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无理数课件2.


无理数在西方的发现
大约公元前5世纪,不可通约量的发现导致了毕达哥 拉斯悖论。当时的毕达哥拉斯学派重视自然及社会中 不变因素的研究,把几何、算术、天文、音乐称为"四 艺",在其中追求宇宙的和谐规律性。他们认为:宇宙 间一切事物都可归结为整数或整数之比,毕达哥拉斯 学派的一项重大贡献是证明了勾股定理,但由此也发 现了一些直角三角形的斜边不能表示成整数或整数之 比(不可通约)的情形,如直角边长均为1的直角三 角形就是如此。
• 这一悖论直接触犯了毕氏学派的根本 信条,导致了当时认识上的"危机", 从而产生了第一次数学危机。 到 了公元前370年,这个矛盾被毕氏学 派的欧多克斯通过给比例下新定义的 方法解决了。他的处理不可通约量的 方法,出现在欧几里得《原本》第5 卷中。
• 欧多克斯和狄德金于1872年给出的 无理数的解释与现代解释基本一致。 今天中学几何课本中对相似三角形的 处理,仍然反映出由不可通约量而带 来的某些困难和微妙之处。
• 由于并没有经历过西方的数学危机革 命的基础上 ,我国从11 世纪开始,逐渐摸索到 数值解高次方程的一般规律。
毕达哥拉斯兴师问罪,然而希伯斯事先 已经得知了消息,他抢先一步逃走了。毕 达哥拉斯学派是不公放过他的,他们在一 条海船上发现了他,把希伯斯装进了口袋 ,扔进了大海,希伯斯就这样被害死了! ”。希伯斯虽然被害死了,但是他发现的 “新数”却还存在着,后来,人们从他的 发现中知道了除去整数和分数之外,世界 上还存还着一种“新数”。
无理数在西方的发现
大约公元前5世纪,不可通约量的发现导致了毕达哥 拉斯悖论。当时的毕达哥拉斯学派重视自然及社会中 不变因素的研究,把几何、算术、天文、音乐称为"四 艺",在其中追求宇宙的和谐规律性。他们认为:宇宙 间一切事物都可归结为整数或整数之比,毕达哥拉斯 学派的一项重大贡献是证明了勾股定理,但由此也发 现了一些直角三角形的斜边不能表示成整数或整数之 比(不可通约)的情形,如直角边长均为1的直角三 角形就是如此。
• 第一次数学危机对古希腊的数学观点有 极大冲击。这表明,几何学的某些真理与 算术无关,几何量不能完全由整数及其比 来表示,反之却可以由几何量来表示出来 ,整数的权威地位开始动摇,而几何学的 身份升高了。危机也表明,直觉和经验不 一定靠得住,推理证明才是可靠的,从此 希腊人开始重视演译推理,并由此建立了 几何公理体系,这不能不说是数学思想上 的一次巨大革命。
• 其数不可得而定。……故惟以面命之,为 不失耳”,这说明刘徽认识到“加不加借 算命分”都得到的不是精确值,只有用被 开方数的方根表示才是精确的,接着他在 “开方术注”中提出一种更为精确的表示 方根近似值的方法,即求微数法:“不以 面命之,加定法如前,求其微数。
• 微数无名者以为分子,其一退以十为母, 其二退以百为母。退之弥下,其分弥细, 则朱幂虽有所弃之数,不足言之”,就是 用 10 进制小数来无限逼近无理数。中算 学家没有像希腊人那样在发现无理数时出 现逻辑上的困难,又能顺利地将有理数运 算规则推广到无理数,因此把数学向前推 进的同时,并没有深究无理数与有理数实 质上的不同。
无理数的出现
背景故事
在古希腊,有一个很了不起的数学家,叫做毕 达哥拉斯,他开了一间学校,教了很多学生, 他的学校的名字叫“毕达哥拉斯学园”。别的 人也给它起了个名字,叫“毕达哥拉斯学派” ,他们认为,数是世界的法则,是主宰生死的 力量,他们就像崇拜天神一样崇拜数。毕达哥 拉斯和他的学生们在学园里研究数学,做出了 好多的数学发现,比如“毕达哥拉斯定理”就 是这么发现的。这个定理,在我们中国叫“勾 股定理”。
无理数的由来
正方形的对角线和边长的比是这种新数、给这种新数 起个什么名字呢?当时人们觉得,整数和分数是人们 已经习惯的,容易理解,就把整数和分数合称“有理 数”,而把希伯斯发现的新数起名叫“无理数”。
无理数在西方的发现
大约公元前5世纪,不可通约量的发现导致了毕达哥 拉斯悖论。当时的毕达哥拉斯学派重视自然及社会中 不变因素的研究,把几何、算术、天文、音乐称为"四 艺",在其中追求宇宙的和谐规律性。他们认为:宇宙 间一切事物都可归结为整数或整数之比,毕达哥拉斯 学派的一项重大贡献是证明了勾股定理,但由此也发 现了一些直角三角形的斜边不能表示成整数或整数之 比(不可通约)的情形,如直角边长均为1的直角三 角形就是如此。
无理数在西方的发现
大约公元前5世纪,不可通约量的发现导致了毕达哥 拉斯悖论。当时的毕达哥拉斯学派重视自然及社会中 不变因素的研究,把几何、算术、天文、音乐称为"四 艺",在其中追求宇宙的和谐规律性。他们认为:宇宙 间一切事物都可归结为整数或整数之比,毕达哥拉斯 学派的一项重大贡献是证明了勾股定理,但由此也发 现了一些直角三角形的斜边不能表示成整数或整数之 比(不可通约)的情形,如直角边长均为1的直角三 角形就是如此。
无理数在中国的发现
• 中国古代在处理开方问题时,不可避免地 碰到了无理根数。中国早期的开方术见于 刘徽的《九章算术》少广、勾股两章,起 源于长度的测度。已知面积求正方形边长 ;已知体积求立方体棱长;已知圆面积求 圆的直径;已知球体积求球的直径或直角 三角形勾、股、弦互求。《九章算术》“ 少广”章的开(平)方术有“若开之不尽者 ,为不可开,当以面命之”,“令不加借 算而命分,则常微少;其加借算而命分, 则又微多。
• 毕达哥拉斯认为,世界上只存着整数和分数, 除此之外,就再也没有什么别的数了,可是, 他有一个学生,叫希伯斯,就发现了这样的一 种数,比如,一个边长是1的正方形,从一个角 到对着它的一个角之间的线段长度是多少呢? 毕达哥拉斯知道了学生的这个发现,大惊失 色,因为如果承认了这个发现,那他们学派的 基础就没有了,毕达哥拉斯这位伟大的数学家 ,在这上面的表现却很不光彩;他禁止希伯斯 把这个发现传出去,否则就要用学园的戒律来 处置他——活埋。
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