解析几何的发展简史
毛戈平化妆-
绪论
“解析几何”
又名“坐标几何”
,
是几何学的一个分支。
解析几何的基本思想是用代数
的方法来研究几何问题,<
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基本方法是坐标法。
就是通过坐标把几何问题表示成代数形式,<
/p>
然
后通过代数方程来表示和研究曲线。它包括“平面解析几何”和
“空间解析几何”两部分。
前一部分除研究直线的有关性质外,主要研究圆锥曲线(椭圆
、抛物线、双曲线)的有关性
质。后一部分除研究平面、直线的有关性质外,主要研究二
次曲面(椭球面、抛物面、双曲
面等)的有关性质。
1.
解析几何产生的实际背景和数学条件
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解析几何的实际背景更多的是来自对变量数学的需求。解析几何产生数学自身的条件:
几何学已出现解决问题的乏力状态;代数已成熟到能足以有效地解决几何问题的程度
.
解析
几何的实际背景更多的是来自对变量数学的
需求。从
16
世纪开始,欧洲资本主义逐渐发展
起来,
进入了一个生产迅速发展,思想普遍活跃的时代。
生产实践积累了大量的新经验,并
提出了大量的新问题。可是,对于机械、建筑、水利
、航海、造船、显微镜和火器制造等领
域的许多数学问题,
已有
的常量数学已无能为力,
人们迫切地寻求解决变量问题的新数学方
法。
解析几何产生前的几何学
平面几何,立体几何(欧几里得的《几何原本》
)
,圆锥曲线论(阿波罗尼斯的《圆锥曲
线论》
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)
,特点:静态的几何
,
既不把曲线看成是一种动点的轨迹,更没有给它以一般的表示
方法
.
几何学出现解决问题的乏力状态
16
世纪以后
,
哥白尼提出
日心说,伽利略得出惯性定律和自由落体定律,这些都向几何
学提出了用运动的观点来认
识和处理圆锥曲线及其他几何曲线的课题.
几何学必须从观点到
方法来一个变革,创立起一种建立在运动观点上的几何学.
1
6
世纪代数的发展恰好为解析几何的诞生创造了条件.
1591
年法国数学家韦达第一个
在代数中有
意识地系统地使用了字母,他不仅用字母表示未知数
,
而且用以
表示已知数,包
括方程中的系数和常数.
这样,
代数就从一门以分别解决各种特殊问题的侧重于计算的数学
分支,
成为一门以研究一般类型的形式和方程的学问.
这就为几何曲线建立代数方程
铺平了
道路.
代数的符号化,使坐标概念的引进成为可能,从而
可建立一般的曲线方程,
发挥其具
有普遍性的方法的作用.
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2.
解析几何的创立
17
世纪前半叶,解析几何创立,其
中法国数学家笛卡尔(
Descartes
,
< br>1596-1650)
和费尔
玛(
fermat
,
1601-1665
)作出了最重要的贡献,成为解析几何学的创立者。
1637
年
,笛卡
尔发表哲学著作《更好地指导和寻求真理的方法论》
(简
称《方法论》
)
,
《几何学》作为其附
录之一发表
.
笛卡尔的《几何》虽然不
像现在的解析几何那样,给读者展现出一个从建立坐
标系和方程到研究方程的循序过程,
但是他通过具体的实例,
确定表达了他的新思想和新方
法.
这种思想和方法尽管在形式上没有现在的解析几何那样完整,
但是在本质上它却是地道
的解析几何.
笛卡尔的解析几何有两个基本思想:
(1)
用有序数对表示点的坐标;
(2)把互相关联
的两个未知数的代数方程,看成平面上的一条曲线。
费尔玛是一位业余数学家,但他的数学成就在
17
世纪数学
史上非常突出,为微积分、
概率论和数论的创立和发展都作出了最重要的贡献。早在笛卡
尔的
《几何学》
发表以前,
费
尔玛已经用解析几何的方法对阿波罗尼斯某些失传的关于轨迹的证明作出补充.
< br>他通过引进
坐标,
以一种统一的方式把几何问题翻译为代
数的语言——方程,
从而通过对方程的研究来
揭示图形的几何性
质.
费尔玛所用的坐标系与现在常用的直角坐标系不同,
它是斜
坐标,
而