基于数学史研究的课题[最终版]

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第一篇:基于数学史研究的课题[最终版]

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 1

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》(1799~1802年又经J.de拉朗德增补)为代表。从19世纪末叶起,研究数学史的人逐渐增多,断代史和分科史的研究也逐渐展开,1945年以后,更有了新的发展。19世纪末叶以后的数学史研究可以分为下述几个方面。

①通史研究 代表作可以举出M.B.康托尔的《数学史讲义》(4卷,1880~1908)以及C.B.博耶(1894、1919)、D.E.史密斯(2卷,1923~1925)、洛里亚(3卷,1929~1933)等人的著作。法国的布尔巴基学派也写了一部数学史收入《数学原理》丛书之中。以尤什凯维奇为代表的苏联学者和以弥永昌吉、伊东俊太郎为代表的日本学者也都有多卷本数学通史出版。1972年美国M.克莱因所著《古今数学思想》一书,被认为是70年代以来的一部佳作。

②古希腊数学史 许多古希腊数学家的著作被译成现代文字,在这方面作出了成绩的有J.L.海贝格、胡尔奇、T.L.希思等人。洛里亚和希思还写出了古希腊数学通史。20世纪30年代起,著名的代数学家范·德·瓦尔登在古希腊数学史方面也作出成绩。60年代以来匈牙利的A.萨博的工作则更为突出,他从哲学史出发论述了欧几里得公理体系的起源。

③古埃及和巴比伦数学史 把巴比伦楔形文字泥板算书和古埃及纸草算书译成现代文字是艰难的工作。查斯和阿奇博尔德等人都译过纸草算书,而诺伊格鲍尔锲而不舍数十年对楔形文字泥板算书的研究则更为有名。他所著的《楔形文字数学史料研究》(1935、1937)、《楔形文字数学书》(与萨克斯合著,1945)都是这方面的权威性著作。他所著《古代精密科学》(1951)一书,汇集了半个世纪以来关于古埃及和巴比伦数学史研究成果。范·德·瓦尔登的《科学的觉醒》(1954)一书,则又加进古希腊数学史,成为古代世界数学史的权威性著作之一。

④断代史和分科史研究 德国数学家(C.)F.克莱因著的《19世纪数学发展史讲义》(1926~1927)一书,是断代体近现代数学史研究的开始,它成书于20世纪,但其中所反映的对数学的看法却大都是19世纪的。直到1978年法国数学家J.迪厄多内所写的《1700~1900数学史概论》出版之前,断代体数学史专著并不多,但却有(C.H.)H.外尔写的《半个世纪的数学》之类的著名论文。对数学各分支的历史,从数论、概率论,直到流形概念、希尔伯特23个数学问题的历史等,有多种专著出现,而且不乏名家手笔。许多著名数学家参预数学史 2 的研究,可能是基于(J.-)H.庞加莱的如下信念,即:“如果我们想要预见数学的将来,适当的途径是研究这门科学的历史和现状”,或是如H.外尔所说的:“如果不知道远溯古希腊各代前辈所建立的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,也不可能理解它的成就。”

⑤历代数学家的传记以及他们的《全集》、《选集》的整理和出版 这是数学史研究的大量工作之一。此外还有多种《数学经典论著选读》出现,辑录了历代数学家成名之作的珍贵片断。

⑥专业性学术杂志 最早出现于19世纪末,M.B.康托尔(1877~1913,30卷)和洛里亚(1898~1922,21卷)都曾主编过数学史杂志,最有名的是埃内斯特勒姆主编的《数学宝藏》(1884~1915,30卷)。现代则有国际科学史协会数学史分会主编的《国际数学史杂志》。

中国以历史传统悠久而著称于世界,在历代正史的《律历志》“备数”条内常常论述到数学的作用和数学的历史。例如较早的《汉书·律历志》说数学是“推历、生律、制器、规圆、矩方、权重、衡平、准绳、嘉量,探赜索稳,钩深致远,莫不用焉”。《隋书·律历志》记述了圆周率计算的历史,记载了祖冲之的光辉成就。历代正史《列传》中,有时也给出了数学家的传记。正史的《经籍志》则记载有数学书目。

在中国古算书的序、跋中,经常出现数学史的内容。如刘徽注《九章算术》序(263)中曾谈到《九章算术》形成的历史;王孝通“上缉古算经表”中曾对刘徽、祖冲之等人的数学工作进行评论;祖颐为《四元玉鉴》所写的序文中讲述了由天元术发展成四元术的历史。宋刊本《数术记遗》之后附录有“算学源流”,这是中国,也是世界上最早用印刷术保存下来的数学史资料。程大位 《算法统宗》(1592)书末附有“算经源流”,记录了宋明间的数学书目。

以上所述属于零散的片断资料,对中国古代数学史进行较为系统的整理和研究,则是在乾嘉学派的影响下,在清代中晚期进行的。主要有:①对古算书的整理和研究,《算经十书》(汉唐间算书)和宋元算书的校订、注释和出版,参预此项工作的有戴震(1724~1777)、李潢(?~1811)、阮元(1764~1849)、沈钦裴(1829年校算《四元玉鉴》)、罗士琳(1789~1853)等人。②编辑出版了《畴人传》(数学家和天文学家的传记),它“肇自黄帝,迄于昭(清)代,凡为此学者,人为之传”,它是由阮元、李锐等编辑的(1795~1799)。其后,罗士琳作“补遗”(1840),诸可宝作《畴人传三编》(1886),黄钟骏又作《畴人传四编》(1898)。《畴人传》,3

实际上就是一部人物传记体裁的数学史。收入人物多,资料丰富,评论允当,它完全可以和蒙蒂克拉的数学史相媲美。

利用现代数学概念,对中国数学史进行研究和整理,从而使中国数学史研究建立在现代科学方法之上的学科奠基人,是李俨和钱宝琮。他们都是从五四运动前后起,开始搜集古算书,进行考订、整理和开展研究工作的。经过半个多世纪,李俨的论文自编为《中算史论丛》(1~5集,1954~1955),钱宝琮则有《钱宝琮科学史论文集》(1984)行世。从20世纪30年代起,两人都有通史性中国数学史专著出版,李俨有《中国算学史》(1937)、《中国数学大纲》(1958);钱宝琮有《中国算学史》(上,1932)并主编了《中国数学史》(1964)。钱宝琮校点的《算经十书》(1963)和上述各种专著一道,都是权威性著作。

从19世纪末,即有人(伟烈亚力、赫师慎等)用外文发表中国数学史方面的文章。20世纪初日本人三上义夫的《数学在中国和日本的发展》以及50年代李约瑟在其巨著《中国科学技术史》(第三卷)中对中国数学史进行了全面的介绍。有一些中国的古典算书已经有日、英、法、俄、德等文字的译本。在英、美、日、俄、法、比利时等国都有人直接利用中国古典文献进行中国数学史的研究以及和其他国家和地区数学史的比较研究。

数学史上的重要意义

1、科学意义

每一门科学都有其发展的历史,作为历史上的科学,既有其历史性又有其现实性。其现实性首先表现在科学概念与方法的延续性方面,今日的科学研究在某种程度上是对历史上科学传统的深化与发展,或者是对历史上科学难题的解决,因此我们无法割裂科学现实与科学史之间的联系。数学科学具有悠久的历史,与自然科学相比,数学更是积累性科学,其概念和方法更具有延续性,比如古代文明中形成的十进位值制记数法和四则运算法则,我们今天仍在使用,诸如费尔马猜想、哥德巴赫猜想等历史上的难题,长期以来一直是现代数论领域中的研究热点,数学传统与数学史材料可以在现实的数学研究中获得发展。国内外许多著名的数学大师都具有深厚的数学史修养或者兼及数学史研究,并善于从历史素材中汲取养分,做到古为今用,推陈出新。中国著名数学家吴文俊先生早年在拓扑学研究领域取得杰出成就,七十年代开始研究中国数学史,在中国数学史研究的理论和方法方面开创了新的局面,特别是在中国传统数学机械化思想的启发下,建立了被誉为“吴方法”的关于几何定理机器证明的数学机械化方法,他的工作不

愧为古为今用,振兴民族文化的典范。

科学史的现实性还表现在为我们今日的科学研究提供经验教训和历史借鉴,以使我们明确科学研究的方向以少走弯路或错路,为当今科技发展决策的制定提供依据,也是我们预见科学未来的依据。多了解一些数学史知识,也不会致使我们出现诸如解决三等分角作图等荒唐事,避免我们在这样的问题上白费时间和精力。同时,总结中国数学发展史上的经验教训,对中国当今数学发展不无益处。

2、文化意义

美国数学史家M.克莱因曾经说过:“一个时代的总的特征在很大程度上与这个时代的数学活动密切相关。这种关系在我们这个时代尤为明显”。“数学不仅是一种方法、一门艺术或一种语言,数学更主要是一门有着丰富内容的知识体系,其内容对自然科学家、社会科学家、哲学家、逻辑学家和艺术家十分有用,同时影响着政治家和神学家的学说”。数学已经广泛地影响着人类的生活和思想,是形成现代文化的主要力量。因而数学史是从一个侧面反映的人类文化史,又是人类文明史的最重要的组成部分。许多历史学家通过数学这面镜子,了解古代其他主要文化的特征与价值取向。古希腊(公元前600年-公元前300年)数学家强调严密的推理和由此得出的结论,因此他们不关心这些成果的实用性,而是教育人们去进行抽象的推理,和激发人们对理想与美的追求。通过希腊数学史的考察,就十分容易理解,为什么古希腊具有很难为后世超越的优美文学、极端理性化的哲学,以及理想化的建筑与雕塑。而罗马数学史则告诉我们,罗马文化是外来的,罗马人缺乏独创精神而注重实用。

3、教育意义

当我们学习过数学史后,自然会有这样的感觉:数学的发展并不合逻辑,或者说,数学发展的实际情况与我们今日所学的数学教科书很不一致。我们今日中学所学的数学内容基本上属于17世纪微积分学以前的初等数学知识,而大学数学系学习的大部分内容则是17、18世纪的高等数学。这些数学教材业已经过千锤百炼,是在科学性与教育要求相结合的原则指导下经过反复编写的,是将历史上的数学材料按照一定的逻辑结构和学习要求加以取舍编纂的知识体系,这样就必然舍弃了许多数学概念和方法形成的实际背景、知识背景、演化历程以及导致其演

化的各种因素,因此仅凭数学教材的学习,难以获得数学的原貌和全景,同时忽视了那些被历史淘汰掉的但对现实科学或许有用的数学材料与方法,而弥补这方面不足的最好途径就是通过数学史的学习。

在一般人看来,数学是一门枯燥无味的学科,因而很多人视其为畏途,从某种程度上说,这是由于我们的数学教科书教授的往往是一些僵化的、一成不变的数学内容,如果在数学教学中渗透数学史内容而让数学活起来,这样便可以激发学生的学习兴趣,也有助于学生对数学概念、方法和原理的理解与认识的深化。

科学史是一门文理交叉学科,从今天的教育现状来看,文科与理科的鸿沟导致我们的教育所培养的人才已经越来越不能适应当今自然科学与社会科学高度渗透的现代化社会,正是由于科学史的学科交叉性才可显示其在沟通文理科方面的作用。通过数学史学习,可以使数学系的学生在接受数学专业训练的同时,获得人文科学方面的修养,文科或其它专业的学生通过数学史的学习可以了解数学概貌,获得数理方面的修养。而历史上数学家的业绩与品德也会在青少年的人格培养上发挥十分重要的作用。

中国数学有着悠久的历史,14世纪以前一直是世界上数学最为发达的国家,出现过许多杰出数学家,取得了很多辉煌成就,其源远流长的以计算为中心、具有程序性和机械性的算法化数学模式与古希腊的以几何定理的演绎推理为特征的公理化数学模式相辉映,交替影响世界数学的发展。由于各种复杂的原因,16世纪以后中国落后了,经历了漫长而艰难的发展历程才渐渐汇入现代数学的潮流。由于教育上的失误,致使接受现代数学文明熏陶的我们,往往数典忘祖,对祖国的传统科学一无所知。数学史可以使学生了解中国古代数学的辉煌成就,了解中国近代数学落后的原因,中国现代数学研究的现状以及与发达国家数学的差距,以激发学生的爱国热情,振兴民族科学。

数学史上的三大危机

1、无理数

大约公元前5世纪,不可通约量的发现导致了毕达哥拉斯悖论。当时的毕达哥拉斯学派重视自然及社会中不变因素的研究,把几何、算术、天文、音乐称为“四艺”,在其中追求宇宙的和谐规律性。他们认为:宇宙间一切事物都可归结为整数或整数之比,毕达哥拉斯学派的一项重大贡献是证明了勾股定理,但由此

也发现了一些直角三角形的斜边不能表示成整数或整数之比(不可通约)的情形,如直角边长均为1的直角三角形就是如此。这一悖论直接触犯了毕氏学派的根本信条,导致了当时认识上的“危机”,从而产生了第一次数学危机。

到了公元前370年,这个矛盾被毕氏学派的欧多克斯通过给比例下新定义的方法解决了。他的处理不可通约量的方法,出现在欧几里得《原本》第5卷中。欧多克斯和狄德金于1872年给出的无理数的解释与现代解释基本一致。今天中学几何课本中对相似三角形的处理,仍然反映出由不可通约量而带来的某些困难和微妙之处。第一次数学危机对古希腊的数学观点有极大冲击。这表明,几何学的某些真理与算术无关,几何量不能完全由整数及其比来表示,反之却可以由几何量来表示出来,整数的权威地位开始动摇,而几何学的身份升高了。危机也表明,直觉和经验不一定靠得住,推理证明才是可靠的,从此希腊人开始重视演译推理,并由此建立了几何公理体系,这不能不说是数学思想上的一次巨大革命!

2、无穷小

18世纪,微分法和积分法在生产和实践上都有了广泛而成功的应用,大部分数学家对这一理论的可靠性是毫不怀疑的。

1734年,英国哲学家、大主教贝克莱发表《分析学家或者向一个不信正教数学家的进言》,矛头指向微积分的基础--无穷小的问题,提出了所谓贝克莱悖论。他指出:“牛顿在求xn的导数时,采取了先给x以增量0,应用二项式(x+0)n,从中减去xn以求得增量,并除以0以求出xn的增量与x的增量之比,然后又让0消逝,这样得出增量的最终比。这里牛顿做了违反矛盾律的手续──先设x有增量,又令增量为零,也即假设x没有增量。”他认为无穷小dx既等于零又不等于零,召之即来,挥之即去,这是荒谬,“dx为逝去量的灵魂”。无穷小量究竟是不是零?无穷小及其分析是否合理?由此而引起了数学界甚至哲学界长达一个半世纪的争论。导致了数学史上的第二次数学危机。

18世纪的数学思想的确是不严密的,直观的强调形式的计算而不管基础的可靠。其中特别是:没有清楚的无穷小概念,从而导数、微分、积分等概念也不清楚,无穷大概念不清楚,以及发散级数求和的任意性,符号的不严格使用,不考虑连续就进行微分,不考虑导数及积分的存在性以及函数可否展成幂级数等等。

直到19世纪20年代,一些数学家才比较关注于微积分的严格基础。从波尔查诺、阿贝尔、柯西、狄里赫利等人的工作开始,到威尔斯特拉斯、戴德金和康托的工作结束,中间经历了半个多世纪,基本上解决了矛盾,为数学分析奠定了严格的基础。

3、罗素悖论

数学史上的第三次危机,是由1897年的突然冲击而出现的,从整体来看,还没有解决到令人满意的程度。这次危机是由于在康托的一般集合理论的边缘发现悖论造成的。由于集合概念已经渗透到众多的数学分支,并且实际上集合论成了数学的基础,因此集合论中悖论的发现自然地引起了对数学的整个基本结构的有效性的怀疑。

罗素悖论使整个数学大厦动摇了。无怪乎弗雷格在收到罗素的信之后,在他刚要出版的《算术的基本法则》第2卷末尾写道:“一位科学家不会碰到比这更难堪的事情了,即在工作完成之时,它的基础垮掉了,当本书等待印出的时候,罗素先生的一封信把我置于这种境地”。于是终结了近12年的刻苦钻研。承认无穷集合,承认无穷基数,就好像一切灾难都出来了,这就是第三次数学危机的实质。尽管悖论可以消除,矛盾可以解决,然而数学的确定性却在一步一步地丧失。现代公理集合论的大堆公理,简直难说孰真孰假,可是又不能把它们都消除掉,它们跟整个数学是血肉相连的。所以,第三次危机表面上解决了,实质上更深刻地以其它形式延续着。

参考文献: 1 邓小荣.高中数学的体验教学法〔J〕.广西师范学院学报,2003(8)2 黄红.浅谈高中数学概念的教学方法〔J〕.广西右江民族师专学报,2003(6)3 胡中双.浅谈高中数学教学中创造性思维能力的培养〔J〕.湖南教育学院学报,2001(7)竺仕芳.激发兴趣,走出误区———综合高中数学教学探索〔J〕.宁波教育学院学报,2003 9

第二篇:数学史

1学习数学史有何意义?研究数学史主要有那些形式?

与其他知识部门相比,数学是门历史性或者说累积性很强的科学。重大的数学理论总是在继承和发展原有理论的基础上建立起来的,它们不仅不会推翻原有的理论,而且总是包容原先的理论。人们也常常把现代数学比喻成一株茂密的大树,它包含着并且正在继续生长出越来越多的分支。

数学史不仅是单纯的数学成就的编年记录。数学的发展决不是一帆风顺的,在更多的情况下是充满忧郁、徘徊,要经历艰难曲折,甚至会面临危机。数学史也是数学家们克服困难和战胜危机的斗争记录。对这种记录的了解可使我们从前人的探索与奋斗中汲取教益,获得鼓舞和增强信心。因此,可以说不了解数学史就不可能全面了解数学科学。

大类分为内史和外史。具体有编年史(随时间前后)、国别史(按不同国家区域)、学科史(按数学分科)、断代史(截开一个历史横断面,研究同一个时期内各个国家各个区域的数学情况)

2作为世界四大文明古国之一,中国在先秦时期有哪些主要的数学成就?

商高定理:又叫“勾股定理”。在任何一个直角三角形中,两条直角边的平方之和一定等于斜边的平方。在中国,《周髀算经》记载了勾股定理的公式与证明,相传是在商代由商高发现,故又有称之为商高定理。勾股定理是几何学中一颗光彩夺目的明珠,被称为“几何学的基石”,而且在高等数学和其他学科中也有着极为广泛的应用。

《墨经》:诸子百家中阐述自然科学理论与学说最丰富的著作,包括光学、力学、逻辑学及几何学等各方面的知识,还包含了无限分割的思想。

《周髀算经》:《周髀(bì)算经》乃是算经的十书之一。原名《周髀》,它是我国最古老的天文学著作,主要阐明当时的盖天说和四分历法。唐初规定它为国子监明算科的教材之一,故改名《周髀算经》。《周髀算经》在数学上的主要成就是介绍了勾股定理及其在测量上的应用以及怎样引用到天文计算。

3刘徽是中国历史上。最重要的数学家之一,他的«九章算术注»对于中国传统数学体系的形成具有特别重要的意义。试阐述他的主要数学成就。

刘徽的数学成就大致为两方面:

一是清理中国古代数学体系并奠定了它的理论基础。这方面集中体现在《九章算术注》中。它实已形成为一个比较完整的理论体系:二是在继承的基础上提出了自己的创见。

用数的同类与异类阐述了通分、约分、四则运算,以及繁分数化简等的运算法则;他从开方不论述了无理方根的存在。他还用“率”来定义中国古代数学中的“方程”,即现代数学中线性方程组的增广矩阵。逐一论证了有关勾股定理与解勾股形的计算原理,建立了相似勾股形理论,发展了勾股测量术;用出入相补、以盈补虚的原理及“割圆术”的极限方法提出了刘徽原 1

理,并解决了多种几何形、几何体的面积、体积计算问题。他在《九章算术•圆田术》注中,用割圆术证明了圆面积的精确公式,并给出了计算圆周率的科学方法。

4宋元时期我国最杰出的数学家有哪些?试阐述他们的代表作和主要数学成就。

宋元时期数学,可以说是以算筹为主要工具的中国古代数学的极盛时期,出现了沈括、秦九韶、李治、杨辉、朱世杰等著名的数学家和他们编写的数学著作。如沈括的《梦溪笔谈》,秦九韶的《数学九章》等。这一时期数学家取得了很多具有世界意义的成就,特别是高次方程数值解法、天元术和四元术、大衍求一术、垛积术和招差术等。北宋沈括《梦溪笔谈》中曾经研究二阶级数求和问题,首创“隙积术”。南宋杨辉丰富和发展了隙积术的成果,提出

S=12+22+32+…+n2=1/6n(n+1)(2n+1)

S=1+3+6+10+…+n(n+1)/2=1/6n(n+1)(n+2)

之类的垛积公式。

5中国传统数学是世界数学发展长河的一支不容忽视的源头, 她有哪些重要特点?

一是追求实用,如《周髀算经》是我国最古老的天文学著作;二是注重算法,“问—答—术”的解题程序,“术”就是解答该类问题的程序化算法;三是寓理于算,如中国传统几何理论基础“出入相补”等原理。20世纪数学的发展有哪些显著的特点?

一是更高的抽象性,包括集合论观点(数学的研究对象是抽象集合)和公理化方法(数学的研究对象);二是更强的统一性,体现在几何与分析的统一、几何与代数的统一、几何分析和代数的统一;三是更深刻的基础性,体现在集合论悖论、三大学派(逻辑主义、直觉主义、形式主义)、数理逻辑体系;四是更广泛的应用性。20世纪应用数学的发展有哪些特点?

向人类几乎所有的知识领域渗透,纯粹数学几乎对所有的分支都获得应用;现代数学对生产技术的应用变得越来越直接,向外渗透产生了一些相对独立的学科,如数理统计、运筹学、控制论和信息论等。现代计算机的出现,对数学科学的发展有何影响?对您影响最大的现代数学的学科有哪些?为什么?对您影响最大的数学家有哪些人?为什么?

第三篇:数学史

数学史读后感

寒假读了数学史,有很多感触。原来最简单的数字在诞生之前,也经历了那么多曲折,现在看起来很自然的数字0、无理数、负数等,在当时看来是那么奇怪。历史上经历了蛮长的过程才被接受,他们是许多学者前仆后继、辛勤耕耘的结果。

数学史上的三次危机,正是由于数学家们不怕困难,坚持真理,数学才得以继续发展。正如数学的发展过程一样,数学的学习过程也会遇到各种困难和挫折,但是我们要向祖冲之,陈景润、欧拉他们那样,孜孜不倦的学习,以顽强拼搏的精神和勇气,经过思考和探索获得只是。同时,我们也要学习数学家们敢于质疑和创新精神,善于思考。创新是发展的灵魂。在以后的学习中,不因困难而放弃,刻苦钻研。我的数学不太好,但是我不会放弃。虽然不会成为数学家,但是我一定会把数学学好,多写、多练。祖冲之的故事给了我很多感悟。

祖冲之(公元429——500年)是我国南北朝时代一位成绩卓著的科学家。他不仅在天文、数学等方面有过闻名世界的贡献,而且在机械制造等方面也有许多发明创造。他的发明为促进社会生产的发展,建立了不可磨灭 的功绩,受到了中国人民和世界人民的尊敬。刘徽发明了用分割的方法,求得圆周率的近似值3.14。他说用无限分割方法可以求得更加精确的数值,但是后来是由祖冲之求得了更加精确的数值。他的毅力和坚持是多么让人敬佩啊。相比之下,我们的那点困难又算的了什么呢。我们现在有如此优越的条件,更应该努力学习,不能因为一点小小的挫折,就倒下了,要坚持。要明确自己的目标,人正是因为有了清晰的目标和坚定的信仰,有了脚踏实地的行动,才能成功。以后要积极思考,发现问题,学习数学家创新的精神,如果没有欧几里得第五公设的怀疑就不会有非欧几何的产生,如果没有创新的勇气哪儿会有康托尔集合论的创立。

数学的发展只一个漫长而又曲折的过程,我们学习的只是很少的一部分,没有理由不好好学。这个过程正如人生一样,布满荆棘,但不能阻挡我们的前进。

第四篇:数学史

前言

一、数学史研究哪些内容? P1 答:数学史研究数学概念、数学方法和数学思想的起源与发展,及其与社会政治、经济和一般文化的联系。

二、历史上关于数学概念的定义有哪些? P5~8 答:

1、公元前4世纪的希腊哲学家亚里士多德将数学定义为“数学是量的科学”。2、16世纪英国哲学家培根(1561—1626)将数学分为“纯粹数学” 与“混合数学”。

3、在17世纪,笛卡儿(1596—1650)认为:“凡是以研究顺序(order)和度量(measure)为目的的科学都与数学有关”。4、19世纪恩格斯这样来论述数学:“纯数学的对象是现实世界的空间形式与数量关系”。根据恩格斯的论述,数学可以定义为:“数学是研究现实世界的空间形式与数量关系的科学。” 5、19世纪晚期,集合论的创始人康托尔(1845—1918)曾经提出: “数学是绝对自由发展的学科,它只服从明显的思维,就是说它的概念必须摆脱自相矛盾,并且必须通过定义而确定地、有秩序地与先前已经建立和存在的概念相联系”。6、20世纪50年代,前苏联一批有影响的数学家试图修正前面提到的恩格斯的定义来概括现代数学发展的特征:“现代数学就是各种量之间的可能的,一般说是各种变化着的量的关系和相互联系的数学”。

7、从20世纪80年代开始,又出现了对数学的定义作符合时代的修正的新尝试。主要是一批美国学者,将数学简单地定义为关于“模式” 的科学:“【数学】这个领域已被称作模式的科学,其目的是要揭示人们从自然界和数学本身的抽象世界中所观察到的结构和对称性”。

三、数学史通常采用哪些线索进行分期?P9

答:一般可以按照如下线索:

(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。

四、本书对数学史如何分期?P9

答:

1、数学的起源与早期发展(公元前6世纪前)

2、初等数学时期(公元前6世纪一16世纪)

(1)古代希腊数学(公元前6世纪-6世纪)

(2)中世纪东方数学(3世纪一15世纪)

(3)欧洲文艺复兴时期(15世纪一16世纪)

3、近代数学时期(变量数学,17世纪-18世纪)

4、现代数学时期(1820年一现在)(1)现代数学酝酿时期(1820„一1870)(2)现代数学形成时期(1870—1940’)

(3)现代数学繁荣时期(当代数学时期,1950-现在)

第一章

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 答:1.古埃及的象形数字(公元前3400年

左右):十进制数系

2.巴比伦楔形数字(公元前2400年左右):六十进制数系 3.中国甲骨文数字(公元前1600年左右):十进制数系 4.希腊阿提卡数字(公元前500年左右):十进制数系 5.中国筹算数码数字(公元前500年左右):十进制数系 6.印度婆罗门数字(公元前300年左右):十进制数系

7.玛雅数字(?):二十进制数系

二、“河谷文明”指的是什么? P16 答:历史学家往往把兴起于埃及。美索不大米亚、中国和印度等地域的古代文明称为“河谷文明”。

三、关于古埃及数学的知识主要依据哪两部纸草书?P17 纸草书中问题绝大部分都是实用性质,但有个别例外,请举例。P23

答:古埃及数学的知识主要依据莱茵德纸草书和莫斯科纸草书两部纸草书。例如:莱茵德纸草书第79题:“7座房,49只猫,343只老鼠,2401棵麦穗,16807赫卡特。

四、美索不达米亚人的记数制远胜埃及象形数字之处主要表现在哪些方面?P23—2

5答:

1、六十进制为主德楔形文记数系统。

2、巧妙地将位值原理应用到整数以外的分数。

3、计算程序化。

4、数表计算。

第二章

一、希腊数学一般是指什么时期,活动于什么地方的数学家创造的数学? P32 答:希腊数学一般指从公元前600年至公元600年间,活动于希腊半岛、爱琴海区域、马其顿与色雷斯地区、意大利半岛、小亚细亚以及非州北部的数学家们创造的数学。

二、什么使泰勒斯获得了第一位数学家和论证几何学鼻祖的美名? P33 答:关于泰勒斯并没有确凿的传记资料留传下来。但是以下命题记载却流传至今,使泰勒斯获得了第一位数学家和论证几何学鼻祖的美名。泰勒斯曾证明了下列四条定理:

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、两相交直线形成的对顶角相等;

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。传说泰勒斯还证明了现称“泰勒斯定理”的命题:半圆上的圆周角是直角。

三、毕达哥拉斯学派认为宇宙万物皆依赖于整数的信条由于什么发现而受到动摇?这个“第一次数学危机”是由于什么人提出的新比例理论而暂时消除,P38这个新比例理论当今的语言可怎么叙述?P48 答:毕达哥拉斯学派认为宇宙万物皆依赖于整数的信条由于不可公度量的发现而受到动摇, 这个“第一次数学危机”是大约一个世纪以后,由于毕达哥拉撕学派成员阿契塔斯的学生欧多克斯提出的新比例理论而暂时消除。

这个新比例理论当今的语言可叙述为(P48):设A,B,C,D是任意四个量,其中A和B同类,C和D同类,如果对于任意两个正整数m和n,关系mA()nB是否成立,相应地取决于关系mC()nD是否成立,则称A与B之比等于C与D之比,即四量成比例。

四、希腊数学学派主要有哪些学派? P39

答:希腊数学也随之走向繁荣,学派林立,主要有:

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。

五、古希腊三大著名几何问题是什么?P40 答:(1)化圆为方,即作一个给定的圆面积相等的正方形。

(2)倍方立体,即求作一立方体,使其体积等于已知立方体的两倍。(3)三等分角,即分任意角为三等分。

六、亚里士多德《物理学》中记载芝诺提出的四个著名的悖论是什么?P43 答:芝诺四个著名悖论:

1、两分法

2、阿基里斯

3、飞箭

4、运动场

七、希腊数学的“黄金时代”指的是什么时间?这时期希腊数学的中心从雅典移到何处,此处出现了哪三大数学家? P45

答:从公元前338年希腊诸邦被马其顿控制,至公元前30年罗马消灭最后一个希腊化国家托勒密王国的三百余年,史称希腊数学的“黄金时代”。

这时期希腊数学的中心从雅典移到亚历山大城;此处出现了欧几里得、阿基米德和阿波罗尼奥斯三大数学家,标志着古代希腊数学的颠峰。

八、几何《原本》共分多少卷,包括有多少条公理,多少条公设,多少个定义和多少条命题? P46 答:几何《原本》共分13卷,包括有5条公理,5条公设,119定义和465条命题。

九、阿基米德数学研究的最大功绩是什么? P52~53 答:阿基米德数学研究的最大功绩是集中探讨与面积与体积计算相关的问题。主要著述:(1)《圆的度量》(2)《抛物线求积》(3)《论螺线》(4)《论球和圆柱》(5)《论劈锥曲面和旋转椭球》(6)《引理集》(7)《处

理力学问题的方法》(8)《论平面图形的平衡或其重心》(9)《论浮体》(10)《沙粒计数》(11)《牛群问题》。

十、阿波罗尼奥斯最重要的数学成就是什么?P58 答:阿波罗尼奥斯最重要的数学成就是创立了相当完美的圆锥曲线理论。

第三章

一、中国数学史上何时何人何种方法最先完成勾股定理证明?P70

答:公元3世纪三国时期的赵爽在注《周髀算经》,作“勾股圆方图“,其中的”弦图“,相当于运用面积的出入相补证明了勾股定理。

二、《九章算术》中各章名称是什么?这些章节中谈论算术、代数、几何方面的内容为哪些章节?P71----78 答 :《九章算术》采用问题集的形式,全书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,其中所包含的数学成就是丰富和多方面的。

算术方面:方田、粟米、衰分、均输、盈不足;

代数方面:方程;

几何方面:方田、商功、勾股。

三、刘徽的数学成就中最突出是什么? P78

答:刘徽的数学成就中最突出是 “割圆术”和“体积理论”

四、贾宪增乘开方法能否适用于开任意高次方? P93

答:贾宪增乘开方法,是一个非常有效的和高度机械化的算法,可适用于开任意高次方。

五、为什么说一次同余组求解的剩余定理常常被称为“中国剩余定理”? P96 答:秦九韶(约公元1202――1261)的“大衍求一术”是完全正确且十分严密的,但本人没有给出证明,到18、19世纪,欧拉(1743)和高斯(1801)分别对一次同余组进行了详细研究,重新独立地获得与秦九韶“大衍求一术”相同的定理,并对模数两两互素的情形作出了严格证明。1876年德国人马蒂生首先指出秦九韶的算法与高斯算法是一致的,因此关于一次同余组求解的剩余定理常常被称为“中国剩余定理”。

第四章

一、印度数学的发展可划分为3个重要时期,这3个重要时期是指什么时期?

答;印度数学的发展可以划分为三个重要时期,首先是雅利安人入侵以前的达罗毗(pi)荼人时期(约公元前3000——前1400),史称河谷文化;随后是吠(fei)陀(tuo)(约公元前10世纪——前3世纪);其次是悉檀(tan)多时期(5世纪——12世纪)。

二、用圆圈符号“O”表示零,可以说是印度数学的一大发明,印度人起初用什么表示零,直到最后发展为圈号。答:点号,直到最后发展为圈号。

1.“0”表示空位;

2.“0”表示“无”;

3.数域的一个基本元素,可以运算。

三、“巴克沙利手稿”中涉及到哪些的数学内容? P107 答:“巴克沙利手稿”中涉及到分数,平方根、数列、收支与利润计算、比例算法、级数求和、代数方程等,其代数方程包括一次方程、联立方程组、二次方程。特别值得注意的是手稿中使用了一些数学符号如:减号、零号“0”。

四、“阿拉伯数学“是否单指阿拉伯国家的数学? P113 答:“阿拉伯数学“并非单指阿拉伯国家的数学,而是指8――15世纪阿拉伯帝国统治下整个中亚和西亚地区的数学,包括希腊人、波斯人、犹太人和基督徒等所写的阿拉伯文及波斯文等数学著作。

五、第一次给出一元二次方程的一般代数解法是来自何人著的著作?

P114

答:第一次给出一元二次方程的一般代数解法是来自中世纪对欧洲数学影响最大的阿拉伯数学家花拉子米(约783-850)的《代数学》。

第五章

一、卡尔丹在1545年出版的著作《大法》中公布了形如x3+mx2=n(m,n>0)的三次方程的解法是从何人那里传授来的?在《大法》中卡尔丹对三次方程又进一步作了哪些工作?P126

答:卡尔丹在1545年出版的著作《大法》中公布了形如x3+mx2=n(m,n>0)的三次方程的解法是从塔塔利亚(1499――1557)那里传授来的。

在《大法》中卡尔丹给出了一般三次方程的解法,而且补充了几何证明;书中还把其学生费拉里(1522――1565)的一般四次方程的解法写进《大法》中。

二、学符号系统化首先应归功于哪位数学家,对这位数学使用的代数符号的改进工作是由何人完成的? P129 答:数学符号系统化首先应归功于法国数学家韦达(1540――1603),对这位数学使用的代数符号的改进工作是由法国笛卡儿(1596――1650)完成的,他首先用拉丁字母(a,b,c,d,)表示已知量,后几个(x,y,z,w,)表示未知量等。

三、球面三角与平面三角何者先出现?P131

答:球面三角先于平面三角出现。

四、对数是何人首先发明?它的产生主要是由于什么的需要?P136 答 :苏格兰贵族数学家纳皮尔正是在球面天文学的三角研究中首先发明对数方法的。对数的产生主要是由于天文和航海计算的强烈需要。

五、笛卡儿创立解析几何的灵感有几个传说,请试述其中的任意一个。P142 答:笛卡儿创立解析几何的灵感有两个传说。第一个传说“晨思”时,看见一只天花板的苍蝇,想确定其路线;另一个传说是1619年冬天的三个连惯的三个梦。

第六章

一、微积分与积分学的起源何者在先,何者在后?P145 答:积分学的起源在先,微积分的起源比积分学的起源要晚的多。

二、微积分酝酿阶段最有代表性的工作有哪几项?P146—154 答:

(一)开普勒与旋转体体积;

(二)卡瓦列里不可分量原理;

(三)笛卡尔“圆法”;

(四)费马求极大值与极小值的方法;

(五)巴罗“微分三角形”;

(六)沃利斯“无穷算术”。

三、牛顿走上创立微积分之路受哪两部著作的影响最深?P155 答:就数学思想的形成而言,笛卡儿的《几何学》和沃利斯的《无穷算术》对他的影响最深,正是这两部著作引导牛顿走上创立微积分之路。

四、牛顿1666年写了《流数简论》之后,始终不渝努力改进,完善自己的微积分学说,先后写成三篇微积分论文,这三篇论文的名称是什么?P158为什么其中第三篇是牛顿最成熟的微积分著述?P160 答:牛顿1666年写了《流数简论》之后,始终不渝努力改进,完善自己的微积分学说,先后写成三篇微积分论文,这三篇论文的名称是:

1、《运用无穷多项方程的分析》,简称《分析学》(1669)

2、《流数法与无穷级数》,简称《流数法》(1671)

3、《曲线求积分》简称《求积术》(1691)

五、为什么说在微积分的创立上牛顿需要与莱布尼茨分享荣誉?P174 答:牛顿和莱布尼茨都是他们时代的巨人,就微积分的创立而言,尽管在背景、方法和形式上存在差异、各有特色,但两者的功绩是相当的,他们都使微积分成为能普遍适用的算法,同时又都将面积、体积及相当的问题归结为反切线(微分)运算。应该说,微积分能成为独立的科学并给整个自然科学带来革命性的影响,主要是靠了牛顿与莱布尼兹的工作,在科学上,重大的真理往往在条件成熟的一定时期的探索者相互独立地发现,微积分地出来,情形也是如此。所以说在微积分的创立上牛顿需要与莱布尼茨分享荣誉。

第七章

一、18世纪微积分发展包括哪几个主要方面?P176—187 答:

(一)积分技术与椭圆积分,(二)微积分向多元函数的推广,(三)无穷级数理论,(四)函数概念的深化,(五)微积分严格化的尝试。

二、简述18世纪常微分方程的发展过程。P188 答:

1、常微分方程是伴随着微积分一起发展起来的,从17世纪末开始,摆的运动、弹性理论以及天体力学等实际问题的研究引出了一系列常微分方程。

2、数学家们起初是采取特殊的技巧来对付特殊的方程,但逐渐开始寻找带普遍性的方法,如:莱布尼兹1691年分离变量法,1696年雅各布伯努利的“伯努利方程”;欧拉和克莱洛的“积分因子法”。

3、欧拉1743年关于n阶常系数线性齐次方程的完整解法。

4、18世纪常微分方程求解的最高成就是拉格朗日1774~1775年间用参数变易法解出了一般n阶变系数非齐次常微分方程。

三、简述18世纪微分几何的形成过程。P196 答:

1、1731年十八岁的法国青年数学家克莱洛发表《关于双重曲率曲线的研究》,开创了空间曲线理论,是建立微分几何的的重要一步;

2、欧拉是微分几何的重要奠基人。他早在1736年就引进了平面曲线的内在坐标概念; 3、18世纪微分几何的发展由于蒙日的工作而臻于高峰,1795年发表的《关于分析的几何应用的活页论文》是第一步系统的微分几何著述。

四、述哥德巴赫猜想与华林问题。P204 答:哥德巴赫猜想从:每个偶数是两个素数之和;每个奇数是三个素数之和。

kkk华林问题:任一自然数n可表示成至多r次幂之和,即nx1x2x3xrk,其中x1,x2,x3,,xr为自然数,r依赖于k。

第八章

一、数学家阿贝尔通过证明什么样的结论解决了五次和高于五次的一般方程的求解问题?P208 答:1824年,年仅22岁的挪威数学家阿贝尔(1802——1829)出版的《论代数方程,证明一般五次方程的不可解性》,在其中严格证明了:如果方程的次数n5,并且系数a1,a2,,an看成字母,那么任何一个由这些字母组成的根式都不可能是方程的根,这样,五次和高于五次的一般方程的求解问题就由阿贝尔解决了。

二、布尔的逻辑代数思想集中在他的哪两本书中。P219

答:布尔(英国数学家,1815--1864)的逻辑代数思想集中在他的1847年发表的《逻辑的数学分支》和1854年出版的《思维规律研究》。

三、《算术研究》的作者是谁,发表的年份是何时?它的发表有何意义。P221

答:《算术研究》是德国数学家高斯在1801年发表的。在19世纪以前,数论只是一系列孤立的结果,《算术研究》发表后数论作为现代数学的一个重要分支得到了系统的发展。《算术研究》中有三个主要思想:同余理论,复整数理论和型的理论。

第九章

一、非欧几何三位发明人(高斯、波约、罗巴切夫斯基)中哪位是最早、最系统地发表自己关于非欧几何的研究成果?P230

答:罗巴切夫斯基。

二、最先理解非欧几何全部意义的数学家是谁?在欧几里得空间中给出非欧几何的直观模型的数学家有哪几位?P235~236 答:最先理解非欧几何全部意义的数学家是黎曼

在欧几里得空间中给出非欧几何的直观模型的数学家有:意大利数学家贝尔特拉米、德国数学家克莱因和法国数学家庞加莱。

三、在射影几何的发展过程中,庞斯列有哪些创举?P239~240 答:庞斯列(法国数学家,1788-1867)1822年出版的《论图形的射影性质》,带来了这门学科历史上的黄金时期。庞斯列有探讨一般问题:图形在射影和截影下保持不变的性质;选择并发展了对偶与调和点列理论;采用中心投影而不是平行投影及两个基本原理——连续性原理和对偶原理的创举。

第十章

一、柯西在分析基础工作方面做了哪些工作?P247

答:柯西(法国数学家,1789——1851)在分析基础工作方面,他写出了一系列著作,其中最有代表性的是《分析教程》(1821)和《无穷小计算教程概论》(1823),它们以严格化为目标,对微积分的基本概念,如变量、函数、极限、连续性、导数、微分、收敛等等给出了明确的定义,并在此基础上重建和拓展了微积分的重要事实与定理。

二、魏尔斯特拉斯在1861年举出一个什么例子来说明存在处处连续但却处处不可微的函数?P250 答:魏尔斯特拉斯在1861年举出一个例子

f(x)bncos(anx),其中a是奇数,n0b(0,1)为常数,使得ab13.2

三、魏尔斯特拉斯关于分析严格化的突出表现是创造了一套什么语言?P253 答:魏尔斯特拉斯关于分析严格化的突出表现是创造了一套ε-δ语言。

四、集合论的建立是由哪些问题研究而导致的?P255 答:在分析的严格化过程中,一些基本概念如极限、实数、级数等的研究都涉及到由无穷多个元素组成的集合,特别是在对那些不连续函数进行分析时,需要对使函数不连续或使收敛问题变得很困难的点集进行研究,这样就导致了集合论的建立。

五、19世纪分析的扩展表现在哪些方面?P258~263 答:

1、复分析的建立;

2、解析数论的形成;

3、数学物理方程与微分方程。

第十一章

一、与19世纪相比,20世纪纯粹数学的发展表现出哪些主要的特征与趋势?P271 答:

1、更高的抽象性

2、更强的统一性

3、更深入的基础探讨

二、1900年德国数学家希尔伯特在巴黎国际数学家大会上作演说中提出23个数学问题,至今这23个问题解决状况如何?P272~274 答:(略,详见教材P272~274。)

三、集合论观点的渗透和公理化方法的运用导致20世纪上半叶哪四大数学抽象分支的崛兴?P276 答:集合论观点的渗透和公理化方法的运用导致20世纪上半叶实变函数论、泛函分析、拓扑学和抽象代数四大数学抽象分支的崛兴

四、简述实变函数论的建立。P276——278 答:

1、法国数学家勒贝格1902年发表的《积分,长度与面积》中利用以集合论为基础的“测度”概念而建立勒所谓“勒贝格积分”。

2、在勒贝格积分的基础上进一步推广导数等其他微积分基本概念,并重建微积分基本定理(微分运算与积分运算的互逆性)等微积分的基本事实,从而形成了一门新的数学分支——实变函数论。

五、“泛函”这个名称是由谁最先采用的?(P279)为什么说泛函分析的建立体现了20世纪在集合论影响下空间和函数这两个基本概念的进一步变革?P279-280

答:“泛函”这个名称是由法国数学家阿达马最先采用的.因为“空间”现在被理解为某类元素的集合,这些元素按习惯被称作“点”,它们之间受到某种关系的约束,这些关系被称之为空间的结构,简言之,“空间”仅仅是具有某种结构的集合,而“函数”的概念则推广为两空间之间的元素(映射)关系。所以说泛函分析的建立体现了20世纪在集合论影响下空间和函数这两个基本概念的进一步变革。

六、《环中的理想论》的作者是谁?P282 答:《环中的理想论》的作者是诺特(1882-1935)。

七、拓扑学研究什么内容?“拓扑学”这一术语是由何人首先引用的? P285 答:拓扑学研究几何图形的连续性质,即在连续变形下保持不变的性质(允许拉伸、扭曲,但不能割断和粘合)。“拓扑学”这一术语是由高斯的学生李斯廷1847年首先引用的。

八、简述概率论起源以及公理化后概率论取得哪些突破?P287、P291 答:概率论起源于博弈问题。P287 公理化后概率论取得如下突破:P291

1、使随机过程的研究获得了新的起点,2、随机过程是“鞅”,鞅论使随机过程的研究进一步抽象化,1942年开始,日本数学家伊藤清引进随机积分与随机微分方程,不仅开辟了随机过程研究的新道路,而且为一门意义深远的数学新分支——随机分析的创立与发展奠定了基础。

九、举例说明20世纪下半叶不同分支领域的数学思想与数学方法互相融合导致重大发现的事实。P292-297 答:1.微分拓扑与代数拓扑2.整体微分几何3.代数几何 4.多复变函数论 5.动力系统6.偏微分方程与泛函分析7.随机分析

十、试述罗素关于集合的悖论。P298 答:以M表示是其自身成员的集合的几何,N表示不是其自身成员的集合的集合。然后问:集合N是否为它自身的成员?如果N是它自身的成员,则N属于M而不属于N,也就是说N不是它自身的成员;另一方面,如果N不是它自身的成员,则N属于N而不属于M,也就是说N是它自身的成员。无论出现哪一种情况,都将导出矛盾的结论。

十一、数学基础的三大学派是什么?P300 答:

1、以罗素为代表的逻辑主义

2、以布劳威尔为代表的直觉主义

3、以希尔伯特为代表的形式主义

十二、现代数理逻辑的四大分支是什么?P303 答:1。公理化集合论 2.证明论 3.模型论4.递归论

第十二章

一、应用数学新时代具有哪几个方面特点?P307——309 答:

1、数学的应用突破了传统的范围而向人类几乎所有的知识领域渗透;

2、纯粹数学几乎所有的分支都获得了应用,其中最抽象的一些分支也参与了渗透;

3、现代数学对生产技术的应用变得越来越直接;

4、现代数学在向外渗透的过程中,产生了一些相对独立的应用学科如:数理统计、运筹学、控制论等等。

二、数学向其他科学渗透表现在哪些方面?P309 答:

1、数学物理

2、生物数学

3、数理经济学

三、简述数理统计、运筹学、控制论发展过程。P317-324 答:略

四、简述电子计算机的诞生。P325答:略

五、计算机对数学的影响表现在哪些方面?P330 答:

1、计算数学的兴旺

2、纯粹数学研究与计算机

3、计算机科学中的数学

第十三章

一 简述20世纪十例现代数学成果的内容。

答:1.哥德尔不完全性定理。P339 2.高斯-博内公式的推广。P341 3.米尔诺怪球。P343 4.阿蒂亚-辛格指标定理。P344 5.孤立子与非线性偏微分方程。P345 6.四色问题。P347 7.分形与混沌。P349 8.有限单群分类。P353 9.费马大定理的证明。P355 10.若干著名未决猜想的进展。359

二、庞加莱猜想、哥德巴赫猜想、黎曼猜想的内容是什么?P359 答:庞加莱猜想是拓扑学中一个著名的和基本的问题,即任意一个三维的单连通闭流形必与三维球面同胚。

哥德巴赫猜想:偶数都是两个奇素数之和,奇数都是三个奇素数之和。

黎曼猜想:在带状区域01中,黎曼(s)11的零点都位于直线上。s2nn1

第十四章

一、为什么说数学的发展与社会的进化之间联系是双向的?P363 答:一方面,数学的发展依赖于社会环境,受着社会经济、政治和文化等诸多因素的影响; 另一方面,数学的发展又反过来对人类社会的进步起推动作用,包括对人类物质文明和精神文明两大方面的影响。

二、数学如何促进社会进步?P363—364 答:数学的发展对人类社会的进步起推动作用,包括对人类物质文明和精神文明两大方面的影响。数学对人类物质文明的影响,最突出的是反映在与能从根本上改变人类物质生活方式的产业革命的关系上。人类历史上先后共有三次重大的产业革命,其主体技术都与数学的新理论、新方法的应用有直接或间接的关联;数学对于人类精神文明的影响同样也很深刻,数学本就是一种精神,一种探索精神,这种精神的两个要素,即对理性(真理)与完美的追求,千百年来对人们的思维方式、教育方式以及世界观、艺术观等的影响是不容否认的,数学往往成为解放思想的决定性武器。

三、1850——1899年间创办,至今仍在发行的主要数学期刊有哪些?P372 答:《纯粹与应用数学年报》(1850,意大利),《数学汇刊》(1865,俄国),《数学年刊》(1868,德国),《美国数学杂志》(1878,美国),《数学年报》(1882,瑞典),《数学年刊》(1884,美国),《美国数学月刊》(1894,美国)。

四、中国数学会是建立何年建立的?P376 答:1935年中国数学会建立的。

五、试述各届国际数学家大会召开年份与地点。P375 答:略

六、两项影响最大的国际数学奖励是什么奖?何年、在何领域取得其中的哪个奖?P376,P378——379 答:两项影响最大的国际数学奖励是菲尔兹奖和沃尔夫奖。

中国数学家丘成桐,1983年,微分几何,偏微分方程,相对论,菲尔兹奖。中国数学家陈省身,1984年,整体微分几何,沃尔夫奖。

第十五章

一、试述17世纪初至19世纪末在中国出现两次西方数学传播的高潮的时间与内容。P381 答:第一次是从17世纪初到18世纪初,标志性的事件是欧几里得《原本》的首次翻译,17世纪中页以后,文艺复兴时代以来发展起来的西方初等数学知识如三角学、透视学、代数学等也部分传入中国;第二次高潮是从19世纪中叶开始,除了初等数学,这一时期传入的数学知识还包括了解析几何、微积分、无穷级数论、概率论等近代数学。

二、中国第一个大学数学系是在哪所大学设立?P383答:1912,中国第一个大学数学系是在北京大学数学系成立。

三、1912年至1930年中国有哪些大学创办了数学系?P384 答:北京大学、清华大学、南开大学、浙江大学、南京大学、北京师范大学、武汉大学、厦门大学、四川大学、中山大学、东北大学、交通大学、安徽大学、山东大学、河南大学

第十六章

一、简述华罗庚生平P387答:略

二、写一篇学习数学史教程的心得体会。答:略

填空题

1、历史学家往往把兴起于、、、和 等地域的古代文明称为“河谷文明”。

埃及、美索不达亚、中国、印度

2.欧几里得是希腊论证几何学的集大成者,他的著作中,最重要的莫过于。《原本》 3.在现存的中国古代数学著作中,是最早的一部。《周髀算经》 4.《九章算术》“ ”、“ ”、“ ”诸章集中讨论比例问题。

粟米、衰分、均输 5.刘徽数学成就中最突出的是“ ”和。割圆术、体积理论

6. 的推导和 的计算是祖冲之本人引以为荣的两大数学成就。球体积 圆周率

7.宋元数学发展中一个最深刻的动向是代数符号化的尝试,这就是“ 天元术 ”和“ 四圆术 ”。8.数学符号系统化首先归功于法国数学家。韦达

9.解析几何的真正发明归功于法国另外两位数学家 和。

笛卡儿 费马 10.牛顿的《 》标志着微积分的诞生。流数简论 11.18世纪微积分最重大的进步是由 作出的。欧拉 12.“巴黎三L”指、、。拉普拉斯 拉格朗日 勒让德 13.___________是历史上并不多见的以“神童”著称的一位数学家。高斯 14.___________可以说是最先理解非欧几何全部意义的数学家。黎曼

15.19世纪偏微分方程发展的序幕,是由法国数学家 拉开的。傅立叶 16.现代数理统计学作为一门独立学科的奠基人是英国数学家。费希尔 17.影响最大的国际数学奖励: 和。菲尔兹奖 沃尔夫奖 18.________年,中国第一个大学数学系—北京大学数学系成立(当时叫“数学门”,后改为“数学系”)。1912

第五篇:数学史 勾股定理

毕达哥拉斯定理小记

2014071137 朱燕

初等几何中最引人注目的,也是最著名最有用的一个定理,就是所谓的毕达哥拉斯定理:在任何直角三角形中,斜边上的正方形等于两条直角边上的正方形之和。如果有一个定理可以当之无愧地算是数学史上的“菁华”,那么毕达哥拉斯定理大概 就是主要的候选者了,因为它可能是数学史上第一个真正名副其实的定理。但把这个著名的定理归功于毕达哥拉斯,似乎心里总不是那么踏实。其实在古代印度和中国的有些著作中也可以见到对该定理的阐述,这些著述的时期至少可以上溯至毕达哥拉斯的时代以前。很可能是毕达哥拉斯或他那著名的哥老会的某个成员,第一个对该定理提供了合乎逻辑的演绎证明。

在E.S.卢米斯的著作《毕达哥拉斯命题》第二版中,他搜集了这个著名定理的370种证明,并加以分类整理。

印度数学家兼天文学家巴斯卡拉给出了毕达哥拉斯定理的两种证明:其中一种如图一所示,由相似直角三角形可见cbbm,caan,即是cmb,cna,相加得到

22a2b2cmnc2.这个证明在17世纪由英国数学家丁·瓦里斯(1616-1703)重新发现。

图一

美国第二十任总统J·A·伽菲尔德极富创造力,他当学生时就对初等数学表现出热切的兴趣和良好的能力。他在和一些国会议员讨论数学问题时灵机一动想出来了一种非常漂亮的毕达哥拉斯定理的证明。即先用梯形面积公式,然后再把梯形面积表为它分成的三个直角三角形面积之和。这样求得的梯形面积表达式相等。故有:abab/22ab/2c2/2,即a22abb22abc2

从而:abc

如图二 222

图二

参考文献:[1] 刘培杰.从毕达哥拉斯到怀尔斯[M].哈尔滨.哈尔滨工业大学出版社,2006.10:21-23

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