我國的這些古代數學的成就,作用不可估量!你都知道嗎?

2021-02-20 國際數學競賽

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中國古代數學的成就,在世界科技史上佔有重要的地位。其數、算等伴隨著人們的生活逐步發展,但卻不被人熟知或記起。今天小編就給大家介紹幾個我國古代主要的數學成就

我們日常生活中離不開的十進位值制,就是中國的一大發明。至遲在商代時,我國已採用了十進位值制。從現已發現的商代陶文和甲骨文中,可以看到當時已能夠用一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、百、千、萬等13個數字,記十萬以內的任何自然數。這些記數文字的形狀,在後世雖有所變化而成為現在的寫法,但記數方法卻從沒有中斷,一直被沿襲,並日趨完善。

現在通用的印度—阿拉伯數碼和記數法,大約在10世紀時才傳到歐洲。由此可見,十進位值制的記數法是古代世界中最先進、科學的記數法,對世界科學和文化的發展有著不可替代的作用。

楊輝三角形,又稱賈憲三角形,帕斯卡三角形,是二項式係數在三角形中的一種幾何排列,實際上是一個二項展開式係數表。它本是賈憲創造的,見於他著作《黃帝九章算法細草》中,後此書流失,南宋人楊輝在他的《詳解九章算法》中又編此表,故名「楊輝三角」。 

它的兩條斜邊都是由數字1組成的,而其餘的數則是等於它肩上的兩個數之和,是楊輝三角最本質的特徵。楊輝三角形所蘊含的數字排列規律讓我們在感受數學之美的同時,也體會到它的趣味性和實用性。

中國數學家劉徽在注釋《九章算術》時(公元263年)只用圓內接正多邊形就求得π的近似值,得出精確到兩位小數的π值,他的方法被後人稱為割圓術,其中有求極限的思想。

南北朝時代的數學家祖衝利用割圓術進一步得出精確到小數點後7位的π值(公元466年),給出不足近似值3.1415926和過剩近似值3.1415927,還得到兩個近似分數值,密率355/113和約率22/7,其中密率是分子分母在1000以內的最佳值,歐洲直到十六世紀德國人鄂圖(valentinus otto)和荷蘭人安託尼茲(a.anthonisz)才得出同樣結果;這一紀錄在世界上保持了一千年之久。

為紀念祖衝之對中國圓周率發展的貢獻,將這一推算值用他的名字被命名為「祖衝之圓周率」簡稱「祖率」。阿拉伯數學家卡西在15世紀初求得圓周率17位精確小數值,打破祖衝之保持近千年的紀錄。德國數學家柯倫於1596年將π值算到20位小數值,後投入畢生精力,於1610年算到小數後35位數,該數值被用他的名字稱為魯道夫數

勾股定理的發明者是商高(西周人),早於第二發明者畢達哥拉斯(公元前580—前500)550多年。

勾股定理被稱為「幾何學的基石」,在高等數學和其他學科中有著極為廣泛的應用。世界上幾個文明古國都已發現並且進行了廣泛深入的研究,因此它具有許多名稱。

西方稱畢達哥拉斯定理畢氏定理(英文:Pythagorean theorem或Pythagoras's theorem)是一個基本的幾何定理,相傳由古希臘的畢達哥拉斯首先證明。

據說畢達哥拉斯證明了這個定理後,即斬了百頭牛作慶祝,因此又稱「百牛定理」。法國和比利時稱為驢橋定理,埃及稱為埃及三角形

我國古代數學家稱直角三角形為勾股形,較短的直角邊稱為勾,另一直角邊稱為股,斜邊稱為弦,所以勾股定理也稱為勾股弦定理

在中國,在公元前1000多年前,《周髀算經》記載了勾股定理的公式與證明,相傳是在商代由商高發現,故又稱之為商高定理。

三國時代的趙爽對《周髀算經》內的勾股定理作出了詳細注釋,又給出了另外一個證明。目前初中數學教材的證明方法採用趙爽弦圖,證明使用青朱出入圖。

幾何思想源於戰國時期墨翟的《墨經》,早於第二發明者歐幾裡德(公元前330—前275)100多年。

《墨經》中有8條論述了幾何光學知識,它闡述了影、小孔成像、平面鏡、凹面鏡、凸面鏡成像,還說明了焦距和物體成像的關係,這些比古希臘歐幾裡德(約公元前330—275)的光學記載早百餘年。

在力學方面的論說也是古代力學的代表作。對力的定義、槓桿、滑輪、輪軸、斜面及物體沉浮、平衡和重心都有論述。而且這些論述大都來自實踐。《墨經》光學八條,反映了春秋戰國時期我國物理學的重大成就。

負數的發現最早見於《九章算術》,這一發現早於印度600多年,早於西方1600多年。

據史料記載,早在兩千多年前,我國就有了正負數的概念,掌握了正負數的運算法則。我國三國時期的學者劉徽在建立負數的概念上有重大貢獻。

劉徽說:「今兩算得失相反,要令正負以名之。」意思是說,在計算過程中遇到具有相反意義的量,要用正數和負數來區分它們。劉徽第一次給出了區分正負數的方法。

我國古代著名的數學專著《九章算術》(成書於公元一世紀)中,最早提出了正負數加減法的法則:「正負數曰:同名相除,異名相益,正無入負之,負無入正之;其異名相除,同名相益,正無入正之,負無入負之。」 

東漢末年劉烘、宋代揚輝也論及了正負數加減法則,都與九章算術所說的完全一致。另外,元代朱世傑還給出了關於正負數的乘除法則。負數在國外得到認識和被承認,較之中國要晚得多。在印度,數學家婆羅摩笈多於公元628年才認識負數。直到十七世紀荷蘭人日拉爾(1629年)才首先認識和使用負數解決幾何問題。

我國古代主要的數學成就分享到這裡啦!小編在這裡給大家分享的僅是部分,我國還有許多的數學成就都十分具有價值,感興趣的朋友們可以去查找相關資料了解。

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