解析幾何的發(fā)明

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

在數(shù)學(xué)研究中,解析幾何也被稱為坐標(biāo)幾何或笛卡爾幾何;舅枷胧峭ㄟ^笛卡爾坐標(biāo)系對(duì)幾何進(jìn)行研究。我們常用的幾何維度為二維或三維,即歐氏平面或歐氏空間中的幾何。解析幾何使用數(shù)字、變量或公式對(duì)幾何進(jìn)行數(shù)學(xué)上的表示,在笛卡爾平面或空間直角坐標(biāo)系中以數(shù)字的方式定義幾何形狀。解析幾何的發(fā)明標(biāo)志著數(shù)學(xué)從直觀的、常量的時(shí)期進(jìn)入到抽象的、變量的時(shí)期。

古希臘幾何學(xué)家梅內(nèi)克繆斯發(fā)現(xiàn)了圓錐形截面,也就是橢圓、拋物線和雙曲線等圓錐曲線,并發(fā)現(xiàn)它們是可以通過兩個(gè)未知數(shù)的方程確定的曲線。梅內(nèi)克繆斯使用了與坐標(biāo)非常相似的方法解決問題,被認(rèn)為是解析幾何最早的萌芽者。之后,古希臘的阿波羅尼奧斯發(fā)表了《圓錐曲線論》,他對(duì)基準(zhǔn)線、直徑與切線的使用與我們現(xiàn)代使用的坐標(biāo)系基本沒有差別,他以圓錐體底面直徑作為橫坐標(biāo),將圓錐體過頂點(diǎn)的垂線作為縱坐標(biāo)。阿波羅尼奧斯之所以沒能成為解析幾何的開創(chuàng)者,主要是因?yàn)樗麤]有考慮到負(fù)數(shù)值,并且他對(duì)坐標(biāo)系的建立需要依托于已經(jīng)存在的圓錐曲線,而沒有發(fā)現(xiàn)在未知圓錐曲線的基礎(chǔ)上確定方程。

1937年,笛卡爾出版的《更好地指導(dǎo)推理與尋求科學(xué)真理的方法論》又稱《方法論》的三篇論文中,有一份附錄名為《幾何學(xué)》,這不僅成為解析幾何的起點(diǎn),也為歐洲的微積分學(xué)奠定了基礎(chǔ)。雖然笛卡爾通常被認(rèn)為是坐標(biāo)平面的發(fā)明者,但事實(shí)上他的書中只是提到了相關(guān)概念,而沒有直接給出現(xiàn)代直角坐標(biāo)系。現(xiàn)代直角坐標(biāo)系的創(chuàng)作、發(fā)展與完善是由其他數(shù)學(xué)家慢慢補(bǔ)充的。

變量這個(gè)概念也是如此,笛卡爾在《新幾何學(xué)》中將一些量稱為“未知和未定的量”,而沒有直接提出“變量”這一術(shù)語。

笛卡爾將代數(shù)與幾何聯(lián)系在了一起,將方程與曲線等量齊觀,同時(shí)也開創(chuàng)了使用計(jì)算的方法證明幾何的先例。


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