牛顿与数学

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2021年02月11日 05:34
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2021年2月11日发(作者:桃花诺)


牛顿与数学









1642


年的圣诞节前夜,在英格兰 林肯郡沃尔斯索浦的一个农民家庭里,


牛顿


< br>


生了。牛顿是个


早产儿


,谁也 没有料到这个看起来微不足道的小东西会成为了一位



震古烁今


的科学巨人,并且活到了


85


岁的高龄 。



牛顿出生前三个月父亲就去世了。在他两岁时,母亲改嫁。 大约从


5


岁开始,


< br>牛顿被送到公立学校读书,


12


岁进入中学。少年时代的 牛顿并不是神童,他资质平



常,成绩一般,但他喜欢读书,喜 欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物,



并从中受到 启发,自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意,如风车,木钟,折叠式提灯



等等。他还制造了一个小水钟。每天早晨,小水钟会自动滴水到他脸上,催他起床。


后来,迫于生活,母亲让牛顿停学在家务农。但牛顿对务农并不感兴趣,一有



机会便埋首书卷。终于牛顿的好学精神感动了舅父,于是舅父劝服 了母亲让牛顿复



学。牛顿又重新回到了学校。



牛顿< /p>


19


岁进入剑桥大学,在这里,牛顿开始接触到大量的科学著作, 如欧几里



德的《几何原本》,笛卡儿的《几何学》,沃利斯的 《无穷算术》,巴罗的《数学



讲义》以及韦达等许多数学家的 著作。


1665


年剑桥大学授予牛顿大学学士学位的称



号。


1669


年年仅


26


岁的牛顿


晋升

为数学教授。



牛顿非常勤奋,他一生中的绝大部分时间是 在实验室度过的,他常


通宵达旦



< /p>


做实验,有时一连六个星期都在实验室工作,不分白天和黑夜,直到把实验做完为



止。后来牛顿终于成为了伟大的科学家,为自然科学的发展做出了巨大 的贡献。在



牛顿的全部科学贡献中,数学成就占有突出的地位 。让我们来看看他在数学方面的



成就。



他数学生涯中的第一项创造性 成果就是发现了二项式定理。根据牛顿本人回忆,



他是在


1664


年和


1665

年间的冬天,在研读沃利斯博士的《无穷算术》并试图修改他



的求圆面积的级数时发现这一定理的。



微积分的创立是牛顿最卓越的数学成就。牛顿为解决运动问题,才创立这种和



物理概念直接联系的数学理论的,牛顿称之为



流数术



。它所处理的一些具体问题,



如切线问题、求积问题、瞬时速度问题以及函数的极大和极小值问题等,在牛顿前



已经得到人们的研究了。但牛顿超越了前人,他站在了更高的角度, 对以往分散的



努力加以综合,将自古希腊以来求解无限小问题 的各种技巧统一为两类普通的算法:



微分和积分,并确立了这 两类运算的互逆关系,从而完成了微积分发明中最关键的



一步 ,为近代科学发展提供了最有效的工具,开辟了数学上的一个新纪元。



1707


年,牛顿的代数讲义整理后出版,定名为《普遍算术》。



他主要讨论了代数基础及其(通过解方程)在解决各类问题中的应用。书中 陈



述了代数基本概念与基本运算,用大量实例说明了如何将各 类问题化为代数方程,



同时对方程的根及其性质进行了深入探 讨,引出了方程论方面的丰硕成果,如,他



得出了方程的根与 其判别式之间的关系,指出可以利用方程系数确定方程根之幂的



和数,即



牛顿幂和公式





牛顿对解析几何与综合几何都有贡献。他在


1736


年出版的《解析几何》中引入


< /p>


了曲率中心,给出密切线圆(或称曲线圆)概念,提出曲率公式及计算曲线的曲率


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