否则就记(a/b)=-1。在b是素数时这个符号也叫做勒让德符号。

高斯二次互反律:

设p和q为不同的奇素数,则(p/q)(q/p)=( ? 1)^[(p ? 1)(q ? 1) / 4]

平方剩余

假设p是素数,a是整数。如果存在一个整数x使得x^2≡a(mod p) (即x^2-a可以被p整除),那么就称a在p的剩余类中是平方剩余的。

欧拉定理说:如果p是奇素数,则a平方剩余当且仅当a^{(p-1)/2}≡1 (mod p).

在{1,2,...,p-1}中恰好有(p-1)/2 个数是平方剩余的。

剩余类

一个整数被正整数n除后,余数有n种情形:0,1,2,3,…,n-1,它们彼此对模n不同余。这表明,每个整数恰与这n个整数中某一个对模n同余。这样一来,按模n是否同余对整数集进行分类,可以将整数集分成n个两两不相交的子集。我们把(所有)对模n同余的整数构成的一个集合叫做模n的一个剩余类。确切地说,若x是一个给定的正整数,则全体整数可以分成n个集,记作x[0],x[1],…x[i]...,x[n-1],其中i=0,1,…,n-1 x[i]是由一切形如ax+i(a=0,±1,±2,…)的整数所组成的集。

【19世纪数学】

1801年高斯发表了《算术探究》一书,表面看来称是"算术"著作,但实际是一部非常严格的数论专著;书中不但建立了严格论证的典范,还表达了追求严密论证的思想。1837年,狄利克雷在高斯的基础上,进一步开辟了解析数学论的新领域;之后,黎曼的工作也促进了解析数论的发展。高斯、罗巴切夫斯基、鲍耶各自独立地发现了非欧几何学,从而打破了2000年来欧几里得几何学一统天下的局面。19世纪20年代,高斯开拓了微分几何学,经过黎曼的工作发扬了微分几何学的研究,并建立了任意维空间内蕴几何学。在19世纪,微积分学的严格化成了当务之急,而柯西对微积分学严格化起到了巨大作用;此外,魏尔斯特拉斯发展了柯西的论说,提出用ε-δ定义极限概念,并给予函数连续性的确切定义以及一致收敛的定义,使得微积分学以至分析学趋于完善的境界;尤其魏尔斯特拉斯、康托尔、戴德金等人建立了无理数的精密定义之后,更使得分析学达到完善的地步。

在级数方面,1822年,傅立叶不仅扩展了偏微分方程的研究,而且还提出三角级数的研究,从而获得许多丰硕的成果。到30年代,伽罗瓦创造性地提出代数的最基本的结构--群论,也是抽象代数的重要组成部分。1899年,希尔伯特发表《几何基础》,书中阐述了欧几里得几何学的公理系统;因而数学家们为数学的各个分支纷纷建立各自的公理体系,于是形成数学走向公理化的高朝。

1900年,希尔伯特在第二届国际数学家大会上作了题为"数学问题"的报告,提出当时数学中尚未解决的23个问题,这既是19世纪的未决问题,又是20世纪数学的发展方向。

无理数

无理数,即非有理数之实数,不能写作两整数之比。若将它写成小数形式,小数点之后的数字有无限多个,并且不会循环。常见的无理数有非完全平方数的平方根、π和e(其中后两者均为超越数)等。无理数的另一特征是无限的连分数表达式。传说中,无理数最早由毕达哥拉斯学派弟子希伯斯发现。

连分数

连分数(continued fraction)是特殊繁分数。如果a0,a1,a2,…an,…都是整数,则将分别称为无限连分数和有限连分数。可简记为a0 ,a1,a2,…,an,…和a0,a1,a2,…,an。一般一个有限连分数表示一个有理数,一个无限连分数表示一个无理数。如果a0,a1,a2,…,an,…都是实数,可将上述形式连分数分别叫无限连分数和有限连分数。近代数学的计算需要,还可将连分数中的a0,a1 ,a2,…,an,…取成以x为变元的多项式。在近代计算数学中它常与某些微分方程

式差分方程有关,与某些递推关系有关的函数构造的应用相联系。

数学家应当努力解决的23个数学问题

1.G.康托尔的连续统假设问题;1963年,P.J.科恩证明了:连续统假设的真伪不可能在策梅洛-弗伦克尔公理系统内判明。

2. 算术公理的相容性;1931年,K.哥德尔的“不完备定理”指出了用希尔伯特“元数学”证明算术公理相容性之不可能。数学相容性问题尚未解决。

3.两等高等底的四面体体积之相等;M.W.德恩1900年即对此问题给出了肯定解答。

4. 直线作为两点间最短距离问题希尔伯特之后;在构造与探讨各种特殊度量几何方面有许多进展,但问题并未解决。

5. 不要定义群的函数的可微性假设的李群概念;A.M.格利森、D.蒙哥马利和L.齐平等于1952年对此问题作出了最后的肯定解答。

6.物理公理的数学处理;公理化物理学的一般意义仍需探讨。至于希尔伯特问题中提到的概率论公理化,已由Α.Η.柯尔莫哥洛夫(1933)等人建立。

7. 某些数的无理性与超越性;1934年,A.O.盖尔丰德和T.施奈德各自独立地解决了问题的后半部分,即对于任意代数数α≠0,1,和任意代数无理数β证明了αβ的超越性。

8. 素数问题;包括黎曼猜想、哥德巴赫猜想及孪生素数问题等。一般情况下的黎曼猜想仍待解决。哥德巴赫猜想最佳结果属于陈景润(1966),但离最终解决尚有距离。

9. 任意数域中最一般的互反律之证明;已由高木贞治(1921)和E.阿廷(1927)解决。

10.丢番图方程可解性的判别;1970年,ю.Β.马季亚谢维奇证明了希尔伯特所期望的一般算法不存在。

11.系数为任意代数数的二次型问题;系数为任意代数数的二次型H.哈塞(1929)和C.L.西格尔(1936,1951)在这问题上获得重要结果。

12.阿贝尔域上的克罗内定理在任意代数有理域上的推广;阿贝尔域上的克罗内克定理推广到任意代数有理域尚未解决。

13.证明不可能用仅有两个变量的函数解一般的7次方程;不可能用只有两个变数的函数解一般的七次方程连续函数情形于1957年由Β.И.阿诺尔德解决。解析函数情形则尚未解决。

14.证明某类完全函数的有限性;证明某类完全函数系的有限性1958年,永田雅宜给出了否定解决。

15.舒伯特计数演算的严格基础;舒伯特计数演算的严格基础代数几何基础已由B.L.范·德·瓦尔登(1938~1940)与A.韦伊(1950)建立,但舒伯特演算的合理性仍待解决。

16.代数曲线和曲面拓扑问题;代数曲线与曲面的拓扑对该问题的后半部分,И.Γ.彼得罗夫斯基曾声明证明了 n=2时极限环个数不超过3,但这一结论是错误的,已由中国数学家举出反例(1979)。

17.正定形式的平方表示式;正定形式的平方表示式已由E.阿廷于1926年解决。

18.由全等多变体构造空间;由全等多面体构造空间部分解决。

19.正则变分问题的解是否一定解析;正则变分问题的解是否一定解析1904年,С.Η.伯恩斯坦证明了一个变元的解析非线性椭圆方程其解必定解析。该结果后又被推广到多变元和椭圆组情形。

20.一般边值问题;一般边值问题、偏微分方程边值问题的研究正在蓬勃发展

21.具有给定单值群的线性微分方程的存在证明;具有给定单值群的线性微分方程的存在性已由希尔伯特本人(1905)和H.罗尔(1957)的工作解决。

22.通过自守函数使解析关系单值化;解析关系的单值化一个变数的情形已由P.克贝(1907)解决。

23.变分法的进一步发展;

数学史复习资料

一、单项选择题 1.关于古埃及数学的知识,主要来源于( )。 A.埃及纸草书和苏格兰纸草书 B.兰德纸草书和莫斯科纸草书 C.莫斯科纸草书和希腊纸草书 D. 兰德纸草书和尼罗河纸草书 2.以“万物皆数”为信条的古希腊数学学派是( )。 A.爱奥尼亚学派 B.伊利亚学派 C.诡辩学派 D.毕达哥拉斯学派 3.最早记载勾股定理的我国古代名著是( )。 A.《九章算术》 B.《孙子算经》 C.《周髀算经》 D.《缀术》 4.首先使用符号“0”来表示零的国家或民族是( )。 A.中国 B.印度 C.阿拉伯 D.古希腊 5.欧洲中世纪漫长的黑暗时期过后,第一位有影响的数学家是( )。 A.斐波那契 B.卡尔丹 C.塔塔利亚 D.费罗 6.对微积分的诞生具有重要意义的“行星运行三大定律”,其发现者是( )。 A.伽利略 B.哥白尼 C.开普勒 D.牛顿 7.对古代埃及数学成就的了解主要来源于( ) A.纸草书 B.羊皮书 C.泥版 D.金字塔内的石刻 8.公元前4世纪,数学家梅内赫莫斯在研究下面的哪个问题时发现了圆锥曲线?( ) A.不可公度数 B.化圆为方 C.倍立方体 D.三等分角 9.《九章算术》中的“阳马”是指一种特殊的( ) A.棱柱 B.棱锥 C.棱台 D.楔形体 10.印度古代数学著作《计算方法纲要》的作者是( ) A.阿耶波多 B.婆罗摩笈多 C.马哈维拉 D.婆什迦罗 11.射影几何产生于文艺复兴时期的( ) A.音乐演奏 B.服装设计 C.雕刻艺术 D.绘画艺术 12.微分符号“d”、积分符号“”的首先使用者是( ) A.牛顿 B.莱布尼茨 C.开普勒 D.卡瓦列里 13.作为“非欧几何”理论建立者之一的年轻数学家波尔约是( )

【学习心得体会】中国数学历史发展人物研究性学习心得体会

研究性学习心得体会 数学对人的影响也是非常深刻的,“数学是锻炼思维的体操”,数学的重要性不仅仅是它蕴含在各个知识领域之中,而且更重要的是它能很好地锻炼人的思维,有效地提高能力,而能力(理解能力、分析能力、运算能力)则是关系到学习效率的更重要因素。 数学在人类文明的发展中起着非常重要的作用,数学推动了重大科学技术的进步,在早期社会发展的历史上,限于技术条件,依据数学推理和推算所作的预见,往往要多年之后才能实现,数学为人类生产和生活带来的效益容易被忽视。进入二十世纪,尤其式到了二十世纪中叶以后,科学技术发展到现在的程度,数学理论研究与实际应用之间的时间已大大缩短,特别是当前,随着电脑应用的普及,信息的数字化和信息通道的大规模联网,依据数学所作的创造设想已达到即时试、即时实施的地步,数学技术将是一种应用最广泛、最直接、最及时、最富创造力和重要的技术,故而当今和未来的发展将更倚重数学的发展。 从我国第一部数学著作,九章算术开始,中国的数学事业,便蓬勃的发展。算筹,割圆术,杨辉三角等等发现或者理论,祖冲之,秦九韶等数学家,都为中国在世界数学史上增辉添彩,许多数学理论,都领先外国多年。但是中国传统数学,有一个明显的特点,就是数学著作都以社会生产和生活实践中的问题为纲,这些问题基本按社会、生活领域进行分类,过分重实用,不利于抽象概念和命题的形成。而且,中国传统数学始终置于政府控制之下,直接受制于统治阶级的意

识形态和社会的需求,在我国建国60年来,我国数学科学的发展更是取得了辉煌的成就,涌现了一批如:华罗庚、吴文俊等站在数学发展最前沿的,代表数学发展方向的,享誉世界的数学家. 中国在不断强大,我们新一代的年轻人,要有理想,不能急功近利的只关注高收益的学科与专业,更应注重基础学科的发展,一个国家的科技水平,不仅体现在工业领域,基础理论也是科学不可分割一部分。纵观中国的数学发展史,不管时代如何,代代都有才人出。希望,中国的数学,将会在我们这一代,有长足的发展,不要让中国悠久的历史,在我们这一代蒙羞。

融入数学史教学的几个教学案例

对于“体现数学的文化价值”的几点教学建议 课堂是学生学习数学知识的主要途径,在高中数学中融入数学史的教育体现了课程标准理念中的”体现数学的文化价值”。以下是我对融入数学史教学的几点建议。 【建议 1】复数概念学习中介绍复数的发展史 复数的学习是数的概念的又一次扩充,因为刚刚接触复数,很多学生感觉不易理解、无法接受,这时他们往往把原因归咎于自身的智力,甚至对自己的学习水平产生怀疑。如果能让学生了解他们遇到的困难也正是在 18 世纪困扰着当时的数学界的难题,他们遇到的困惑也以前同样困扰着很多伟大的数学家,那么通过还原历史的原貌,就能够使他们更加亲近数学,增强学习数学的信心。 在复数的教学中,老师能够指导学生利用图书馆、互联网搜集信息,了解数的发展历史,如:数学史上的三次危机、数的发展、数学家的故事等,在课外查找资料的过程本身就是学生的一个学习的过程,在课堂教学中能够先让学生用一、两分钟来讲历史上关于复数故事。下面是具体的设计内容: 把 10 分成两部分,使其乘积为 40 的问题,方程是 X (10-X) = 40 ,他求得根为5-15-和5+15-,然后说,“不管会受到多大的良心责备”,把5-15-和5+ 15-相乘得乘积为25-(-15),即 40。卡尔丹在解三次方程时,又一次使用了负数的平方根。卡尔丹肯定了负数的平方根的用处。数学家为此创造了“虚数”,以符号i 表示,并规定2 1i =-,-1 的平方根当然就是i ± 了。这样一来,负数开平方的难题就迎刃而解。这就是科学的创新精神。不过,用i 表示虚数的单位,却是直到 18 世纪著名的数学家欧拉提出的,这看似简单的符号却经历了两百多年才出现,这就是数学发展的艰辛历程。“实数”、“虚数”这两个词是由法国数学家笛卡尔在 1637 年率先提出来的。后人在这两个成果的基础上,把实数和虚数结合起来,记为a +b i 表的形式,称为复数。 在虚数刚进入数的领域时,人们对它的用处一无所知。实际生活中也没有用复数来表示的量,因而,最初人们对虚数产生怀疑和不接受的态度。18 世纪对于“虚数”的争论让很多数学家非常困惑,到 19 世纪仍然对此争论不休。对于 1-,柯西说:“我们能够毫无遗憾地完全否定和抛弃一个我们不知道它表示什么,也不知道应该让它表示什么的数”;哈密尔顿也置疑“在这样一种基础上,哪里有什么科学可言”;大数学家欧拉对于虚数概念也是不甚了了。在《代数学引论》中,他写道:“因为所有能够想象的数要么大于零,要么小于零,要么等于零,所以负数的平方根显然是不能包含在这些数之中的 ,所以我们必须说 ,它们是不可能的数……它们通常被称为想象的数,因为它们只存有于想象之中。有趣的是,对此抱否定态度的爱因斯坦,却恰恰是他先把复数使用到了物理学领域。 让学生了解这些史实,能够增进他们学习数学的兴趣与信心。 【建议2】古题新用,培养创新意识

数学史

解析几何发展史 数学111 陈樊众所周知,在16世纪末,天文、力学、航海等领域都有了进一步的研究发展,在这些领域也相继取得了一定的成果,如德国天文学家开普勒发现行星是绕着太阳沿着椭圆轨道运行的,太阳处在这个椭圆的一个焦点上;意大利科学家伽利略发现投掷物体试验着抛物线运动的。这些发现都涉及到圆锥曲线,要研究这些比较复杂的曲线,原先的一套方法显然已经不适应了,此外,法国数学家韦达提出了用代数的方法解几何问题的想法。在17世纪初,生产的发展与科学技术的进一步发展,给数学提出新的问题不断增多,要求不断变高,法国数学家笛卡尔与费马首先认识到新的数学学科解析几何学产生的必要和可能。解析几何学又称为坐标几何或卡氏几何,是数学中最基本的学科之一,也是科学技术中最基本的数学工具之一。解析几何的诞生是数学思想的一次飞跃,它代表着几何学与代数学的统一。 解析几何的基本内容有:引进坐标,使点(乃至更一般的几何对象)与数对应;使方程与曲线(或曲面等)相互对应;通过代数方法或算术方法解决几何问题,反过来对于代数方程等给出几何直观的解释。其中第三点是非常重要的,由于几何学的代数化或算术化大大扩展了几何学的研究领域,并弥补了综合方法的不足,为后来数学的发展指出了一条阳光大道。 解析几何学的思想来源可以上溯到公园前2000年。美索不达米亚地区的巴比伦人已经能用数字表示一点到另一个固定点、直线或物体的距离,已有原始坐标思想。公元前4世纪中古希腊数学家门奈赫莫斯发现了圆锥截线,并对这些曲线的性质作了系统的阐述。公元前200年左右阿波罗尼奥斯著有《圆锥曲线论》8卷,全面论述了圆锥曲线的各种性质,其中采用过一种坐标,以圆锥体底面的直径作为横坐标,过顶点的垂线作为纵坐标,加之所研究的内容,可以看做是解析几何的萌芽。解析几何的发展是由许许多多数学家不辞艰辛地付出所换来的,解析几何学的这一套内容的建立需要一个漫长的过程,通过参考一些有关解析几何学的书籍不难发现,解析几何学的发展大致可以归为以下几个阶段:创建阶段、翻译与评注阶段、从牛顿到欧拉的扩展阶段、定型阶段、推广阶段。 一、创建阶段 一般情况,笛卡尔与费马被公认为解析几何学的创立者,虽然很多学者对于他们的优先权问题有不同的说法,但他们是从不同的角度独立作出这项成功的。从许多参考书中可以发现他们的出发点不同,费马是从复原遗失的古希腊著作出发,特别是阿波隆尼斯问题(即求一个圆与已知三个圆相切),他更是进一步推广成求一个球与已知四个球相切的问题,由于熟悉韦达的符号代数学,他把代数学的与他所关心的轨迹问题结合起来。而笛卡尔完全继承了韦达的目标,通过几何作图作出代数方程的根来,当然也是结合韦达的代数方法。他们的道路也不同,笛卡尔是一位哲学家,把数学当成理性思维的基础,几何学只是他的一般方法论注脚,而费尔马是一位数学家,把从古代典籍的只言片语中得出的片段信息系统地翻译成代数的形式。 费马于1629年写成《平面和立体的轨迹引论》,这本书于1679年正式出版,在该书中,他找到了一个研究曲线问题的普遍方法,他提出解析几何学的一般原理:只要在最后的方程里出现了两个未知量,我们就得到一条轨迹,其中一个未

数学史资料

§5.2阿拉伯数学 5.2.1阿拉伯文明概况 阿拉伯国家指以阿拉伯民族为主体的国家,大多分布在亚洲西部和北非一带,一般使用阿拉伯语,信奉伊斯兰教。然而“阿拉伯数学”并非指阿拉伯国家的数学,而是指8-15世纪阿拉伯帝国统治下的中亚西亚地区的数学,是穆斯林、希腊人、波斯人和基督徒等所写的阿拉伯文数学著作。 穆斯林在默罕莫得(mohammed)的鼓舞下,在默罕莫得死后(632)不到半个世纪的时间内征服了从印度到西班牙,乃至北非和南意大利的大片土地,到7世纪初,阿拉伯半岛基本统一。661年,叙利亚总督摩阿维亚(muawiyah)被选为哈里发后改为世袭制,开始了倭马亚王朝(umayyads, 661-750).755年阿拉伯帝国分裂为两个独立王国。750年阿布尔·阿拔斯(abū'l-abbās,722-754)推翻倭马亚王朝,建立了东部王国阿拔斯王朝,762年迁都巴格达。756年,逃亡到西班牙的倭马亚王朝后裔阿卜杜·拉曼(abdal-rahmān) 宣告建立西部阿拉伯王国,定首都西班牙的哥尔多华。909年,伊斯兰什叶派脱离巴格达,在北非突尼斯建立一个新的哈里发国家,973年迁都埃及开罗。 11世纪开始,阿拉伯帝国受到外民族的侵略,11世纪初东亚突厥人一支的塞尔柱(seljuk)人入侵阿拉伯,并于1055年在巴格达建立素丹政权;1097年十字军东征,开始了基督教欧洲对穆斯林亚洲的征服;1258年,蒙古人旭烈兀(1219-1265)占领巴格达,建立伊儿汗国,从此阿拉伯帝国灭亡。 在世界文明史上,阿拉伯人在保存和传播希腊、印度甚至中国的文化,最终为近代欧洲的文艺复兴准备学术前提方面作出了巨大贡献。阿拉伯建国后,东西两个帝国的哈里发都十分重视科学与艺术事业,他们曾经从拜占庭帝国收买过大量希腊人手稿,他们还延请各地科学家到他们的首都从事科学研究,巴格达成为当时的科学文化中心与商业中心,那里设有学院、图书馆、天文台等科学机构。6世纪柏拉图学院被罗马王封闭后,很多希腊学者转入波斯,这样具有希腊学术传统的波斯文化后来成为阿拉伯文化的一部分。埃及的亚历山大里亚城曾是希腊的学术中心,被阿拉伯征服后,也成为留给阿拉伯人的重要文化遗产,而且叙利亚学派所在的安提阿、大马士革与基督教景教派所在地以得撒,都在阿拉伯帝国的统治下。这样阿拉伯获得印度、希腊、近东等多地区的文化,大多来源于希腊人的手稿或叙利亚与希伯来文译本。今天的研究表明,中国的文化也曾直接流入阿拉伯,或通过印度间接传播阿拉伯世界。 在曼苏尔哈里发时期,婆罗摩笈多等印度天算家的著作在766年左右传入巴格达,并译成阿拉伯文,8世纪末到9世纪初的兰希哈里发时期,包括《几何原本》和《大汇编》在内的希腊天文数学经典先后都被译成阿拉伯文字。9世纪最著名翻译家,阿拉伯学者伊本·科拉(Tabit ibn Qorra,836-901)翻译了欧几里得、阿波罗尼乌斯、阿基米德、托勒玫、狄奥多修斯等人的著作。到10世纪丢番图、海伦等人著作也被译成阿拉伯文。

基于数学史研究的课题.doc

基于数学史研究的课题 数学史研究的背景 研究数学发展历史的学科,是数学的一个分支,也是自然科学史研究下属的一个重要分支。和所有的自然科学史一样,数学史也是自然科学和历史科学之间的交叉学科。数学史研究所使用的方法主要是历史科学的方法,在这一点上,它与通常的数学研究方法不同。它研究的对象是数学发展的历史,因此它与通常历史科学研究的对象又不相同。具体地说,它所研究的内容是: %1数学史研究方法论问题;②总的学科发展史——数学史通史;③数学各分支的分科史(包括细小分支的历史);④不同国家、民族、地区的数学史及其比较;⑤不 同时期的断代数学史;⑥数学家传记;⑦数学思想、数学概念、数学方法发展的历史; ⑧数学发展与其他科学、社会现象之间的关系;⑨数学教育史;⑩ 数学史文献学;等等。按其研究的范围又可分为内史和外史。 内史从数学内在的原因(包括和其他自然科学之间的关系)来研究数学发展的历史; 外史从外在的社会原因(包括政治、经济、哲学思潮等原因)来研究数学发展与其他社会因素间的关系。数学发展具有阶段性,因此研究者根据一定的原则把数学史分成若干时期。学术界通常将数学发展划分为以下五个时期:数学萌芽期(公元前600年以前);初等数学时期(公元前600年至17世纪中叶);变量数学时期(17世纪中叶至19世纪20年代);近代数学时期(19世纪20年代至第二次世界大战);现代数学时期(20世纪40年代以来)。 数学史和数学研究的各个分支,和社会史与文化史的各个方面都有着密切的联系,这表明数学史具有多学科交叉与综合性强的性质。 人们研究数学史的历史,由来甚早。古希腊时就曾有人写过一部《几何学史》, 可惜未能流传下来,但在5世纪普罗克洛斯对欧几里得《几何原本》第一?卷的注文中还保留有一部分资料。中世纪阿拉伯国家的一些传记作品和数学著作中,曾讲述到一些数学家的生平以及其他有关数学史的材料。12世纪时,大量的古希腊和中世纪阿拉伯数学书籍传入西欧。这些著作的翻译既是当时的数学研究,也是对古典数学著作的整理和保存。 近代西欧各国的数学史研究,是从18世纪,由J. É.蒙蒂克拉、C. 博絮埃、A. C.克斯特纳同时?开始,而以蒙蒂克拉1758年出版的《数学史》(1799?

中国数学史-

中国数学史 数学是中国古代科学中一门重要的学科,根据中国古代数学发展的特点,可以分为五个时期:萌芽;体系的形成;发展;繁荣和中西方数学的融合。 中国古代数学的萌芽 原始公社末期,私有制和货物交换产生以后,数与形的概念有了进一步的发展,仰韶文化时期出土的陶器,上面已刻有表示1234的符号。到原始公社末期,已开始用文字符号取代结绳记事了。 西安半坡出土的陶器有用1~8个圆点组成的等边三角形和分正方形为100个小正方形的图案,半坡遗址的房屋基址都是圆形和方形。为了画圆作方,确定平直,人们还创造了规、矩、准、绳等作图与测量工具。据《史记·夏本纪》记载,夏禹治水时已使用了这些工具。 商代中期,在甲骨文中已产生一套十进制数字和记数法,其中最大的数字为三万;与此同时,殷人用十个天干和十二个地支组成甲子、乙丑、丙寅、丁卯等60个名称来记60天的日期;在周代,又把以前用阴、阳符号构成的八卦表示八种事物发展为六十四卦,表示64种事物。 公元前一世纪的《周髀算经》提到西周初期用矩测量高、深、广、远的方法,并举出勾股形的勾三、股四、弦五以及环矩可以为圆等例子。《礼记·内则》篇提到西周贵族子弟从九岁开始便要学习数目和记数方法,他们要受礼、乐、射、驭、书、数的训练,作为“六艺”之一的数已经开始成为专门的课程。 春秋战国之际,筹算已得到普遍的应用,筹算记数法已使用十进位值制,这种记数法对世界数学的发展是有划时代意义的。这个时期的测量数学在生产上有了广泛应用,在数学上亦有相应的提高。 战国时期的百家争鸣也促进了数学的发展,尤其是对于正名和一些命题的争论直接与数学有关。名家认为经过抽象以后的名词概念与它们原来的实体不同,他们提出“矩不方,

数学史-课程论文

西南大学 专业学位研究生 课程作业 课程名称数学文化与数学史 培养单位数学与统计学院 级别2017 姓名李楠馨 学号112017314221204 类别免师教育硕士 领域学科教学(数学) 2017年7月22 日 研究生院制

教材中数学史呈现方式的研究现状与趋势 西南大学数学与统计学院 李楠馨 【摘要】本文通过检索分析近十年来国内主要数学教育期刊及硕博士论文中关于“教材中数学史呈现方式的研究”的相关文献,通过文献分析法和对应维度的分类统计,对这一主题内的研究现状和趋势加以梳理和归纳,期望能对数学史与数学文化素材在教材中的融入提供思路和内容参考。 一、研究背景与问题 数学史具有重要的数学价值,已得到理论与实践两个层面的普遍认同。然而在实践教学中,却出现了史料及意识的“无米之炊”以及对数学史“高评价,低利用”的现象。教材中运用数学史可直接为教学提供史料素材,改变“无米之炊”的现状;而以何种方式呈现将决定教学史的使用水平,这对数学教育目标的达成具有重要影响。[1]数学史进入数学课程有显性和隐形两种形式,显性融入虽能起到一定的作用,但并没有深层次的挖掘其中蕴含的数学思维和方法,属于表面性的融入。融入数学史目标和瓶颈在于如何隐形融入,使之在潜移默化中对学生的理解和认知数学以更好的辅助。 一些学者认为,我国教材对数学史的处理方式,因存在简单化倾向,即对数学史料理解单一、内容选择单一、史料编排形式单一等不足,使得数学史内容未能真正融入教材,数学史料和教学主题与内容之间在形式和本质上仍处于分离状态。另外,因受教师认识水平等因素影响,数学史在教学中常处于低水平使用甚至被忽略的状态。数学史激发学生学习兴趣、帮助学生深入理解数学本质等多重资源价值与教学功能未能得到充分发挥。新课程的深入实施,使得数学史融入数学教材成为一个备受关注、颇有争议并富于挑战意义的课题。 数学史融入数学教材的“正文”的各个环节已成为理论研究与实践需要的共同呼声。如今,新课程实施已逾十年,我国教材亦几经改进,教材中的数学史使用情况如何?研究者们在关注数学史融入教材的研究时,尤其以数学史在教材中的呈现方式进行的比较研究已经进行到了怎样的程度?它们的研究成果中有哪些是共性的结果?它们比较的维度和框架都是怎样的?研究这些问题的数学教育工作者主要是高校教师还是一线教师? 本文通过检索分析近十年来国内主要数学教育期刊上关于“数学史在教材中的呈现方式”的相关文献,通过文献分析法和对应维度的分类统计,

数学史概论复习资料

第0章数学史—人类文明的重要篇章 一、数学史研究哪些内容?(P1) 数学史研究数学概念、数学方法和数学思想的起源与发展,及其与社会、经济和一般文化的联系。 数学是研究现实世界的空间形式与数量关系的科学 二、数学史通常采用哪些线索进行分期?(P9) 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 三、本书对数学史如何分期?(P9) 1、数学的起源与早期发展(公元前6世纪); 2、初等数学时期(公元前6世纪-16世纪); A.古代希腊数学(公元前6世纪—6世纪) B.中世纪东方数学(3世纪—15世纪) C.欧洲文艺复兴时期(15世纪—16世纪) 3、近代数学时期(17世纪-18世纪); 4、现代数学时期(1820年至今)。 A.现代数学酝酿时期(1820'—1870) B.现代数学形成时期(1870—1940) C.现代数学繁荣时期(或称当代数学时期,1950—现在) 四、近几年新编的中小学数学教材中,增加了不少数学史知识.

请对这种变化的积极意义谈谈你的认识与体会. 这些数学史有效的补充了教材内容,使教材内容更丰富、充实,让学生对数学的历史有了进一步的了解,激发了学生的学习兴趣,培养了学生的数学素养。将数. 学史融入数学实践活动,例如以七巧板系列活动为主题,以提高学生创新思维为抓手,由浅入深,循序渐进地开展了面向全体学生的智力七巧板实践活动。七巧板实践活动的开展,充实了数学史应用的内容,丰富了学生的课余生活,培养了学生组合分解能力、动手实践能力和思维创新能力,特别是对学生创新素质的提高产生了积极的作用和深远的影响。 第一章数学的起源与早期发展 一、世界上早期常见有几种古老文明记数系统,它们分别是什么数字,采用多少进制数系?(P13) 1.古埃及的象形数字(公元前3400年左右) 2.古巴比伦的楔形数字(公元前2400年左右) 3.中国的甲骨文(公元前1600年左右) 4.希腊阿提卡数字(公元前500年左右) 5.中国的算筹码(公元前500年左右) 6.印度婆罗门数字(公元前500年左右) 7.玛雅数字(?) 其中除巴比伦楔形数字采用六十进制、玛雅数字采用二十进制外,其他均属十进制数系 二、“河谷文明”指的是什么?(P16)

数学史与数学教育2018尔雅满分答案

数学史与数学教育绪言(一) 1 【单选题】(A)于1758年出版的著作《数学史》是世界上第一部数学史经典著作。 ?A、蒙蒂克拉 ?B、阿尔弗斯 ?C、爱尔特希 ?D、傅立叶 2 【单选题】首次使用幂的人是(C)。 ?A、欧拉 ?B、费马 ?C、笛卡尔 ?D、莱布尼兹 3 【单选题】康托于(B)年起开始出版的《数学史讲义》标志着数学史成了一门独立的学科。?A、1870 ?B、1880 ?C、1890 ?D、1900 4 【判断题】历史上最早的数学史专业刊物是1755年起开始出版的《数学历史、传记与文献通报》。错误 5 【判断题】公元前5世纪的《希腊选集》中记载了关于丢番图年龄的诗文。(错误) 数学史与数学教育绪言(二) 1 【单选题】卡约黎的著作《数学的历史》出版于(B)年。 ?A、1890

?C、1898 ?D、1902 2 【单选题】史密斯的著作《初等数学的教学》出版于(A)。 ?A、1900 ?B、1906 ?C、1911 ?D、1913 3 【单选题】(D)数学史教授卡约黎倡导为教育而研究数学史。 ?A、德国 ?B、法国 ?C、英国 ?D、美国 4 【判断题】四等分角以及倍立方问题同属于三大几何难题,是被证明无法用尺规做出的。(错误) 5 【判断题】史密斯倡导建立了ICMI。(正确) 数学史与数学教育绪言(三) 1 【单选题】Haeckel的生物发生定律应用于数学史中即为(C)。 ?A、基础重复原理 ?B、往复创新原理 ?C、历史发生原理 ?D、重构升华原理 2 【单选题】史密斯的数学史课程最早开设于(C)年。

?B、1890 ?C、1891 ?D、1892 3 【单选题】《如何解题》、《数学发现》的作者是(C)。 ?A、庞加莱 ?B、弗赖登塔尔 ?C、波利亚 ?D、克莱因 4 【判断题】M.克莱因认为学生学习中遇到的困难也是数学家历史上遇到的困难,数学史可以作为数学教育的指南。(正确) 5 【判断题】18世纪欧洲主流学术观点不承认负数为数。(正确) 数学史与数学教育绪言(四) 1 【单选题】HPM的研究内容不包括(D)。 ?A、数学教育取向的数学史研究 ?B、基于数学史的教学设计 ?C、历史相似性研究 ?D、数学史融入数学科研的行动研究 2 【单选题】HPM的主要目标是促进三方面的国际交流与合作,其中不包括。D ?A、大中学校数学史课程 ?B、数学史在数学教学上的运用 ?C、各层次数学史与数学教育关系的观点 ?D、数学史对数学发展的推动作用 3

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数学史资料---YEP 数学是什么?数学是研究数量、结构、变化以及空间模型等概念的一门学科。透过抽象化和逻辑推理的使用,由计数、计算、量度和对物体形状及运动的观察中产生。数学家们拓展这些概念,为了公式化新的猜想以及从合适选定的公理及定义中建立起严谨推导出的真理。 从专业知识学习看数学史的重要性 专业知识与历史知识总是互补的。就是说,不仅研究、学习历史需要具备一定的专业知识,而且学习专业知识也同样需要用历史知识帮助分析和思考。著名数学家外尔(h?weyl,1885-1955)认为:“如果不知道远溯古希腊各代前辈所建立和发展的概念、方法和结果,我们就不可能理解近50年来数学的目标。”如果教材是根据现代数学的分科来编写,并主要是按照公理化的思想方法而不是知识的发生过程编排体系,就会使学生在学习数学知识时,常常知其然而不知其所以然,尤其会对数学概念的发展过程,定理证明的发现过程以及数学各分支之间的联系知之甚少。因此,让学生了解各门课程的发展历史是促进各科学习的必要途径。具体地,数学史的作用可以概括为:(1)对数学给出一个整体框架,对数学有一个整体图景,能认识到各分支之间的相互关系。(2)对数学问题、概念、理论和方法的来龙去脉有一定认识。对引入它们的动机与产生的后果有所了解,以上两点使我们对于某分支在整个数学中的定位能够初步理解。(3)总结历史上的经验、教训,借鉴解决问题的各种途径、方向。(4)对数学发展趋势有一定的估计和预测. 实践经验证明,向学生介绍一些数学家的生平或者历史上数学进展中的曲折历程,以及在教学中提供一些历史上的真实“问题”,还可以激发学生的学习兴趣 数学在人类文明的发展中起着非常重要的作用,数学推动了重大的科学技术进步。但在历史上,限于技术条件,依据数学推理和推算所作的预见,往往要多年之后才能实现。数学为人类生产和生活带来的效益容易被忽视。进入二十世纪,尤其是到了二十世纪中叶以后,科学技术发展到这一步:数学理论研究与实际应用之间的时间差已大大缩短,特别是当前,随着电脑应用的普及,信息的数字化和信息通道的大规模联网,依据数学所作的创造设想已经达到可即时试验、即时实施的地步。数学技术将是一种应用最广泛、最直接、最及时、最富创造力和重要的实用技术 整个人类文明的历史就像长江的波浪一样,一浪高过一浪,滚滚向前.科学巨人们站在时代的潮头,以他们的勇气、智慧和勤奋把人类的文明从一个高潮推向另一个高潮.我们认为,整个人类文明可以分为三个鲜明的层次: 1)以锄头为代表的农耕文明; 2)以大机器流水线作业为代表的工业文明; 3)以计算机为代表的信息文明.数学在这三个文明中都是深层次的动力,其作用一次比一次明显. 古人讲,欲穷千里目,更上一层楼.我们将在文化这一更为广阔的背景下,讨论数学的发展,数学的作用以及数学的价值,让读者不仅从数学自身的思想、方法和应用的角度,而且从文化的高度和历史的高度鸟瞰数学的全貌和数学大厦的宏伟与美丽.数学在人类文明中一直是一种主要的文化力量.数学不仅在科学推理中具有重要的价值,在科学研究中起着核心的作用,在工程设计中必不可少.而且,在西方,数学决定了大部分哲学思想的内容和研究方法,摧毁和构造了诸多宗教教义,为政治学和经济学提供了依据,塑造了众多流派的绘画、音乐、建筑和文学风格,创立了逻辑学.作为理性的化身,数学已经渗透到以前由权威、习惯、风俗所统治的领域,并成为其思想和行动的指南.人类历史上的每一个重大事件的背后都有数学的身影:哥白尼的日心说,牛顿的万有引力定律,无线电波的发现,三权分立的政治结构,一夫一妻的婚姻制度,爱因斯坦的相对论,孟德尔的遗传学,巴贝奇的计算机,马尔萨斯的人口论,达尔文的进化论,达.芬奇的绘画,巴赫的12平均率, 晶体结构的确定,双螺旋疑结的打开等都与数学思想有密切联系。但是,要说清楚数学的中心作用,必须从根谈起,必须从古希腊谈起。 3. 希腊文化小结。古希腊的文化大约从公元前600年延续到公元前300年.古希腊数学的主要贡献是,第一,对自然哲学的贡献。它留给我们一个坚强的信念:自然数是万物之母,即宇宙规律的核心是数学.这个信念鼓舞人们将宇宙间一切现象的终极原因找出来,并将它数量化. 第二,对数学科学的贡献。他们将数和形抽象化,并坚持演绎证明。这样,数学科学诞生了。并由此它孕育了一种理性精神,这种精神现在已经渗透的人类知识的一切领域.

基于数学史的高中概率与统计的教学案例综述 2019年文档

基于数学史的高中概率与统计的教学案例综述 G633.6 一、数学史融于数学教学的相关研究综述 张国定(2007)设计了海伦公式,正弦定理,勾股定理,二次方程求解问题,“数学归纳法”五个结合数学史的教学案例。以课前三分钟“数学史话”的方式教学,将案例进行课堂教学检验。发现这种方式提高了学生学数学的兴趣,成绩也有显著变化。由此得出了提出问题-引导阅读(课外)-讨论交流-教师的概括与提升-进一步的阅读的教学模式。 雷晓莉(2008)设计了变量与函数,平面向量的数量积及运算;正弦定理;两角和与差的三角函数;等差数列前n项和;图形的初步认识;一次不定方程、方程组的解决;一元二次方程组的解法(配方法)八个结合数学史的案例。并将案例在课堂进行检验。研究结果表明,结合数学史的课堂教学,加深了教师对教学内容的理解和研究,提高了教师对教育理念的应用。 刘兴华(2009)从教学实践出发,结合问卷调查中发现的普遍问题,选定“无理数”、“勾股定理”、“相似三角形”三部分内容,给出不同教学内容的数学史料开发形式;根据教材中数学知识的教学结构体系,给出了数学史与教材内容重新整合的不同方式;在不同教学目标下,针对问卷中出现的数学史渗入教学的难点问题,结合不同授课类型,开发出三个数学史融入课堂教从页展示数学史视角下的体现数学思想方法的教学的教学设计。.

学设计。在三个数学史融入课堂教学的设计中,给出数学史料在数学课堂中三个渗入形式。由此,体现一定的课堂标准的教学理念,实现教材设置的教学目标。 朱凤琴,徐伯华(2010)在数学教育的整体框架下,综合考虑数学史与教学要素的关系,建构了许多融入模式,如诠释学模式、资源联络模式、历史―心理的认识论模式、三面向模式、“为何―如何”模式.这些模式对于我国的 HPM 本土化建设有以下多方面的启示:教师是数学史融入的主体;课程目标是数学史融入的方向;多角度分析是数学史融入的关键;数学史资源急待开发;HPM 应成为教师教育的重要内容。 崔海燕(2011)在“数学史选讲”部分设计了两个案例,分别是周髀算进与勾股定理,欧拉与高斯,在数学必修内容中对函数概念,等比数列求和,平面直角坐标系中的基本公式进行了数学史的案例设计。这都为结合数学史的课堂教学提供可用的案例。曹丽莉(2011)细致研究了数学史在中学数学课程中的渗透方法,该方法分为二个阶段,第一阶段:将历史直接附加于教学过程,第二阶段:融入式应用。并为数学史融于数学教学提供了一般的模式。 苗蓉(2012)针对目前缺乏数学史的教学案例和教师不知道如何应用数学史编写教学案例这一问题,开发了对数及运算,椭圆教学两个完整的案例。并将开发的案例应用于数学课堂教学实得到用数学史编写的教案可以提高学生学通过调查访谈法,践,

数学史知识点及答案讲解

一、单项选择题 1.世界上第一个把π计算到3.1415926<n <3.1415927 的数学家是( B ) A.刘徽 B.祖冲之 C.阿基米德 D.卡瓦列利 2.我国元代数学著作《四元玉鉴》的作者是( C ) A.秦九韶 B.杨辉 C.朱世杰 D.贾宪 3.就微分学与积分学的起源而言( A ) A.积分学早于微分学 B.微分学早于积分学 C.积分学与微分学同期 D.不确定4.在现存的中国古代数学著作中,最早的一部是( D ) A.《孙子算经》 B.《墨经》 C.《算数书》 D.《周髀算经》 5.简单多面体的顶点数V、面数F及棱数E间有关系V+F-E=2这个公式叫( D )。 A.笛卡尔公式 B.牛顿公式 C.莱布尼茨公式 D.欧拉公式 6.中国古典数学发展的顶峰时期是( D )。 A.两汉时期 B.隋唐时期 C.魏晋南北朝时期 D.宋元时期 7.最早使用“函数”(function)这一术语的数学家是( A )。 A.莱布尼茨 B.约翰·伯努利 C.雅各布·伯努利 D.欧拉 8.1834 年有位数学家发现了一个处处连续但处处不可微的函数例子,这位数学家是( B )。 A.高斯 B.波尔查诺 C.魏尔斯特拉斯 D.柯西 9.古埃及的数学知识常常记载在(A )。 A.纸草书上 B.竹片上 C.木板上 D.泥板上 10.大数学家欧拉出生于(A )A.瑞士B.奥地利C.德国D.法国 11.首先获得四次方程一般解法的数学家是( D )。 A.塔塔利亚 B.卡当 C.费罗 D.费拉利

12.《九章算术》的“少广”章主要讨论(D )。 A.比例术 B.面积术 C.体积术 D.开方术 13.最早采用位值制记数的国家或民族是( A )。 A.美索不达米亚 B.埃及 C.阿拉伯 D.印度 二、填空题 14.希尔伯特在历史上第一次明确地提出了选择和组织公理系统的原则,即: 15.在现存的中国古代数学著作中,《周髀算经》是最早的一部。卷上叙述的关于荣方与陈子的对话,包含了勾股定理的一般形式。 16三角,而数学史学 17.欧几里得《几何原本》全书共分13 卷,包括有(5)条公理、(5)条公设。18.两千年来有关欧几里得几何原本第五公设的争议,导致了非欧几何的诞生。 19.阿拉伯数学家花拉子米的《代数学》第一次给出了一次和二次方程的一般解法,并用__几何___方法对这一解法给出了证明。 20.被称为“现代分析之父”的数学家是(柯西),被称为“数学之王”的数学家是(高斯)。 21.第一台能做加减运算的机械式计算机是数学家帕斯卡于1642 年发明的。22.1900年,德国数学家希尔伯特在巴黎国际数学家大会上提出了(23)个尚未解决的数学问题,在整个二十世纪,这些问题一直激发着数学家们浓厚的研究兴趣。 23.首先将三次方程一般解法公开的是意大利数学家(卡当),首先获得四次方

数学史整理资料

李文林认为数学史的研究具有三重目的: 一是历史的目的,即恢复历史本来的面目; 二是数学的目的,即古为今用,为现实的数学研究与自主创新提供历史借鉴; 三是教育的目的,即在数学教学中利用数学史, 作为数学史研究的基本方法与手段,常有历史考证、数理分析、比较研究等方法。 《周脾算经》:天文学和数学的著作 《九章算术》:总结性的数学著作 宋元全盛时期(1000年-14世纪初) 中国数学的全盛时期 《数书九章》:秦九韶 贾宪三角阵(二项展开式系数) 郭守敬的球面三角 朱世杰的四元术(四元高次方程论) 完整的系统和完备的算法 历史学家往往把兴起于埃及、美索不达米亚、中国和印度等地域的古代文明称为“河谷文明”。早期数学就是在尼罗河、底格里斯河与幼发拉底河、黄河与长江、印度河与恒河等河谷地带首先发展起来的。 亚历山大大帝(前356~前323 )是欧洲历史上最伟大的军事天才,马其顿帝国最富盛名的征服者。亚历山大大帝,古代马其顿国王,世界古代史上著名的军事家和政治家 泰勒斯生于公元前624年,是公认的希腊哲学鼻祖。泰勒斯在数学方面的贡献是开始了命题的证明,它标志着人们对客观事物的认识从感性上升到理性,这在数学史上是一个不寻常的飞跃。泰勒斯是演绎几何学的鼻祖,开数学证明之先河, “毕达哥拉斯学派万毕达哥拉斯非常重视数学,企图用数来解释一切。万物皆数”是历史上第一次用数来观察、解释世界的学说。无理数的发现是毕达哥拉斯学派最卓越的功绩,也是整个数学史上一项重大发现。 雅典时期的希腊数学 黄金时代——亚历山大学派成就最大的是亚历山大前期三大数学家欧几里得、阿基米德和阿波罗尼奥斯。欧几里得的《几何原本》是一部划时代的著作。其伟大的历史意义在于它是用公理法建立起演绎体系的最早典范。阿基米德他根据力学原理去探求解决面积和体积问题,已经包含积分学的初步思想。阿波罗尼奥斯的主要贡献是对圆锥曲线的深入研究。 阿基米德“智慧之都”“力学之父”阿基米德原理”(浮力定律) 亚历山大后期,公元前146年以后,在罗马统治下的亚历山大学者仍能继承前人的工作,不断有所发明。海伦(约公元62)、门纳劳斯(约公元100)、帕普斯等人都有重要贡献。天文学家C.托勒密(约85~165)将喜帕恰斯的工作加以整理发挥,奠定了三角学的基础。 海伦,其《量度论》《天文学大成》对三角学的贡献为托勒密在数学史上赢得了稳固地位 晚期的希腊学者在算术和代数方面也颇有建树,代表人物有尼科马霍斯(约公元100)和丢番图(约250)。前者是杰拉什(今约旦北部)地方的人。著有《算术入门》,后者的《算术》是讲数的理论的,而大部分内容可以归入代数的范围。丢番图的《算术》是讲数论的,它讨论了一次、二次以及个别的三次方程,还有大量的不定方程 那个学术自由的时代,开始于一个男人的诞生,结束于一个女人的死亡,那个男人叫毕达哥拉斯,那个女人叫希帕蒂亚。 中国传统数学 汉简《算数书》,是中国最早的一部数学著作。 周髀算经》原名《周髀》,不著作者姓名。它是中国最古的天文学著作,主要阐明“盖天

中国数学史

中国数学史 中国数学史 1. 中国数学从公元前后至公元14 世纪,先后经历了三次发展高潮,即___________ 、魏晋南北朝时期以及宋元时期,其中___________ 时期达到了中国古典数学发展的顶峰。 3.1 《周髀算经》与《九章算术》1. 《史记》“夏本纪”记载说:夏禹治水,“左规矩,右准绳”,这里的规是指________ ,矩则是指_____________ 。 2 “一尺之棰,日取其半,万世不竭”出自我国古代名著( ) 。 A. 《考工记》 B. 《墨经》 C. 《史记》 D. 《庄子》 3. 在现存的中国古代数学著作中,《________ 》是最早的一部。卷上叙述的关于荣方与陈子的对话,包含了________ 的一般形式。

4 中国历史上最早叙述勾股定理的著作是《______ 》,中国历史上最早完成勾股定理证明的数学家是三国时期的______ 。 5 《九章算术》是从先秦至___________ 的长时期里经众多学者编撰、修改而成的一部数学著作。 6 、“九数”是指:方田、粟米、差分、少广、商功、均输、方程、赢不足、旁要。 7 、《九章算术》就是从九数发展来的。 8 《九章算术》" 方田" 、" 商功" 、" 勾股" 三章处理几何问题。其中" 方田" 章讨论_________ ," 勾股" 章则是关于_________ 。 9 《九章算术》的“少广”章主要讨论()。 A. 比例术 B. 面积术 C. 体积术 D. 开方术 10 《九章算术》内容丰富,全书共有________ 章,大约有________ 个问题。

基于数学史的平均数_中位数和众数的理解_吴骏

基于数学史的平均数、中位数和众数的理解① 吴 骏 黄青云 (曲靖师范学院数学与信息科学学院 655011)(云南省曲靖市麒麟区第一中学 655000) 平均数是统计学中的重要概念.陈希孺指出,如果我们从理论的角度走一点极端,则可以说,一部数理统计学的历史,就是从纵横两个方向对算术平均数进行不断深入研究的历史[1].实际上,描述一组数据的平均水平,除了应用较为广泛的平均数外,还有中位数和众数,这三个概念各有优缺点,存在不同的适用范围.对于统计概念的学习而言,重要的不是统计量的计算,而是对其意义的理解.那么,统计概念的理解到底体现在哪些方面呢?纵观这三个概念的历史起源,这无疑为我们开启了一扇新的窗口.本文从数学史视角来探讨对平均数、中位数和众数的理解,以期能对中学统计教学有所裨益. 1 利用平均数估计大数 在历史上,平均数最早是用来估计大数的.公元4世纪,在古印度有一个估计果树上树叶和果实数目的故事: 一棵枝叶茂盛的大树长有两条大的树枝,Rtuparna需要估计这两条树枝上树叶和果实的数目.他首先估计了根部的一条细枝上树叶和果实的数目,然后乘以树枝上所有细枝的数目,得到估计值为2095.经过一夜的计数,证明Rtuparna的估计十分接近实际的数目[2-3]. 在这个例子中,尽管我们不能确定Rtuparna如何选择细枝,但可以猜想他可能选择了一条平均大小的细枝,由此得到了恰当的估计.平均大小的细枝具有代表性,这可能是算术平均数的直觉使用,因为所选的细枝代表了其余的所有细枝,其数量处于“中间”位置,应该不是太多,也不可能太少,否则所得总数将会变得太大或太小.用现代术语来说,选择枝条的一个代表值a,再乘以枝条的数目n,得到总数n×a=∑xi,其中xi是枝条上的树叶和果实数. 这个例子启发我们,在教学设计时,应该把大数估计问题作为学生的认知起点,通过教学活动让学生再现这种方法,以培养他们对平均数的直觉能力.教师只有在学生已经发展了代表性的思想之后,才教给他们平均数的计算方法,而不是让学生掌握了平均数的计算公式以后,再来理解平均数的代表性. 2 中点值是算术平均数的前概念 算术平均数的前概念可能是中点值,即两个极端值的算术平均数.中点值在9世纪至11世纪阿拉伯人的天文、冶金和航海中有广泛的应用.托勒密(Ptolemy,100-170)在《天文学大成》中指出:取最大值和最小值的平均数是一条法则[4].这样做的目的是为了降低观察值的误差,使所得的结果介于最大值和最小值之间.一个雅典指挥官Thucydides,在《伯罗奔尼撒人战争的历史》一书讲述了利用中点值估计船员人数的问题:Homer给出了船的数目是1200条,并指出,两种不同的船分别有120名和50名船员.我猜想,他的意思是表明了各种船中容纳船员的最大数目是120人,最小数目是50人,因此可以取最大和最小数目的平均数,作为每条船上船员的平均人数,再乘以船只的数量,以此估算出全体船员的人数[5]. ①基金项目:云南省教育厅科学研究基金“数学史融入中学统计概念教学的理论与实践”(编号:2012Y411)

数学史试题及答案

浙江师范大学成教2006学年第2学期 《数学史》考试卷(A)(式样一) 一、单项选择题(每小题2分,共26分) 1.世界上第一个把π计算到3.1415926<π<3.1415927的数学家是( B ) A.刘徽 B.祖冲之 C.阿基米德 D.卡瓦列利 2.我国元代数学著作《四元玉鉴》的作者是( C ) A.秦九韶 B.杨辉 C.朱世杰 D.贾宪 3.就微分学与积分学的起源而言( A ) A.积分学早于微分学 B.微分学早于积分学 C.积分学与微分学同期 D.不确定 4.在现存的中国古代数学著作中,最早的一部是( D ) A.《孙子算经》 B.《墨经》 C.《算数书》 D.《周髀算经》 5.发现著名公式e iθ=cosθ+i sinθ的是( D )。 A.笛卡尔 B.牛顿 C.莱布尼茨 D.欧拉 6.中国古典数学发展的顶峰时期是( D )。 A.两汉时期 B.隋唐时期 C.魏晋南北朝时期 D.宋元时期 7.最早使用“函数”(function)这一术语的数学家是( A )。 A.莱布尼茨 B.约翰·伯努利 C.雅各布·伯努利 D.欧拉 8.1834年有位数学家发现了一个处处连续但处处不可微的函数例子,这位数学家是( B )。 A.高斯 B.波尔查诺 C.魏尔斯特拉斯 D.柯西 9.古埃及的数学知识常常记载在(A)。 A.纸草书上 B.竹片上 C.木板上 D.泥板上

10.大数学家欧拉出生于(A ) A.瑞士 B.奥地利 C.德国 D.法国 11.首先获得四次方程一般解法的数学家是( D )。 A.塔塔利亚 B.卡当 C.费罗 D.费拉利 12.《九章算术》的“少广”章主要讨论(D)。 A.比例术 B.面积术 C.体积术 D.开方术 13.最早采用位值制记数的国家或民族是( A )。 A.美索不达米亚 B.埃及 C.阿拉伯 D.印度 二、填空题(每空1分,共28分) 14.希尔伯特在历史上第一次明确地提出了选择和组织公理系统的原则,即:相容性、____完备性_______、____独立性_______。 15.在现存的中国古代数学著作中,《周髀算经》是最早的一部。卷上叙述的关于荣方与陈子的对话,包含了勾股定理的一般形式。 16.二项式展开式的系数图表,在中学课本中称其为____杨辉____三角,而数学史学者常常称它为_____贾宪___三角。 17.欧几里得《几何原本》全书共分13卷,包括有____5____条公理、____5____条公设。 18.两千年来有关欧几里得几何原本第五公设的争议,导致了非欧几何的诞生。 19.阿拉伯数学家花拉子米的《代数学》第一次给出了一次和二次方程的一般解法,并用__几何____方法对这一解法给出了证明。 20.在微积分方法正式发明之前,许多数学家的工作已经显示着微积分的萌芽,如开普勒的旋转体体积计算、巴罗的微分三角形方法以及瓦里士的曲线弧长的计算等。 ε-语言的数学家是维尔斯特拉斯。 21.创造并最先使用δ 22.数学家们为研究古希腊三大尺规作图难题花费了两千年的时间,1882年德国数学家林德曼证明了数π的超越性。 23.罗巴契夫斯基所建立的“非欧几何”假定过直线外一点,至少有两条直

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