阿基米德面積方法求幾何級數和,真厲害!

2021-02-15 輕鬆學高等數學

阿基米德(公元前287年—公元前212年),偉大的古希臘哲學家、百科式科學家、數學家、物理學家、力學家,靜態力學和流體靜力學的奠基人,並且享有「力學之父」的美稱,阿基米德和高斯、牛頓並列為世界三大數學家。 阿基米德曾說過:「給我一個支點,我就能撬起整個地球。」

數學大師

阿基米德在數學上也有著極為光輝燦爛的成就,特別是在幾何學方面。

阿基米德的數學思想中蘊涵微積分,阿基米德的《方法論》中已經「十分接近現代微積分」,這裡有對數學上「無窮」的超前研究,他所缺的是沒有極限概念,但其思想實質卻伸展到17世紀趨於成熟的無窮小分析領域裡去,預告了微積分的誕生。

阿基米德將歐幾裡德提出的趨近觀念作了有效的運用。他利用「逼近法」算出球面積、球體積、拋物線、橢圓面積,後世的數學家依據這樣的「逼近法」加以發展成近代的「微積分」。

巧妙解決無窮級數計算

阿基米德在求解拋物線與截線圍成的弓形面積時,需要求解下面幾何級數



他巧妙地運用幾何方法解決了這一問題。

將一個邊長為1的正方形分割為如下所示的無數的L形塊,每個深色塊均佔其所在的L形塊面積的三分之一。這些深色正方形塊的面積即是所求級數的各項。



顯然,其結果為




下面我們應用這一方法來求另一幾何級數的和:

取一等邊三角形,將其作如下分割

可知藍色三角形面積依次為……

而每個藍色三角形又佔「每層」的,因此可以求得

就問你一句話:「服不服?」

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