高中學(xué)數(shù)學(xué)有用嗎?
導(dǎo)讀:高中學(xué)數(shù)學(xué)有用嗎? 數(shù)學(xué)發(fā)展史的論文?
1.你好,說個現(xiàn)實(shí)的,如果你是高中生想考個好大學(xué),那么我告訴你,太有用了!2.如果你不想,那么對你而言,幾乎沒用。3.其實(shí)所有的生活幾乎都包含數(shù)理邏輯,只是我們很多人身在數(shù)學(xué)中而不自知。
高中數(shù)學(xué)特有用,即使沒考上學(xué)校,干脆再也不接觸數(shù)學(xué)了,但是,留在你身上的就是,遇到問題,比別人有經(jīng)驗(yàn)且考慮周到,處理各種問題都是考慮全面、嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、縝密,處理起來頭頭是道等等,絕對是一個好的領(lǐng)導(dǎo)。
數(shù)學(xué)發(fā)展史的論文?
高中:
人類是動物進(jìn)化的產(chǎn)物,最初也完全沒有數(shù)量的概念。但人類發(fā)達(dá)的大腦對客觀世界的認(rèn)識已經(jīng)達(dá)到更加理性和抽象的地步。這樣,在漫長的生活實(shí)踐中,由于記事和分配生活用品等方面的需要,才逐漸產(chǎn)生了數(shù)的概念。比如捕獲了一頭野獸,就用1塊石子代表。捕獲了3頭,就放3塊石子。結(jié)繩記事也是地球上許多相隔很近的古代人類共同做過的事。我國古書《易經(jīng)》中有結(jié)繩而治的記載。傳說古代波斯王打仗時也常用繩子打結(jié)來計(jì)算天數(shù)。用利器在樹皮上或獸皮上刻痕,或用小棍擺在地上計(jì)數(shù)也都是古人常用的辦法。這些辦法用得多了,就逐漸形成數(shù)的概念和記數(shù)的符號。
數(shù)的概念最初不論在哪個地區(qū)都是1、2、3、4……這樣的自然數(shù)開始的,但是記數(shù)的符號卻大小相同。
古羅馬的數(shù)字相當(dāng)進(jìn)步,現(xiàn)在許多老式掛鐘上還常常使用。
實(shí)際上,羅馬數(shù)字的符號一共只有7個:I(代表1)、V(代表5)、X(代表10)、L(代表50)、C代表100)、D(代表500)、M(代表1,000)。這7個符號位置上不論怎樣變化,它所代表的數(shù)字都是不變的。它們按照下列規(guī)律組合起來,就能表示任何數(shù):
1.重復(fù)次數(shù):一個羅馬數(shù)字符號重復(fù)幾次,就表示這個數(shù)的幾倍。如:III表示3;XXX表示30。
2.右加左減:一個代表大數(shù)字的符號右邊附一個代表小數(shù)字的符號,就表示大數(shù)字加小數(shù)字,如VI表示6,DC表示600。一個代表大數(shù)字的符號左邊附一個代表小數(shù)字的符號,就表示大數(shù)字減去小數(shù)字的數(shù)目,如IV表示4,XL表示40,VD表示495。
3.上加橫線:在羅馬數(shù)字上加一橫線,表示這個數(shù)字的一千倍。如:表示 15,000,表示165,000。
我國古代也很重視記數(shù)符號,最古老的甲骨文和鐘鼎中都有記數(shù)的符號,不過難寫難認(rèn),后人沒有沿用。到春秋戰(zhàn)國時期,生產(chǎn)迅速發(fā)展,適應(yīng)這一需要,我們的祖先創(chuàng)造了一種十分重要的計(jì)算方法--籌算。籌算用的算籌是竹制的小棍,也有骨制的。按規(guī)定的橫豎長短順序擺好,就可用來記數(shù)和進(jìn)行運(yùn)算。隨著籌算的普及,算籌的擺法也就成為記數(shù)的符號了。算籌擺法有橫縱兩式,都能表示同樣的數(shù)字。
從算籌數(shù)碼中沒有10這個數(shù)可以清楚地看出,籌算從一開始就嚴(yán)格遵循十位進(jìn)制。9位以上的數(shù)就要進(jìn)一位。同一個數(shù)字放在百位上就是幾百,放在萬位上就是幾萬。這樣的計(jì)算法在當(dāng)時是很先進(jìn)的。因?yàn)樵谑澜绲钠渌胤秸嬲褂檬M(jìn)位制時已到了公元6世紀(jì)末。但籌算數(shù)碼中開始沒有零,遇到零就空位。比如6708,就可以表示為┴ ╥ 。數(shù)字中沒有零,是很容易發(fā)生錯誤的。所以后來有人把銅錢擺在空位上,以免弄錯,這或許與零的出現(xiàn)有關(guān)。不過多數(shù)人認(rèn)為,0這一數(shù)學(xué)符號的發(fā)明? ??歸功于公元6世紀(jì)的印度人。他們最早用黑點(diǎn)(·)表示零,后來逐漸變成了0。
說起0的出現(xiàn),應(yīng)該指出,我國古代文字中,零字出現(xiàn)很早。不過那時它不表示空無所有,而只表示零碎、不多的意思。如零頭、零星、零丁。一百零五的意思是:在一百之外,還有一個零頭五。隨著阿拉數(shù)字的引進(jìn)。105恰恰讀作一百零五,零字與0恰好對應(yīng),零也就具有了0的含義。
如果你細(xì)心觀察的話,會發(fā)現(xiàn)羅馬數(shù)字中沒有0。其實(shí)在公元5世紀(jì)時,0已經(jīng)傳入羅馬。但羅馬教皇兇殘而且守舊。他不允許任何使用0。有一位羅馬學(xué)者在筆記中記載了關(guān)于使用0的一些好處和說明,就被教皇召去,施行了拶(zǎn)刑,使他再也不能握筆寫字。
但0的出現(xiàn),誰也阻擋不住。現(xiàn)在,0已經(jīng)成為含義最豐富的數(shù)字符號。0可以表示沒有,也可以表示有。如:氣溫0℃,并不是說沒有氣溫;0是正負(fù)數(shù)之間唯一的中性數(shù);任何數(shù)(0除外)的0次冪等于1;0!=1(零的階乘等于1)。
除了十進(jìn)制以外,在數(shù)學(xué)萌芽的早期,還出現(xiàn)過五進(jìn)制、二進(jìn)制、三進(jìn)制、七進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制、二十進(jìn)制、六十進(jìn)制等多種數(shù)字進(jìn)制法。在長期實(shí)際生活的應(yīng)用中,十進(jìn)制最終占了上風(fēng)。
現(xiàn)在世界通用的數(shù)碼1、2、3、4、5、6、7、8、9、0,人們稱之為阿拉伯數(shù)字。實(shí)際上它們是古代印度人最早使用的。后來阿拉伯人把古希臘的數(shù)學(xué)融進(jìn)了自己的數(shù)學(xué)中去,又把這一簡便易寫的十進(jìn)制位值記數(shù)法傳遍了歐洲,逐漸演變成今天的阿拉伯?dāng)?shù)字。
數(shù)的概念、數(shù)碼的寫法和十進(jìn)制的形成都是人類長期實(shí)踐活動的結(jié)果。
隨著生產(chǎn)、生活的需要,人們發(fā)現(xiàn),僅僅能表示自然數(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不行的。如果分配獵獲物時,5個人分4件東西,每個人人該得多少呢?于是分?jǐn)?shù)就產(chǎn)生了。中國對分?jǐn)?shù)的研究比歐洲早1400多年!自然數(shù)、分?jǐn)?shù)和零,通稱為算術(shù)數(shù)。自然數(shù)也稱為正整數(shù)。
隨著社會的發(fā)展,人們又發(fā)現(xiàn)很多數(shù)量具有相反的意義,比如增加和減少、前進(jìn)和后退、上升和下降、向東和向西。為了表示這樣的量,又產(chǎn)生了負(fù)數(shù)。正整數(shù)、負(fù)整數(shù)和零,統(tǒng)稱為整數(shù)。如果再加上正分?jǐn)?shù)和負(fù)分?jǐn)?shù),就統(tǒng)稱為有理數(shù)。有了這些數(shù)字表示法,人們計(jì)算起來感到方便多了。
但是,在數(shù)字的發(fā)展過程中,一件不愉快的事發(fā)生了。讓我們回到大經(jīng)貿(mào)部2500年前的希臘,那里有一個畢達(dá)哥拉斯學(xué)派,是一個研究數(shù)學(xué)、科學(xué)和哲學(xué)的團(tuán)體。他們認(rèn)為數(shù)是萬物的本源,支配整個自然界和人類社會。因此世間一切事物都可歸結(jié)為數(shù)或數(shù)的比例,這是世界所以美好和諧的源泉。他們所說的數(shù)是指整數(shù)。分?jǐn)?shù)的出現(xiàn),使數(shù)不那樣完整了。但分?jǐn)?shù)都可以寫成兩個整數(shù)之比,所以他們的信仰沒有動搖。但是學(xué)派中一個叫希帕索斯的學(xué)生在研究1與2的比例中項(xiàng)時,發(fā)現(xiàn)沒有一個能用整數(shù)比例寫成的數(shù)可以表示它。如果設(shè)這個數(shù)為X,既然,推導(dǎo)的結(jié)果即x2=2。他畫了一個邊長為1的正方形,設(shè)對角線為x ,根據(jù)勾股定理x2=12+12=2,可見邊長為1的正方形的對角線的長度即是所要找的那個數(shù),這個數(shù)肯定是存在的??伤嵌嗌??又該怎樣表示它呢?希帕索斯等人百思不得其解,最后認(rèn)定這是一個從未見過的新數(shù)。這個新數(shù)的出現(xiàn)使畢達(dá)哥拉斯學(xué)派感到震驚,動搖了他們哲學(xué)思想的核心。為了保持支撐世界的數(shù)學(xué)大廈不要坍塌,他們規(guī)定對新數(shù)的發(fā)現(xiàn)要嚴(yán)守秘密。而 希帕索斯還是忍不住將這個秘密泄露了出去。據(jù)說他后來被扔進(jìn)大海喂了鯊魚。然而真理是藏不住的。人們后來又發(fā)現(xiàn)了很多不能用兩整數(shù)之比寫出來的數(shù),如圓周率就是最重要的一個。人們把它們寫成 π、等形式,稱它們?yōu)闊o理數(shù)。
有理數(shù)和無理數(shù)一起統(tǒng)稱為實(shí)數(shù)。在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)對各種數(shù)的研究使數(shù)學(xué)理論達(dá)到了相當(dāng)高深和豐富的程度。這時人類的歷史已進(jìn)入19世紀(jì)。許多人認(rèn)為數(shù)學(xué)成就已經(jīng)登峰造極,數(shù)字的形式也不會有什么新的發(fā)現(xiàn)了。但在解方程的時候常常需要開平方如果被開方數(shù)負(fù)數(shù),這道題還有解嗎?如果沒有解,那數(shù)學(xué)運(yùn)算就像走在死胡同中那樣處處碰壁。于是數(shù)學(xué)家們就規(guī)定用符號i 表示-1的平方根,即i=,虛數(shù)就這樣誕生了。i 成了虛數(shù)的單位。后人將實(shí)數(shù)和虛數(shù)結(jié)合起來,寫成 a+bi的形式(a、b均為實(shí)數(shù)),這就是復(fù)數(shù)。在很長一段時間里,人們在實(shí)際生活中找不到用虛數(shù)和復(fù)數(shù)表示的量,所以虛數(shù)總讓人感到虛無縹緲。隨著科學(xué)的發(fā)展,虛數(shù)現(xiàn)在在水力學(xué)、地圖學(xué)和航空學(xué)上已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用,在掌握和會使用虛數(shù)的科學(xué)家眼中,虛數(shù)一點(diǎn)也不虛了。
數(shù)的概念發(fā)展到虛和復(fù)數(shù)以后,在很長一段時間內(nèi),連某些數(shù)學(xué)家也認(rèn)為數(shù)的概念已經(jīng)十分完善了,數(shù)學(xué)家族的成員已經(jīng)都到齊了??墒?843年10月16日,英國數(shù)學(xué)家哈密爾頓又提出了四元數(shù)的概念。所謂四元數(shù),就是一種形如的數(shù)。它是由一個標(biāo)量(實(shí)數(shù))和一個向量(其中x 、y 、z 為實(shí)數(shù))組成的。四元數(shù)的數(shù)論、群論、量子理論以及相對論等方面有廣泛的應(yīng)用。與此同時,人們還開展了對多元數(shù)理論的研究。多元數(shù)已超出了復(fù)數(shù)的范疇,人們稱其為超復(fù)數(shù)。
由于科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要,向量、張量、矩陣、群、環(huán)、域等概念不斷產(chǎn)生,把數(shù)學(xué)研究推向新的高峰。這些概念也都應(yīng)列入數(shù)字計(jì)算的范疇,但若歸入超復(fù)數(shù)中不太合適,所以,人們將復(fù)數(shù)和超復(fù)數(shù)稱為狹義數(shù),把向量、張量、矩阿等概念稱為廣義數(shù)。盡管人們對數(shù)的歸類法還有某些分歧,但在承認(rèn)數(shù)的概念還會不斷發(fā)展這一點(diǎn)上意見是一致的。到目前為止,數(shù)的家庭已發(fā)展得十分龐大。
古代數(shù)學(xué)史:
①古希臘曾有人寫過《幾何學(xué)史》,未能流傳下來。
②5世紀(jì)普羅克洛斯對歐幾里得《幾何原本》第一卷的注文中還保留有一部分資料。
③中世紀(jì)阿拉伯國家的一些傳記作品和數(shù)學(xué)著作中,講述到一些數(shù)學(xué)家的生平以及其他有關(guān)數(shù)學(xué)史的材料。
④12世紀(jì)時,古希臘和中世紀(jì)阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)書籍傳入西歐。這些著作的翻譯既是數(shù)學(xué)研究,也是對古典數(shù)學(xué)著作的整理和保存。
近代西歐各國的數(shù)學(xué)史:
是從18世紀(jì),由J.蒙蒂克拉、C.博絮埃、A.C.克斯特納同時開始,而以蒙蒂克拉1758年出版的《數(shù)學(xué)史》(1799~1802年又經(jīng)J.de拉朗德增補(bǔ))為代表。從19世紀(jì)末葉起,研究數(shù)學(xué)史的人逐漸增多,斷代史和分科史的研究也逐漸展開,1945年以后,更有了新的發(fā)展。19世紀(jì)末葉以后的數(shù)學(xué)史研究可以分為下述幾個方面。
①通史研究 代表作可以舉出M.B.康托爾的《數(shù)學(xué)史講義》(4卷,1880~1908)以及C.B.博耶(1894、1919D.E.史密斯(2卷,1923~1925)、洛里亞(3卷,1929~1 933)等人的著作。法國的布爾巴基學(xué)派寫了一部數(shù)學(xué)史收入《數(shù)學(xué)原理》。以尤什凱維奇為代表的蘇聯(lián)學(xué)者和以彌永昌吉、伊東俊太郎為代表的日本學(xué)者也都有多卷本數(shù)學(xué)通史出版。1972年美國M.克萊因所著《古今數(shù)學(xué)思想》一書,是70年代以來的一部佳作。
②古希臘數(shù)學(xué)史 許多古希臘數(shù)學(xué)家的著作被譯成現(xiàn)代文字,在這方面作出了成績的有J.L.海貝格、胡爾奇、T.L.希思等人。洛里亞和希思還寫出了古希臘數(shù)學(xué)通史。20世紀(jì)30年代起,著名的代數(shù)學(xué)家范·德·瓦爾登在古希臘數(shù)學(xué)史方面也作出成績。60年代以來匈牙利的A.薩博的工作則更為突出,他從哲學(xué)史出發(fā)論述了歐幾里得公理體系的起源。
③古埃及和巴比倫數(shù)學(xué)史 把巴比倫楔形文字泥板算書和古埃及紙草算書譯成現(xiàn)代文字是艱難的工作。查斯和阿奇博爾德等人都譯過紙草算書,而諾伊格鮑爾鍥而不舍數(shù)十年對楔形文字泥板算書的研究則更為有名。他所著的《楔形文字?jǐn)?shù)學(xué)史料研究》(1935、1937)、《楔形文字?jǐn)?shù)學(xué)書》(與薩克斯合著,1945)都是這方面的權(quán)威性著作。他所著《古代精密科學(xué)》(1951)一書,匯集了半個世紀(jì)以來關(guān)于古埃及和巴比倫數(shù)學(xué)史研究成果。范·德·瓦爾登的《科學(xué)的覺醒》(1954)一書,則又加進(jìn)古希臘數(shù)學(xué)史,成為古代世界數(shù)學(xué)史的權(quán)威性著作之一。
④斷代史和分科史研究 德國數(shù)學(xué)家(C.)F.克萊因著的《19世紀(jì)數(shù)學(xué)發(fā)展史講義》(1926~1927)一書,是斷代體近現(xiàn)代數(shù)學(xué)史研究的開始,它成書于20世紀(jì),但其中所反映的對數(shù)學(xué)的看法卻大都是19世紀(jì)的。直到1978年法國數(shù)學(xué)家J.迪厄多內(nèi)所寫的《1700~1900數(shù)學(xué)史概論》出版之前,斷代體數(shù)學(xué)史專著并不多,但卻有(C.H.)H.外爾寫的《半個世紀(jì)的數(shù)學(xué)》之類的著名論文。對數(shù)學(xué)各分支的歷史,從數(shù)論、概率論,直到流形概念、希爾伯特23個數(shù)學(xué)問題的歷史等,有多種專著出現(xiàn),而且不乏名家手筆。許多著名數(shù)學(xué)家參預(yù)數(shù)學(xué)史的研究,可能是基于(J.-)H.龐加萊的如下信念,即:“如果我們想要預(yù)見數(shù)學(xué)的將來,適當(dāng)?shù)耐緩绞茄芯窟@門科學(xué)的歷史和現(xiàn)狀”,或是如H.外爾所說的:“如果不知道遠(yuǎn)溯古希臘各代前輩所建立的和發(fā)展的概念方法和結(jié)果,我們就不可能理解近50年來數(shù)學(xué)的目標(biāo),也不可能理解它的成就?!?/p>
⑤歷代數(shù)學(xué)家的傳記以及他們的全集與《選集》的整理和出版 這是數(shù)學(xué)史研究的大量工作之一。此外還有多種《數(shù)學(xué)經(jīng)典論著選讀》出現(xiàn),輯錄了歷代數(shù)學(xué)家成名之作的珍貴片斷。
⑥專業(yè)性學(xué)術(shù)雜志 最早出現(xiàn)于19世紀(jì)末,M.B.康托爾(1877~1913,30卷)和洛里亞(1898~1922,21卷)都曾主編過數(shù)學(xué)史雜志,最有名的是埃內(nèi)斯特勒姆主編的《數(shù)學(xué)寶藏》(1884~1915,30卷)?,F(xiàn)代則有國際科學(xué)史協(xié)會數(shù)學(xué)史分會主編的《國際數(shù)學(xué)史雜志》。
中國數(shù)學(xué)史:
中國以歷史傳統(tǒng)悠久而著稱于世界,在歷代正史的《律歷志》“備數(shù)”條內(nèi)常常論述到數(shù)學(xué)的作用和數(shù)學(xué)的歷史。例如較早的《漢書·律歷志》說數(shù)學(xué)是“推歷、生律、 制器、 規(guī)圓、矩方、權(quán)重、衡平、準(zhǔn)繩、嘉量,探賾索穩(wěn),鉤深致遠(yuǎn),莫不用焉”。《隋書·律歷志》記述了圓周率計(jì)算的歷史,記載了祖沖之的光輝成就。歷? ??正史《列傳》中,有時也給出了數(shù)學(xué)家的傳記。正史的《經(jīng)籍志》則記載有數(shù)學(xué)書目。
在中國古算書的序、跋中,經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)學(xué)史的內(nèi)容。
如劉徽注《九章算術(shù)》序 (263)中曾談到《九章算術(shù)》形成的歷史;王孝通“上緝古算經(jīng)表”中曾對劉徽、祖沖之等人的數(shù)學(xué)工作進(jìn)行評論;祖頤為《四元玉鑒》所寫的序文中講述了由天元術(shù)發(fā)展成四元術(shù)的歷史。宋刊本《數(shù)術(shù)記遺》之后附錄有“算學(xué)源流”,這是中國,也是世界上最早用印刷術(shù)保存下來的數(shù)學(xué)史資料。程大位《算法統(tǒng)宗》(1592)書末附有“算經(jīng)源流”,記錄了宋明間的數(shù)學(xué)書目。
以上所述屬于零散的片斷資料,對中國古代數(shù)學(xué)史進(jìn)行較為系統(tǒng)的整理和研究,則是在乾嘉學(xué)派的影響下,在清代中晚期進(jìn)行的。主要有:①對古算書的整理和研究,《算經(jīng)十書》(漢唐間算書)和宋元算書的校訂、注釋和出版,參預(yù)此項(xiàng)工作的有戴震(1724~1777)、李潢(?~1811)、阮元(1764~1849)、沈欽裴(1829年校算《四元玉鑒》)、羅士琳(1789~1853)等人 ②編輯出版了《疇人傳》(數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家的傳記),它“肇自黃帝,迄于昭(清)代,凡為此學(xué)者,人為之傳”,它是由阮元、李銳等編輯的(1795~1799)。其后,羅士琳作“補(bǔ)遺”(1840),諸可寶作《疇人傳三編》(1886),黃鐘駿又作《疇人傳四編》(1898)。《疇人傳》,實(shí)際上就是一部人物傳記體裁的數(shù)學(xué)史。收入人物多,資料豐富,評論允當(dāng),它完全可以和蒙蒂克拉的數(shù)學(xué)史相媲美。
利用現(xiàn)代數(shù)學(xué)概念,對中國數(shù)學(xué)史進(jìn)行研究和整理,從而使中國數(shù)學(xué)史研究建立在現(xiàn)代科學(xué)方法之上的學(xué)科奠基人,是李儼和錢寶琮。他們都是從五四運(yùn)動前后起,開始搜集古算書,進(jìn)行考訂、整理和開展研究工作的 經(jīng)過半個多世紀(jì),李儼的論文自編為《中算史論叢》(1~5集,1954~1955),錢寶琮則有《錢寶琮科學(xué)史論文集》(1984)行世。從20世紀(jì)30年代起,兩人都有通史性中國數(shù)學(xué)史專著出版,李儼有《中國算學(xué)史》(1937)、《中國數(shù)學(xué)大綱》(1958);錢寶琮有《中國算學(xué)史》(上,1932)并主編了《中國數(shù)學(xué)史》(1964)。錢寶琮校點(diǎn)的《算經(jīng)十書》(1963)和上述各種專著一道,都是權(quán)威性著作。
從19世紀(jì)末,即有人(偉烈亞力、赫師慎等)用外文發(fā)表中國數(shù)學(xué)史方面的文章。20世紀(jì)初日本人三上義夫的《數(shù)學(xué)在中國和日本的發(fā)展》以及50年代李約瑟在其巨著《中國科學(xué)技術(shù)史》(第三卷)中對中國數(shù)學(xué)史進(jìn)行了全面的介紹。有一些中國的古典算書已經(jīng)有日、英、法、俄、德等文字的譯本。在英、美、日、俄、法、比利時等國都有人直接利用中國古典文獻(xiàn)進(jìn)行中國數(shù)學(xué)史的研究以及和其他國家和地區(qū)數(shù)學(xué)史的比較研究。
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