數(shù)學知識手抄報內(nèi)容
在人類歷史發(fā)展和社會生活中,數(shù)學發(fā)揮著不可替代的作用,是學習和研究現(xiàn)代科學技術必不可少的基本工具。下面我們?yōu)榇蠹規(guī)頂?shù)學知識手抄報內(nèi)容,僅供參考,希望能夠幫到大家。
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中國著名數(shù)學家
劉徽
劉徽(生于公元250年左右),三國后期魏國人,是中國古代杰出的數(shù)學家,也是中國古典數(shù)學理論的奠基者之一.其生卒年月、生平事跡,史書上很少記載。據(jù)有限史料推測,他是魏晉時代山東鄒平人。終生未做官。他在世界數(shù)學史上,也占有杰出的地位.他的杰作《九章算術注》和《海島算經(jīng)》,是中國最寶貴的數(shù)學遺產(chǎn).
《九章算術》約成書于東漢之初,共有246個問題的解法.在許多方面:如解聯(lián)立方程,分數(shù)四則運算,正負數(shù)運算,幾何圖形的體積面積計算等,都屬于世界先進之列,但因解法比較原始,缺乏必要的證明,而劉徽則對此均作了補充證明.在這些證明中,顯示了他在多方面的創(chuàng)造性的貢獻.他是世界上最早提出十進小數(shù)概念的人,并用十進小數(shù)來表示無理數(shù)的立方根.在代數(shù)方面,他正確地提出了正負數(shù)的概念及其加減運算的法則;改進了線性方程組的解法.在幾何方面,提出了"割圓術",即將圓周用內(nèi)接或外切正多邊形窮竭的一種求圓面積和圓周長的方法.他利用割圓術科學地求出了圓周率π=3.14的結果.劉徽在割圓術中提出的"割之彌細,所失彌少,割之又割以至于不可割,則與圓合體而無所失矣",這可視為中國古代極限觀念的佳作.
《海島算經(jīng)》一書中, 劉徽精心選編了九個測量問題,這些題目的創(chuàng)造性、復雜性和富有代表性,都在當時為西方所矚目.
劉徽思想敏捷,方法靈活,既提倡推理又主張直觀.他是中國最早明確主張用邏輯推理的方式來論證數(shù)學命題的人.
祖沖之
祖沖之(公元429年─公元500年)是中國杰出的數(shù)學家,科學家。南北朝時期人,漢族人,字文遠。生于未文帝元嘉六年,卒于齊昏侯永元二年。祖籍范陽郡遒縣(今河北淶水縣)。其主要貢獻在數(shù)學、天文歷法和機械三方面。在數(shù)學方面,他寫了《綴術》一書,被收入著名的《算經(jīng)十書》中,作為唐代國子監(jiān)算學課本,可惜后來失傳了。祖沖之還和兒子祖暅一起圓滿地利用「牟合方蓋」解決了球體積的計算問題,得到正確的球體積公式。在機械學方面,他設計制造過水碓磨、銅制機件傳動的指南車、千里船、定時器等等。此外,對音樂也研究。他是歷史上少有的博學多才的人物。月球上還有一座環(huán)形山是以他的名字命名的。
祖沖之在數(shù)學上的杰出成就,是關于圓周率的計算.秦漢以前,人們以"徑一周三"做為圓周率,這就是"古率".后來發(fā)現(xiàn)古率誤差太大,圓周率應是"圓徑一而周三有余",不過究竟余多少,意見不一.直到三國時期,劉徽提出了計算圓周率的科學方法--" 割圓術",用圓內(nèi)接正多邊形的周長來逼近圓周長.劉徽計算到圓內(nèi)接96邊形, 求得π=3.14,并指出,內(nèi)接正多邊形的邊數(shù)越多,所求得的π值越精確.祖沖之在前人成就的基礎上,經(jīng)過刻苦鉆研,反復演算,求出π在 3.1415926與3.1415927之間.并得出了π分數(shù)形式的近似值,取22/7為約率,取355/113為密率,其中355/113取六位小數(shù)是 3.141592,它是分子分母在16604以內(nèi)最接近π值的分數(shù).祖沖之究竟用什么方法得出這一結果,現(xiàn)在無從考查.若設想他按劉徽的"割圓術"方法去求的話,就要計算到圓內(nèi)接12288邊形,這需要花費多少時間和付出多么巨大的勞動啊!由此可見他在治學上的頑強毅力和聰敏才智是令人欽佩的.祖沖之計算得出的密率, 外國數(shù)學家獲得同樣結果,已是一千多年以后的事了.為了紀念祖沖之的杰出貢獻,有些外國數(shù)學史家建議把π=叫做"祖率".
祖沖之博覽當時的名家經(jīng)典,堅持實事求是,他從親自測量計算的大量資料中對比分析,發(fā)現(xiàn)過去歷法的嚴重誤差,并勇于改進,在他三十三歲時編制成功了《大明歷》,開辟了歷法史的新紀元.
祖沖之還與他的兒子祖暅(也是中國著名的數(shù)學家)一起,用巧妙的方法解決了球體體積的計算.他們當時采用的一條原理是:"冪勢既同,則積不容異."意即,位于兩平行平面之間的兩個立體,被任一平行于這兩平面的平面所截,如果兩個截面的面積恒相等,則這兩個立體的體積相等.這一原理,在西文被稱為卡瓦列利原理, 但這是在祖氏以后一千多年才由卡氏發(fā)現(xiàn)的.為了紀念祖氏父子發(fā)現(xiàn)這一原理的重大貢獻,大家也稱這原理為"祖暅原理".祖沖之也制造過許多工具,如指南車等。
張丘建
《張丘建算經(jīng)》三卷,據(jù)錢寶琮考,約成書于公元466~485年間。張丘建,北魏時清河(今山東臨清一帶)人,生平不詳。最小公倍數(shù)的應用、等差數(shù)列各元素互求以及“百雞術”等是其主要成就。“百雞術”是世界著名的不定方程問題。13世紀意大利斐波那契《算經(jīng)》、15世紀阿拉伯阿爾·卡西《算術之鑰》等著作中均出現(xiàn)有相同的問題。
朱世杰:《四元玉鑒》
朱世杰(1300前后),字漢卿,號松庭,寓居燕山(今北京附近),“以數(shù)學名家周游湖海二十余年”,“踵門而學者云集”。朱世杰數(shù)學代表作有《算學啟蒙》(1299)和《四元玉鑒》(1303)!端銓W啟蒙》是一部通俗數(shù)學名著,曾流傳海外,影響了朝鮮、日本數(shù)學的發(fā)展!端脑耔b》則是中國宋元數(shù)學高峰的又一個標志,其中最杰出的數(shù)學創(chuàng)作有“四元術”(多元高次方程列式與消元解法)、“垛積法”(高階等差數(shù)列求和)與“招差術”(高次內(nèi)插法)。
賈憲
中國古典數(shù)學家在宋元時期達到了高峰,這一發(fā)展的序幕是“賈憲三角”(二項展開系數(shù)表)的發(fā)現(xiàn)及與之密切相關的高次開方法(“增乘開方法”)的創(chuàng)立。賈憲,北宋人,約于1050年左右完成〈〈黃帝九章算經(jīng)細草〉〉,原書佚失,但其主要內(nèi)容被楊輝(約13世紀中)著作所抄錄,因能傳世。楊輝〈〈詳解九章算法〉〉(1261)載有“開方作法本源”圖,注明“賈憲用此術”。這就是著名的“賈憲三角”,或稱“楊輝三角”。〈〈詳解九章算法〉〉同時錄有賈憲進行高次冪開方的“增乘開方法”。
賈憲三角在西方文獻中稱“帕斯卡三角”,1654年為法國數(shù)學家 B·帕斯卡重新發(fā)現(xiàn)。
秦九韶:《數(shù)書九章》
秦九韶(約1202~1261),字道吉,四川安岳人,先后在湖北、安徽、江蘇、浙江等地做官,1261年左右被貶至梅州(今廣東梅縣),不久死于任所。秦九韶與李冶、楊輝、朱世杰并稱宋元數(shù)學四大家。他早年在杭州“訪習于太史,又嘗從隱君子受數(shù)學”,1247年寫成著名的《數(shù)書九章》!稊(shù)書九章》全書共18卷,81題,分九大類(大衍、天時、田域、測望、賦役、錢谷、營建、軍旅、市易)。其最重要的數(shù)學成就——“大衍總數(shù)術”(一次同余組解法)與“正負開方術”(高次方程數(shù)值解法),使這部宋代算經(jīng)在中世紀世界數(shù)學史上占有突出的地位。
李冶
隨著高次方程數(shù)值求解技術的發(fā)展,列方程的方法也相應產(chǎn)生,這就是所謂“開元術”。在傳世的宋元數(shù)學著作中,首先系統(tǒng)闡述開元術的是李冶的《測圓海鏡》。
李冶(1192~1279)原名李治,號敬齋,金代真定欒城人,曾任鈞州(今河南禹縣)知事,1232年鈞州被蒙古軍所破,遂隱居治學,被元世祖忽必烈聘為翰林學士,僅一年,便辭官回家。1248年撰成《測圓海鏡》,其主要目的就是說明用開元術列方程的方法。“開元術”與現(xiàn)代代數(shù)中的列方程法相類似,“立天元一為某某”,相當于“設x為某某”,可以說是符號代數(shù)的嘗試。李冶還有另一部數(shù)學著作《益古演段》(1259),也是講解開元術的。
中國古代數(shù)學的發(fā)展
魏、晉時期出現(xiàn)的玄學,不為漢儒經(jīng)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,這些都有利于數(shù)學從理論上加以提高。吳國趙爽注《周髀算經(jīng)》,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(xiàn)在這個時期。趙爽與劉徽的工作為中國古代數(shù)學體系奠定了理論基礎。
趙爽是中國古代對數(shù)學定理和公式進行證明與推導的最早的數(shù)學家之一。他在《周髀算經(jīng)》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(shù)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(chuàng)性的`,在中國古代數(shù)學發(fā)展中占有重要地位。
劉徽約與趙爽同時,他繼承和發(fā)展了戰(zhàn)國時期名家和墨家的思想,主張對一些數(shù)學名詞特別是重要的數(shù)學概念給以嚴格的定義,認為對數(shù)學知識必須進行“析理”,才能使數(shù)學著作簡明嚴密,利于讀者。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(fā)展。劉徽創(chuàng)造割圓術,利用極限的思想證明圓的面積公式,并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恒為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、圓臺的體積時,劉徽為徹底解決球的體積提出了正確途徑。
東晉以后,中國長期處于戰(zhàn)爭和南北分裂的狀態(tài)。祖沖之父子的工作就是經(jīng)濟文化南移以后,南方數(shù)學發(fā)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(tǒng)數(shù)學大大向前推進了一步。他們的數(shù)學工作主要有:計算出圓周率在3.1415926~3.1415927之間;提出祖暅原理;提出二次與三次方程的解法等。
據(jù)推測,祖沖之在劉徽割圓術的基礎上,算出圓內(nèi)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(shù)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;
祖沖之之子祖暅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,這就是著名的祖暅公理。祖暅應用這個公理,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(shù)學的發(fā)展。唐初王孝通的《緝古算經(jīng)》,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(shù)學的情況。王孝通在不用數(shù)學符號的情況下,立出數(shù)字三次方程,不僅解決了當時社會的需要,也為后來天元術的建立打下基礎。此外,對傳統(tǒng)的勾股形解法,王孝通也是用數(shù)字三次方程解決的。
唐初封建統(tǒng)治者繼承隋制,656年在國子監(jiān)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(jīng)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準。李淳風等編纂的《算經(jīng)十書》,對保存數(shù)學經(jīng)典著作、為數(shù)學研究提供文獻資料方面是很有意義的。他們給《周髀算經(jīng)》、《九章算術》以及《海島算經(jīng)》所作的注解,對讀者是有幫助的。隋唐時期,由于歷法的需要,天算學家創(chuàng)立了二次函數(shù)的內(nèi)插法,豐富了中國古代數(shù)學的內(nèi)容。
算籌是中國古代的主要計算工具之一,它具有簡單、形象、具體等優(yōu)點,但也存在布籌占用面積大,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(yōu)點,又克服了籌算縱橫記數(shù)與置籌不便的缺點,優(yōu)越性十分明顯。但由于當時乘除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。
唐中期以后,商業(yè)繁榮,數(shù)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,可以看出這次算法改革主要是簡化乘、除算法,唐代的算法改革使乘除法可以在一個橫列中進行運算,它既適用于籌算,也適用于珠算。
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