第一章概述第二节数学发展简史课件.ppt
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1、1第一章第一章 概概 述述 第二节第二节 数学发展简史数学发展简史2一、数学起源时期一、数学起源时期数学发展史大致可以分为四个阶段。数学发展史大致可以分为四个阶段。一、一、数学起源和早期发展时期数学起源和早期发展时期 (公元前公元前6 6世纪)世纪)非洲的尼罗河、西亚的底格里斯河与幼发拉底河、中南亚的非洲的尼罗河、西亚的底格里斯河与幼发拉底河、中南亚的印度河和恒河以及东亚的黄河和长江(河流是人类早期的主印度河和恒河以及东亚的黄河和长江(河流是人类早期的主要起源地)要起源地)刻痕记数:从刻痕记数:从3 3万年前,到古埃及、巴比伦、中国的半坡等万年前,到古埃及、巴比伦、中国的半坡等建立自然数的概念
2、,记数与进位建立自然数的概念,记数与进位创造简单的计算法,创造简单的计算法,认识简单的几何图形;几何图形认识简单的几何图形;几何图形算术与几何尚未分开。算术与几何尚未分开。3 二、初等数学阶段二、初等数学阶段 (公元前公元前6世纪世纪-16世纪世纪)常量数学时期常量数学时期也称初等数学时期,形成了初等数学的主要也称初等数学时期,形成了初等数学的主要分支:算术、几何、代数、三角。该时期的分支:算术、几何、代数、三角。该时期的基本成果,构成中学数学的主要内容。基本成果,构成中学数学的主要内容。4 二、初等数学阶段二、初等数学阶段 (公元前(公元前6世纪世纪-公元公元17世纪)世纪)1古希腊古希腊(
3、公元前(公元前6世纪世纪-公元公元6世纪)世纪)毕达哥拉斯毕达哥拉斯“万物皆数万物皆数”欧几里得欧几里得 几何原本几何原本成果:曲线的研究、射影几何、天文学、三角学;成果:曲线的研究、射影几何、天文学、三角学;奠定了数论基础、丢番图方程、无理数、算术级数奠定了数论基础、丢番图方程、无理数、算术级数和几何级数和几何级数阿基米德阿基米德 面积、体积的计算方法接近积分方面积、体积的计算方法接近积分方法法阿波罗尼奥斯阿波罗尼奥斯 圆锥曲线论圆锥曲线论 5 二、初等数学阶段二、初等数学阶段 2东方东方(公元前(公元前2 世纪世纪15 世纪)世纪)1)中国(农业生产、赋税征收、历法修订、天文学)中国(农业
4、生产、赋税征收、历法修订、天文学)西汉(公元前西汉(公元前2 世纪)世纪)周髀算经周髀算经(盖天说宇宙模型:(盖天说宇宙模型:包括分数计算,勾股定理及在天文测量中的应用)、包括分数计算,勾股定理及在天文测量中的应用)、九章九章算术算术(三元一次方程,使用负数,平方根与立方根求法)(三元一次方程,使用负数,平方根与立方根求法)魏晋南北朝(公元魏晋南北朝(公元3 世纪世纪5 世纪)世纪)刘徽(中国古代刘徽(中国古代数学第一人)、祖冲之、赵爽等数学第一人)、祖冲之、赵爽等出入相补原理:证明勾股定理,割圆术计算出入相补原理:证明勾股定理,割圆术计算、祖氏原理:、祖氏原理:幂势既同,则积不容异。幂势既同
5、,则积不容异。宋元时期宋元时期(公元(公元10 世纪世纪14 世纪)世纪)宋元数学四大家宋元数学四大家杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰天元术、正负开方术天元术、正负开方术高次方程数值求解;高次方程数值求解;大衍总数术大衍总数术 一次同余式组求解一次同余式组求解四元高次方程求解四元高次方程求解天元、地元、人元、物元天元、地元、人元、物元6 二、初等数学阶段二、初等数学阶段 2)印度印度现代记数法(公元现代记数法(公元8 世纪)世纪)印度记数法、有印度记数法、有0;十进制;十进制(后经阿拉伯传入欧洲,也称阿拉伯记数法)(后经阿拉伯传入欧洲,也称阿拉伯记数法)数学与天文学交织在一
6、起数学与天文学交织在一起阿耶波多阿耶波多阿耶波多历数书阿耶波多历数书(公元(公元499 年)年)开创弧度制度量开创弧度制度量婆罗摩笈多婆罗摩笈多婆罗摩修正体系婆罗摩修正体系、肯特卡迪亚格肯特卡迪亚格代数成就可贵代数成就可贵马哈维拉马哈维拉计算方法纲要计算方法纲要婆什迦罗婆什迦罗莉拉沃蒂莉拉沃蒂、算法本源算法本源(12 世纪)世纪)算术、代数、组合学算术、代数、组合学 7 二、初等数学阶段二、初等数学阶段 3 3)阿拉伯国家(公元)阿拉伯国家(公元8 8 世纪世纪15 15 世纪)世纪)阿拉伯学者在吸收、融汇、保存古希腊、印度和中国数学阿拉伯学者在吸收、融汇、保存古希腊、印度和中国数学成果的基础
7、上,又有他们自己的创造,使阿拉伯数学对欧洲成果的基础上,又有他们自己的创造,使阿拉伯数学对欧洲文艺复兴时期数学的崛起,作了很好的学术准备。文艺复兴时期数学的崛起,作了很好的学术准备。巴格达成为当时的科学文化中心。大批名著被翻译成阿拉伯巴格达成为当时的科学文化中心。大批名著被翻译成阿拉伯文。文。花粒子米花粒子米代数学代数学曾长期作为欧洲的数学课本曾长期作为欧洲的数学课本“代数代数”一词,即起源于此;阿拉伯语原意是一词,即起源于此;阿拉伯语原意是“还原还原”,即,即“移项移项”;此后,代数学的内容,主要是解方程。;此后,代数学的内容,主要是解方程。阿布尔维法阿布尔维法奥马尔海亚姆奥马尔海亚姆8 二
8、、初等数学阶段二、初等数学阶段 4 4)中亚细亚国家的数学家们在继承并推进希)中亚细亚国家的数学家们在继承并推进希腊和印度的三角学,系统化,丰富了三角学腊和印度的三角学,系统化,丰富了三角学公式,造出了非常精细的三角函数表。公式,造出了非常精细的三角函数表。找到了求根和一系列方程的近似解的方法,找到了求根和一系列方程的近似解的方法,找到了牛顿二项式的普遍公式,并给出了系找到了牛顿二项式的普遍公式,并给出了系数表数表对欧几里得第五公设产生兴趣,并尝试证明。对欧几里得第五公设产生兴趣,并尝试证明。9 二、初等数学阶段二、初等数学阶段 3欧洲文艺复兴时期(公元欧洲文艺复兴时期(公元16 世纪世纪17
9、 世纪)世纪)文艺复兴代表人物达文艺复兴代表人物达.芬奇、伽里略等高度评价数学在认识芬奇、伽里略等高度评价数学在认识自然和探索真理方面的作用自然和探索真理方面的作用伽里略:伽里略:“宇宙这本书是用数学写的宇宙这本书是用数学写的”1)方程与符号)方程与符号意大利意大利 塔塔利亚、卡尔丹、费拉里塔塔利亚、卡尔丹、费拉里三次方程的求根公式三次方程的求根公式法国法国 韦达韦达引入符号系统,代数成为独立的学科引入符号系统,代数成为独立的学科 10 二、初等数学阶段二、初等数学阶段 2 2)透视与射影几何)透视与射影几何画家画家 布努雷契、柯尔比、迪勒、达芬奇布努雷契、柯尔比、迪勒、达芬奇数学家数学家 阿
10、尔贝蒂、德沙格、帕斯卡、拉伊尔阿尔贝蒂、德沙格、帕斯卡、拉伊尔3 3)对数)对数简化天文、航海方面烦杂计算,希望把乘除转化为简化天文、航海方面烦杂计算,希望把乘除转化为加减。加减。苏格兰数学家苏格兰数学家 纳皮尔纳皮尔 (对数的发明和应用)(对数的发明和应用)级数、组合论和牛顿二项式定理级数、组合论和牛顿二项式定理 11 三、近代数学时期(三、近代数学时期(17世纪世纪18世纪)世纪)变量数学阶段(公元变量数学阶段(公元17 世纪世纪19 世纪)世纪)家庭手工业、作坊家庭手工业、作坊 工场手工业工场手工业 机器大工业对运机器大工业对运动和变化的研究成了自然科学的中心动和变化的研究成了自然科学的
11、中心1 笛卡尔的坐标系(笛卡尔的坐标系(1637 年的年的几何学几何学)恩格斯:恩格斯:“数学中的转折点是笛卡儿的变数,有了变数,数学中的转折点是笛卡儿的变数,有了变数,运动进入了数学,有了变数,辩证法进入了数学,有了变运动进入了数学,有了变数,辩证法进入了数学,有了变数,微分和积分也就立刻成为必要的了数,微分和积分也就立刻成为必要的了 ”解析几何的发展(代数和几何的结合)解析几何的发展(代数和几何的结合)12 三、近代数学时期(三、近代数学时期(17世纪世纪18世世纪)纪)2 牛顿和莱布尼兹的微积分(牛顿和莱布尼兹的微积分(17 世纪后半世纪后半期)期)费马(求极值的方法)、巴罗(微分三角形
12、)费马(求极值的方法)、巴罗(微分三角形)和沃利斯(无穷算术)的准备工作和沃利斯(无穷算术)的准备工作力学和几何学的需要力学和几何学的需要不完善的微积分不完善的微积分 极限理论和实数理论奠定微积分的基础极限理论和实数理论奠定微积分的基础13 三、近代数学时期(三、近代数学时期(17世纪世纪18世世纪)纪)3 微分方程、级数理论、变分法、微分几微分方程、级数理论、变分法、微分几何、复变函数、概率论、射影几何何、复变函数、概率论、射影几何欧拉、拉普拉斯、勒让德、蒙格尔、柯西、欧拉、拉普拉斯、勒让德、蒙格尔、柯西、高斯等一批数学家高斯等一批数学家第三个时期的基本结果,如解析几何、微积分、第三个时期的
13、基本结果,如解析几何、微积分、微分方程,高等代数、概率论等已成为高等微分方程,高等代数、概率论等已成为高等学校数学教育的主要内容。学校数学教育的主要内容。14 四、现代数学阶段(四、现代数学阶段(1820-)1.现代数学酝酿阶段(现代数学酝酿阶段(18201870)2.现代数学形成阶段(现代数学形成阶段(18701950)3.现代数学繁荣阶段现代数学繁荣阶段(1950)15 四、现代数学阶段四、现代数学阶段 现代数学时期(公元现代数学时期(公元19 世纪世纪70 年代年代)1阿贝尔和伽罗瓦创立的阿贝尔和伽罗瓦创立的“抽象代数抽象代数”2高斯、罗巴契夫斯基、波约尔、黎曼的高斯、罗巴契夫斯基、波约
14、尔、黎曼的“非欧几何非欧几何”3克莱因的克莱因的“爱尔郎根纲领爱尔郎根纲领”和希尔伯特的和希尔伯特的“公理化体系公理化体系”4波尔查诺、柯西、魏尔斯特拉斯等人的波尔查诺、柯西、魏尔斯特拉斯等人的“数学分析数学分析”5康托的康托的“集合论集合论”16 四、现代数学阶段四、现代数学阶段 其它:实变函数论、泛函分析、数论、拓扑其它:实变函数论、泛函分析、数论、拓扑学、随机过程、数理逻辑、组合数学、运筹学、随机过程、数理逻辑、组合数学、运筹学、控制论、信息论、模糊数学学、控制论、信息论、模糊数学、分形与混、分形与混沌等等沌等等庞加莱、嘉当、外尔、诺依曼、陈省身等是庞加莱、嘉当、外尔、诺依曼、陈省身等是
15、这一时期的杰出数学家这一时期的杰出数学家现代数学时期的结果,部分地成为高校数学、现代数学时期的结果,部分地成为高校数学、力学、物理学等学科数学教学的内容,并被力学、物理学等学科数学教学的内容,并被工作者所使用。工作者所使用。17 五、近代的中国数学的两位大师五、近代的中国数学的两位大师 华罗庚华罗庚(19101985)数学家,中国科学院院士。1910年11月12日生于江苏金坛,1985年6月12日卒于日本东京。1924年金坛中学初中毕业,后刻苦自学。1930年后在清华大学任教。1936年赴英国剑桥大学访问、学习。1938年回国后任西南联合大学教授。1946年赴美国,任普林斯顿数学研究所研究员、
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