代數(shù)最早的意義

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


  1858年,蘇格蘭古董收藏家蘭德在非洲的尼羅河邊買進(jìn)了一卷古埃及的紙草卷。他驚奇地發(fā)現(xiàn),這個(gè)公元前1600年左右遺留下來(lái)的紙草卷中有一些明顯的證據(jù),表明古埃及人早在公元前1700年就已經(jīng)在處理一些代數(shù)問(wèn)題。從古埃及“法老”即國(guó)王統(tǒng)治的時(shí)期開(kāi)始,人們一直在尋求這樣一個(gè)相同的數(shù)學(xué)目標(biāo):使一個(gè)含有未知數(shù)的數(shù)學(xué)問(wèn)題能夠得到解決。這個(gè)紙草卷中就有一些含有未知數(shù)的數(shù)學(xué)問(wèn)題,當(dāng)然都是用象形文字表示的。例如有一個(gè)問(wèn)題翻譯成數(shù)學(xué)語(yǔ)言是:

  “啊哈,它的全部,它的,其和等于19!

  這里的“啊哈”就是當(dāng)時(shí)古埃及人的未知數(shù),如果用x表示這個(gè)未知數(shù),問(wèn)題就化為方程。解這個(gè)方程,得。       
   
  更令人驚奇的是,雖然古埃及人沒(méi)有我們今天所使用的方程之類的表示法,但也得出了這個(gè)答數(shù)。

  公元825年左右,阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)家阿勒·花刺子模寫(xiě)了一本書(shū)《希薩伯一阿一 亞一 亞伯爾哇 一姆夸巴拉》,意思是“方程的科學(xué)”。作者認(rèn)為他在這本小小的著作里所選的材料是數(shù)學(xué)中最容易和最有用處的,同時(shí)也是人們?cè)谔幚砣粘J挛镏兴?jīng)常需要的。這本書(shū)的阿拉伯文版已經(jīng)失傳,但12世紀(jì)的一冊(cè)拉丁文譯本卻流傳至今。在這個(gè)譯本中,把“阿—亞伯爾”譯成拉丁語(yǔ)“algebra”,并作為一門(mén)學(xué)科。后來(lái)英語(yǔ)中也用“algebra”。

   中國(guó)則在清朝咸豐9年(1859年)由數(shù)學(xué)家李善蘭譯成“代數(shù)學(xué)”。

  代數(shù)對(duì)于算術(shù)來(lái)說(shuō),是一個(gè)巨大的進(jìn)步。我們舉一個(gè)例子:一個(gè)數(shù)乘以2,再除以3,等干40,求這個(gè)數(shù)。

  算術(shù)解法(公元1200年左右伊斯蘭教的數(shù)學(xué)家們就是這樣解的):

  既然這個(gè)數(shù)的是40,
   
  那么它的就是40的一半。即 20;
   
  一個(gè)數(shù)的是20,
   
  那么這個(gè)數(shù)是20的3倍,即60。

  代數(shù)解法:設(shè)某數(shù)為x,則
                    ,

                     2x=120,

                    ∴ x=60.

  可見(jiàn)代數(shù)解法比較簡(jiǎn)單明了

  代數(shù)的早期意義顯然不限于方程?脊艑W(xué)家從幼發(fā)拉底河畔附近的一座寺廟圖書(shū)館里掘出來(lái)的數(shù)千塊泥板中,發(fā)現(xiàn)有一些加法表、乘法表及一些平方表。有證據(jù)表明,美索不達(dá)米亞的祭司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了平方表的用法,他們能夠利用平方表算出任意兩個(gè)自然數(shù)的積。例如計(jì)算102乘以96:

  第一步,102加上96,將和除以2,得99;

  第二步,102減去96,將差除以2,得3;

  第三步,查平方表,知99的平方是9801;

  第四步,查平方表,知3的平方是9;

  第五步,9801減去9,得到答數(shù)9792

  這些步驟應(yīng)用代數(shù)就很容易解釋清楚:設(shè)這兩個(gè)自然數(shù)為x.y則

   所以我們寧可說(shuō),代數(shù)最早的意義是“用字母代表數(shù)”,方程僅僅是“用字母代表數(shù)”的一項(xiàng)應(yīng)用。代數(shù)使人類對(duì)于數(shù)的認(rèn)識(shí)大大加深了。

  再舉一個(gè)有趣的例子:你記得這樣一首兒歌嗎?

                                    一只青蛙一張嘴
                                    兩個(gè)眼睛四條腿,
                                 “撲通”一聲跳下水。
                                    兩只青蛙兩張嘴,
                                   四個(gè)眼睛八條腿,
                                “撲通”、“撲通”跳下水。
                                   ......

                                  四只青蛙四張嘴.
                                  八個(gè)眼睛十六條腿,
                                 “通”、“通”、“通”、“通”跳下水

                                   ......
  從代數(shù)的意義來(lái)說(shuō),這首兒歌比較羅嗦。如果我們用字母a表示青蛙的數(shù)目,就可以把它簡(jiǎn)化成:
                 
        a只青蛙a張嘴
                               2a個(gè)眼睛4a條腿
                               a聲“撲通”跳下水。

  你看,這不是既準(zhǔn)確又簡(jiǎn)潔嗎?在代數(shù)中,還有許多通過(guò)“用字母代表數(shù)”來(lái)進(jìn)行運(yùn)算的方法。我相信同學(xué)們已經(jīng)體會(huì)到代數(shù)的優(yōu)點(diǎn)和學(xué)習(xí)它的樂(lè)趣。


本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/185676.html

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