《16世纪数学史》教案

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  • 更新时间: 2009/8/16 22:21:34
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  约3320字 16、十六、十七世纪数学
  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。
  例如在航海方面,为了确定船只的位置,要求更加精密的天文观测。军事方面,弹道学成为研究的中心课题。准确时计的制造,运河的开凿,堤坝的修筑,行星的椭圆轨道理论等等,也都需要很多复杂的计算。古希腊以来的初等数学,已渐渐不能满足当时的需要了。    
  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。
  16世纪下半叶,丹麦天文学家第谷进行了大量精密的天文观测,在这个基础上,德国天文学家开普勒总结出行星运动的三大定律,导致后来牛顿万有引力的发现。
  开普勒的《酒桶的新立体几何》将酒桶看作由无数的圆薄片累积而成,从而求出其体积。这是积分学的前驱工作。
  意大利科学家伽利略主张自然科学研究必须进行系统的观察与实验,充分利用数学工具去探索大自然的奥秘。这些观点对科学(特别是物理和数学)的发展有巨大的影响。他的学生卡瓦列里创立了“不可分原理”。依靠这个原理他解决了许多现在可以用更严格的积分法解决的问题。“不可分”的思想萌芽于1620年,深受开普勒和伽利略的影响,是希腊欧多克索斯的穷竭法到牛顿、莱布尼茨微积分的过渡。
  16世纪的意大利,在代数方程论方面也取得了一系列的成就。塔塔利亚、卡尔达诺、费拉里、邦贝利等人相继发现和改进三次、四次方程的普遍解法,并第一次使用了虚数。
  这是自希腊丢番图以来代数上的最大突破。法国的韦达集前人之大成,创设大量代数符号,用字母代表未知数,改良计算方法,使代数学大为改观。
  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。
  17世纪初,初等数学的主要科目(算术、代数、几何、三角)已基本形成,但数学的发展正是方兴未艾,它以加速的步伐迈入数学史的下一个阶段:变量数学时期这一时期和前一时期
  (常称为初等数学时期)的区别在于前一时期主要是用静止的方法研究客观世界的个别要素,而这一时期是用运动的观点探索事物变化和发展的过程。
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