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解析几何的真正发明权,除了笛卡尔还有他,

来源:笛 时间:2023/7/23

解析几何的诞生是变量数学的第一个里程碑,它是人类首次将几何图形和代数式联系在一起,人们不但获得了简便的证明方法,还意识到数学的每个分支都是想通的。解析几何的诞生促使数学家们把目光转向变量和函数,为微积分的创立搭建了舞台。

说到解析几何,几乎所有的人都会想到笛卡尔。年,笛卡尔在他划时代的巨作《几何学》中论述了代数与几何的结合,证明了几何结构与代数运算的等价性,建立了点与实数的对应关系,把“形”(点、线、面)和“数”统一起来,建立了曲线和方程的对应关系,标志着解析几何的诞生,因此,笛卡尔也被后人尊称为解析几何之父。

笛卡尔

其实除了笛卡尔,还有一位数学家为解析几何的诞生做出了巨大贡献,他就是业余数学之王——费马。

费马大法官是法国数学家、物理学家,他一生从未受过专门的数学教育,对数学的研究只是他的业余爱好,但是很多数学领域取得了巨大的成就,除了在数论领域中提出的费马大定理和费马小定理,他还是古典概率论的奠基人,是微积分的思想先驱,对于微积分诞生的贡献仅次于牛顿和莱布尼茨,而我们今天要说的是他在解析几何方面的成就。

费马

费马独立于笛卡儿发现了解析几何的基本原理,应该说解析几何的真正发明应该归功于笛卡尔和费马两个人,他们工作的出发点不同,但却殊途同归。

与笛卡尔不同,费马工作的出发点是恢复失传的阿波罗尼奥斯(古希腊几何学家)的著作《平面轨迹》,他用代数方法对书中关于轨迹的失传的证明进行补充,并对古希腊几何学尤其是圆锥曲线论进行总结和整理,进而对曲线进行研究。在研究的基础行,年费马撰写了《平面与立体轨迹引论》。

在这本书中他阐述了自己的解析几何原理:“只要在最后的方程中出现两个未知数,我们就有一条轨迹,这两个量之一的末端描绘出一条直线或曲线,直线只有一种,而曲线的种类则有无限种可能,可以是圆、抛物线、椭圆等等。”

年费马的手稿

在书中费马定义了以下曲线:

不仅如此,费马在书中还提出并使用了坐标的概念,包括斜坐标和直角坐标,他称所指的未知量其实就是变量,也就是我们今天所说的横坐标和纵坐标。

其实费马发现解析几何的基本原理比笛卡尔还要早7年,但他的这一成果迟迟没有出版,直到年他的儿子才整理并出版了他的遗作,这时候费马已经去世14年了。虽然关于解析几何的诞生,费马和笛卡尔之间也精力了一场旷日持久的斗争,但是他们两人在解析几何上的研究最终导致了17世纪后期微积分的创立,两个人都对17世纪的数学做出重大贡献。

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