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  • 1 # 使用者7237885412832

    如果把座標法理解為透過某一特定系統中的若干數量來決定空間位置的方法,那麼戰國時代魏人石申用距度(或入宿度)和去極度兩個資料來表示恆星在天球上位置的星表,可以說是一種球面座標系統的座標法.古希臘的地理學家和天文學家也廣泛地使用球面座標法.西晉人裴秀(223-271)提出“製圖六體”,在地圖繪製中使用了相當完備的平面網路座標法.

      用座標法來刻畫動態的、連結的點,是它溝通代數與幾何而成為解析幾何的主要工具的關鍵.阿波羅尼在《圓錐曲線論》中,已藉助座標來描述曲線.十四世紀法國學者奧雷斯姆用“經度”和“緯度”(相當於縱座標和橫座標)的方程來刻畫動點的軌跡.十七世紀,費馬和笛卡兒分別創立解析幾何,他們使用的都是斜角座標系:即選定一條直線作為X軸,在其上選定一點為原點,y的值則由那些與X軸成一固定角度的線段的長表示.

      1637年笛卡兒出版了他的著作《方法論》,這書有三個附錄,其中之一名為《幾何學》,解析幾何的思想就包含在這個附錄裡.笛卡兒在《方法論》中論述了正確的思想方法的重要性,表示要創造為實踐服務的哲學.笛卡兒在分析了歐幾里得幾何學和代數學各自的缺點,表示要尋求一種包含這兩門科學的優點而沒有它們的缺點的方法.這種方法就是幾何與代數的結合----解析幾何.按笛卡兒自己的話來說,他創立解析幾何學是為了“決心放棄那僅僅是抽象的幾何.這就是說,不再去考慮那些僅僅是用來練習思想的問題.我這樣作,是為了研究另一種幾何,即目的在於解釋自然現象的幾何”.關於解析幾何學的產生對數學發展的重要意義,這裡可以引用法國著名數學家拉格朗日的一段話:“只要代數同幾何分道揚鑣,它們的進展就緩慢,它們的應用就狹窄.但當這兩門科學結合成伴侶時,它們就互相吸取新鮮的活力,從而以快速的步伐走向完善”.

      十七世紀之後,西方近代數學開始了一個在本質上全新的階段.正如恩格斯所指出的,在這個階段裡“最重要的數學方法基本上被確立了;主要由笛卡兒確立瞭解析幾何,由耐普爾確立了對數,由萊布尼茲,也許還有牛頓確立了微積分”,而“數學中的轉折點是笛 卡兒的變數.有了它,運動進入了數學,因而,辯證法進入了數學,因而微分和積分的運算也就立刻成為必要的了”.恩格斯在這裡不僅指出了十七世紀數學的主要內容,而且充分闡明瞭這些內容的重要意義.

      解析幾何學的創立,開始了用代數方法解決幾何問題的新時代.從古希臘時起,在西方數學發展過程中,幾何學似乎一直就是至高無上的.一些代數問題,也都要用幾何方法解決.解析幾何的產生,改變了這種傳統,在數學思想上可以看作是一次飛躍,代數方程和曲線、曲面聯絡起來了.

      最早引進負座標的英華人沃利斯,最早把解析幾何推廣到三維空間的是法華人費馬,最早應用三維直角座標系的是瑞士人約翰 貝努利.“座標”一詞是德華人萊布尼茲創用的.牛頓首先使用極座標,對於螺線、心形線以及諸如天體在中心力作用下的運動軌跡的研究甚為方便.不同的座標系統之間可以互換,最早討論平面斜角座標系之間互換關係的是法華人範斯庫騰.

      我們今天常常把直角座標系叫做笛卡兒座標系,其實那是經過許多後人不斷完善後的結果.

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