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中国古代数学的成就

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中国古代数学的成就

中国是世界文明古国之一。数学是中国古代科学中一门重要学科,其发展源远流长,成就辉煌,其中包括圆周率、割圆术、十进位制计数法、算经十书、勾股定理、杨辉三角和剁积术、珠算等。我想就着这几项谈谈我国古代数学的成就。

一:圆周率。古今中外,许多人致力于圆周率的研究与计算。为了计算出圆周率的越来越好的近似值,一代代的数学家为这个神秘的数贡献了无数的时间与心血。十九世纪前,圆周率的计算进展相当缓慢。中国古算书《周髀算经》中有“径一而周三”的记载,认为圆周率是常数。?

我国数学家刘徽在注释《九章算术》时只用圆内接正多边形就求得π的近似值,也得出精确到两位小数的π值,他的方法被后人称为割圆术。他用割圆术一直算到圆内接正192边形,得出π≈根号10。?

汉朝时,张衡得出π的平方除以16等于5/8,即π等于10的开方。虽然这个值不太准确,但它简单易理解,所以也在亚洲风行了一阵。?王蕃发现了另一个圆周率值,这就是3.156,但没有人知道他是如何求出来的?

南北朝时代着名数学家祖冲之进一步得出精确到小数点后7位的π值,给出不足近似值3.1415926和过剩近似值3.1415927,还得到两个近似分数值,密率355/113和约率22/7。他的辉煌成就比欧洲至少早了1000年。其中的密率在西方直到1573才由德国人奥托得到,1625年发表于荷兰工程师安托尼斯的着作中,欧洲不知道是祖冲之先知道密率的,将密率错误的称之为安托尼斯率。

二、割圆术。3世纪中期,魏晋时期的数学家刘徽首创割圆术,为计算圆周率建立了严密的理论和完善的算法,所谓割圆术,就是不断倍增圆内接正多边形的边数求出圆周长的方法。?中国古代从先秦时期开始,一直是取“周三径一”(即圆周周长与直径的比率为三比一)的数值来进行有关圆的计算。但用这个数值进行计算的结果,往往误差很大。正如刘徽所说,用“周三径一”计算出来的圆周长,实际上不是圆的周长而是圆内接正六边形的周长,其数值要比实际的圆周长小得多。东汉的张衡不满足于这个结果,他从研究圆与它的外切正方形的关系着手得到圆周率。这个数值比“周三径一”要好些,但刘徽认为其计算出来的圆周长必然要大于实际的圆周长,也不精确。刘徽以极限思想为指导,提出用“割圆术”来求圆周率,既大胆创新,又严密论证,从而为圆周率的计算指出了一条科学的道路。

三、十进位制计数法。十进位制记数法在我国原始社会就已经形成,完成于奴隶社会初期的商代,到商代已发展为完整的十进制系统,并且有了“十”、“百”、“千”、“万”等专用的大数名称。1899年从河南安阳发掘出来的象形文字,是大约3000多年前的殷代甲骨文。其中载有许多数字记录,最大的数目字是3万。如有一片甲骨上刻着“八日辛亥允戈伐二千六百五十六人。”(八日辛亥那天的战争中,消灭了敌方2656人)。这段文字说明我国在公元前1600年,已经采用了十进位值制记数法。这种记数法中,没有形成零的概念和零号,但由于引入了几个表示数位的特殊的数字如十、百、千、万等.能确切地表示出任何自然数,因而也是相当成功的十进位值制记数法,历代稍有变革,但基本框架则一直延用至今。

四、《算经十书》。《算经十书》是指汉、唐一千多年间的十部着名的数学着作,他们曾经是隋唐时代国子监算学科的教科书。十部书的名称是:《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《张丘建算经》、《夏侯阳算经》、《五经算术》、《辑古算经》、《缀术》。其中阐明“盖天说”的《周髀算经》,被人们认为是流传下来的中国最古老的既谈天体又谈数学的天文历着作。其中提到大禹治水时所应用的数学知识,成为现存文献中提到最早使用勾股定理的例

子。

五、勾股定理。勾股定理勾股定理是余弦定理的一个特例。这个定理在中国又称为“商高定理”,在外国称为“毕达哥拉斯定理”或者“百牛定理“。(毕达哥拉斯发现了这个定理后,即斩了百头牛作庆祝,因此又称“百牛定理”),法国、比利时人又称这个定理为“驴桥定理”。他们发现勾股定理的时间都比我国晚,我国是最早发现这一几何宝藏的国家。

六、杨辉三角和剁积术。扬辉对筹算乘除捷算法进行了总结和发展,创“纵横图”之名.继沈括“隙积术”之后,关于高阶等差级数的研究创“垛积术”。

七、珠算。珠算是以算盘为工具进行数字计算的一种方法。“珠算”一词﹐最早见于汉代徐岳撰的《数术记遗》,其中有云:“珠算﹐控带四时﹐经纬三才。”北周甄鸾为此作注﹐大意是﹕把木板刻为三部分﹐上下两部分是停游珠用的﹐中间一部分是作定位用的。每位各有五颗珠﹐上面一颗珠与下面四颗珠用颜色来区别。上面一珠当五﹐下面四颗﹐每珠当一。可见当时“珠算”与现今通行的珠算有所不同。中国珠算﹐从明代以来﹐极为盛行﹐先后传到日本﹑朝鲜﹑东南亚各国﹐近年在美洲也渐流行。由于算盘不但是一种极简便的计算工具﹐而且具有独特的教育职能﹐所以到现在仍盛行不衰。

中国古代数学凭借这些辉煌成就在16世纪左右都处于领先地位,是名副其实的数学强国。这些数学成就对中华民族以及世界文明都做出了重大的贡献,是值得炎黄子孙珍视的骄傲。希望中国的当代数学家们能够继承古代数学家的精神,树立促进中国数学发展的长远目标,不懈努力,争取使中国在世界上早日成为数学大国。

中国古代数学的成就

中国古代数学的成就 中国是世界文明古国之一。数学是中国古代科学中一门重要学科,其发展源远流长,成就辉煌,其中包括圆周率、割圆术、十进位制计数法、算经十书、勾股定理、杨辉三角和剁积术、珠算等。我想就着这几项谈谈我国古代数学的成就。 一:圆周率。古今中外,许多人致力于圆周率的研究与计算。为了计算出圆周率的越来越好的近似值,一代代的数学家为这个神秘的数贡献了无数的时间与心血。十九世纪前,圆周率的计算进展相当缓慢。中国古算书《周髀算经》中有“径一而周三”的记载,认为圆周率是常数。? 我国数学家刘徽在注释《九章算术》时只用圆内接正多边形就求得π的近似值,也得出精确到两位小数的π值,他的方法被后人称为割圆术。他用割圆术一直算到圆内接正192边形,得出π≈根号10。? 汉朝时,张衡得出π的平方除以16等于5/8,即π等于10的开方。虽然这个值不太准确,但它简单易理解,所以也在亚洲风行了一阵。?王蕃发现了另一个圆周率值,这就是3.156,但没有人知道他是如何求出来的? 南北朝时代着名数学家祖冲之进一步得出精确到小数点后7位的π值,给出不足近似值3.1415926和过剩近似值3.1415927,还得到两个近似分数值,密率355/113和约率22/7。他的辉煌成就比欧洲至少早了1000年。其中的密率在西方直到1573才由德国人奥托得到,1625年发表于荷兰工程师安托尼斯的着作中,欧洲不知道是祖冲之先知道密率的,将密率错误的称之为安托尼斯率。 二、割圆术。3世纪中期,魏晋时期的数学家刘徽首创割圆术,为计算圆周率建立了严密的理论和完善的算法,所谓割圆术,就是不断倍增圆内接正多边形的边数求出圆周长的方法。?中国古代从先秦时期开始,一直是取“周三径一”(即圆周周长与直径的比率为三比一)的数值来进行有关圆的计算。但用这个数值进行计算的结果,往往误差很大。正如刘徽所说,用“周三径一”计算出来的圆周长,实际上不是圆的周长而是圆内接正六边形的周长,其数值要比实际的圆周长小得多。东汉的张衡不满足于这个结果,他从研究圆与它的外切正方形的关系着手得到圆周率。这个数值比“周三径一”要好些,但刘徽认为其计算出来的圆周长必然要大于实际的圆周长,也不精确。刘徽以极限思想为指导,提出用“割圆术”来求圆周率,既大胆创新,又严密论证,从而为圆周率的计算指出了一条科学的道路。 三、十进位制计数法。十进位制记数法在我国原始社会就已经形成,完成于奴隶社会初期的商代,到商代已发展为完整的十进制系统,并且有了“十”、“百”、“千”、“万”等专用的大数名称。1899年从河南安阳发掘出来的象形文字,是大约3000多年前的殷代甲骨文。其中载有许多数字记录,最大的数目字是3万。如有一片甲骨上刻着“八日辛亥允戈伐二千六百五十六人。”(八日辛亥那天的战争中,消灭了敌方2656人)。这段文字说明我国在公元前1600年,已经采用了十进位值制记数法。这种记数法中,没有形成零的概念和零号,但由于引入了几个表示数位的特殊的数字如十、百、千、万等.能确切地表示出任何自然数,因而也是相当成功的十进位值制记数法,历代稍有变革,但基本框架则一直延用至今。 四、《算经十书》。《算经十书》是指汉、唐一千多年间的十部着名的数学着作,他们曾经是隋唐时代国子监算学科的教科书。十部书的名称是:《周髀算经》、《九章算术》、《海岛算经》、《张丘建算经》、《夏侯阳算经》、《五经算术》、《辑古算经》、《缀术》。其中阐明“盖天说”的《周髀算经》,被人们认为是流传下来的中国最古老的既谈天体又谈数学的天文历着作。其中提到大禹治水时所应用的数学知识,成为现存文献中提到最早使用勾股定理的例

中国古今26位著名数学家的故事[001]

中国古今26位著名数学家的故事 1.赵爽,三国时期东吴的数学家。曾注《周髀算经》,《周髀算经注》 中有一篇《勾股圆方图注》全文五百余字,并附有数幅插图(已失传),这篇注文简练地总结了东汉时期勾股算术的重要成果,最早给出并证明了有关勾股弦三边及其和、差关系的二十多个命题,他的证明主要是依据几何图形面积的换算关系。 2.朱世杰(公元1300年前后)朱世杰数学代表作有《算学启蒙》(1299) 和《四元玉鉴》(1303)。 3.祖暅,祖冲之之子,同其父祖冲之一起圆满解决了球面积的计算问 题,得到正确的体积公式。现行教材中著名的“祖暅原理”,在公元五世纪可谓祖暅对世界杰出的贡献。 4.祖冲之(429-500),中国南北朝时代南朝数学家、天文学家、物理学 家。他的最杰出贡献是求得相当精确的圆周率。经过长期的艰苦研究,他计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间,成为世界上最早把圆周率数值推算到七位数字以上的科学家。 5.杨辉,字谦光,钱塘(今杭州)人,中国古代数学家和数学教育家, 生平履历不详。(一)主要著述 《详解九章算法》,《日用算法》,《乘除通变本末》,《田亩比类乘除捷法》,《续古摘奇算法》,其中后三种为杨辉后期所著,一般称之为《杨辉算法》。 6.熊庆来(1893—1969),字迪之,云南弥勒人,他是中国近代数学研 究和教育的奠基人。 7.许宝騄(19l0.9.10一1970.12.18)是中国数学家,生卒于北京.许宝騄是中国概率统计领域内享有国际声誉的第一位数学家。他的主要工作是在数理统计和概率论两个方面。 8.徐光启(公元1562—1633年)字子先,编写了著名的《农政全书》。《几何原本》是我国最早第一部自拉丁文译来的数学著作还有《数理精蕴》。 9.吴学谋是中国数学家,生于广西柳州。 10.汪莱(1768一1813),是中国古代数学家,《参两算经》的最早的数学作品。1796一1798年,汪莱先后与自己的同乡好友巴树谷、江玉讨论数学,完成《弧三角形》和《勾股形》两部书稿。1789年,巴树谷将此两书合为一帙刊行,取名《衡斋算学》,这就是汪莱数学著作的最早刊本。

浅析中国古代数学与中国文化

浅析中国古代数学与中国文化 【摘要】中国古代数学思想扎根于中国古人的社会实践之中,体现着中国古代生产方式生活方式和思维方式的特点。反过来数学思想也推动生产和其他社会实践的发展。 【关键词】古代数学、中国文化、数 数学中最古老最原始的概念就是“数”(自然数)和“形”(简单几何图形)。它们的形成和发展也是数学思想的开端。数和形是反映现实世界的量的关系和空间形式的“原子”和“细胞”,由它们开始,逐渐发展成完善的数学体系。因此,探讨人们如何形成数和形的原始思维,可以作为探讨数学思想的出发点。数和形是人作为认识主体对现实世界的反应,是人的思维的产物。中国古人在进入文明以前就已经形成了数和形的原始思维。考古学上的许多发现向我们提供了大量,这些信息表明,在中国,在五六千年以前的原始社会就产生了数和形的原始思维。这其中的代表有北京人的石器、许家窑人的石球和大溪文化的陶球、山顶洞人的骨针和骨管、仰韶文化的数和形的观念等。再接着往下发展就到了商周时期的甲骨文了,中国古人对数学的研究可以说是不胜枚举,这里仅仅是捡了其中很小的一部分来说。 中国古代很多文学著作中夜渗透着数学思想如《庄子》的无限、极限思想,《考工记》的数学实用思想,《礼记》、《周礼》中的数学教育思想,《墨经》中的同一律思想、矛盾律思想、排中律思想等。这些很经典的文学著作都渗透着数学的思想,说明在古时人们就已经意识到数学在社会生活中的作用。 中国古代的数学教育 中国最早的比较系统的数学教育要数“官学”的数学教育了。随着社会的发展,很多问题都需要用数学知识来解答,统治阶级越来越意识到数学的重要作用,是官学的数学教育机制就产生了。在日常生活中,土地的测量、税收、平均负担、大型水利工程设计修建等,直接推动了数学教育的发展。官学中数学的教学内容有自然数的启蒙教育、直观几何的教育、“九数”教学、天文中的数学知识等。在教学质量的管理方面,素有严格要求的传统,实施视学考试制度。当然在古代中国的私学中也有很多数学教育者,在先秦时代就有孔子和墨子从事过数学的研究。 在中国古代思维取向的制约下,数学只能形成一个重计算的实用体系,这固然有与实际密切结合的优点,这个优点使古代数学得到长足的发展,但同时又使数学无法形成一个完整而严格的理论体系。中国古代特有的数学传统就在《九章算术》中有着典型的表现。《九章算术》以方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程、勾股共九个类型的实践应用型问题分成九章,每一个具体问题提出后,给出答案,在相同的一类问题上用“术”的形式给出具体算法。与西方数学相比,中国古代数学对负数的认识和运算表现得极为自然并与经济生活相同步,而西方对负数的认识则是在很晚之后的事,因为数在古希腊文化中有特殊的理性意义,所以负数就被这种理性深深的遮盖起来了。与此相反,由于中国的运筹没有肩负这种文化理性的重任,而只是对实践应用的结果负责,因此就很自然的对生产和生活中的“亏损”和“不足”等现象给出筹算上具体的表示和具体可操作的运演规则。 数学是人类的一种文化, 它的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分。数学让我们的思维更加严谨,考虑问题更加周到,数学对我们来说不仅仅是一个工具,它现在的用途远远超出了工具的范围,好好学习数学,终生受益。 参考文献:郑毓信王宪昌蔡仲《数学文化学》四川教育出版社佟健华杨春宏崔建勤《中国古代数学教育史》科学出版社孙宏安《中国古代数学思想》大连理工大学出版社胡作玄《数学与社会》大连理工大学出版社

最新中国古代数学家成就及其贡献

中国古代著名数学家及其主要贡献 刘徽(生于公元250年左右) 刘徽(生于公元250年左右),三国后期魏国人,是中国古代杰出的数学家,也是中国古典数学理论的奠基者之一.其生卒年月、生平事迹,史书上很少记载。据有限史料推测,他是魏晋时代山东邹平人。终生未做官。他在世界数学史上,也占有杰出的地位.他的杰作《九章算术注》和《海岛算经》,是我国最宝贵的数学遗产. 《九章算术》约成书于东汉之初,共有246个问题的解法.在许多方面:如解联立方程,分数四则运算,正负数运算,几何图形的体积面积计算等,都属于世界先进之列,但因解法比较原始,缺乏必要的证明,而刘徽则对此均作了补充证明.在这些证明中,显示了他在多方面的创造性的贡献.他是世界上最早提出十进小数概念的人,并用十进小数来表示无理数的立方根.在代数方面,他正确地提出了正负数的概念及其加减运算的法则;改进了线性方程组的解法.在几何方面,提出了"割圆术",即将圆周用内接或外切正多边形穷竭的一种求圆面积和圆周长的方法.他利用割圆术科学地求出了圆周率π=3.14的结果.刘徽在割圆术中提出的"割之弥细,所失弥少,割之又割以至于不可割,则与圆合体而无所失矣",这可视为中国古代极限观念的佳作. 《海岛算经》一书中,刘徽精心选编了九个测量问题,这些题目的创造性、复杂性和富有代表性,都在当时为西方所瞩目. 刘徽思想敏捷,方法灵活,既提倡推理又主张直观.他是我国最早明确主张用逻辑推理的方式来论证数学命题的人. 刘徽的一生是为数学刻苦探求的一生.他虽然地位低下,但人格高尚.他不是沽名钓誉的庸人,而是学而不厌的伟人,他给我们中华民族留下了宝贵的财富. 祖冲之(公元429年─公元500年) 祖冲之(公元429年─公元500年)是我国杰出的数学家,科学家。南北朝时期人,汉族人,字文远。生于未文帝元嘉六年,卒于齐昏侯永元二年。祖籍范阳郡遒县(今河北涞水县)。其主要贡献在数学、天文历法和机械三方面。在数学方面,他写了《缀术》一书,被收入著名的《算经十书》中,作为唐代国子监算学课本,可惜后来失传了。祖冲之还和儿子祖暅一起圆满地利用「牟合方盖」解决了球体积的计算问题,得到正确的球体积公式。在机械学方面,他设计制造过水碓磨、铜制机件传动的指南车、千里船、定时器等等。此外,对音乐也研究。他是历史上少有的博学多才的人物。

浅谈从数学文化中理解数学的价值

浅谈从数学文化中理解数学的价值 张瑶03级3班1030500723 数学是什么?数学的特点是什么?数学的价值是什么?我想不是每一个人都能清楚地回答出这三个问题,尽管我们学习的数学专业,但对数学的本质,数学的精髓还知之甚少,需要我们大量阅读关于数学文化,数学史方面的书籍,从而领悟其中的精华。 R.柯朗和H.罗宾斯在《数学是什么》一书告诉我们:数学,作为人类智慧的一种表达形式,反映生动活泼的意念,深入细致的思考,以及完美和谐的愿望。它的基础是逻辑和直觉,分析和推理,共性和个性。也许我们对这段话还不是很理解,以下我想主要从以下几个大方面谈谈数学的特点和价值在这些方面的具体体现。 一、数学文化的概念 由于数学对象并非物质世界中的真实存在,而是人类抽象思维的产物,所以,数学本身就是一种文化,古希腊的亚里士多德指出,数学是研究大小的量和书的,但是它们所研究的量和书,并不是那些我们可以感觉到的,占有空间的广延性的,可分的量和书,而是作为某种特殊性质的抽象的量和数,使我们在思想中将它们分离开来研究的。从而,在亚里士多德看来,数学对象就只是一种抽象的存在,即是人类抽象思维的产物。 1.数学传统的内涵: 数学对象是客体的,但数学活动的主体——数学家从事的数学活动必定是在一定传统指导之下进行的,他们的行为方式形成了数学传统。数学家有着自己特殊的“工作方式”。以下这个笑话被用来表明在解决问题时,数学家采取与一般科学家(如:物理学家)不同的方法: 有人提出这样一个问题:“架设在你面前有煤气灶,水龙头,水壶和火柴,你想烧些水,应当怎样去做?”对此某人回答到:“在壶上放上水,点燃煤气,在把壶放到煤气灶上。”提问者肯定了这一回答,然后又追问道:“如果其他的条件都没有变化,只是水壶中已经有了足够多的水,那你有应当怎么做?”这时被提问者往往有信心地回答道:“点燃煤气,在把水壶放到煤气灶上。”因为“只有物理学家才会这样做,而数学家们则会倒去壶中的水,并声称他已把后一问题划归为原先的问题了。”这笑话说明了数学思维的一个重要特点:“在解决问题时,数学家往往不是对问题实行直接的攻击,而是不断地对此进行变形,直至最终把它转化成了某个已经得到解决的问题。 2.数学在历史发展中存在三个辩证关系: 1)抽象化与具体化 由于数学的发展在很大程度上凭助更高层次的抽象得以实现,所以更新,更高的抽 象程度是数学发展的一个重要特征;但是我们不能认为抽象化是数学发展的唯一形 式。事实上,例如:“计算数学,运筹学,统计数学等与实践密切相关的学科的建 立与发展就是具体化的实际例子。更重要的是,数学向着更高抽象程度的发展又并 非是一个单向的简单过程,而是在抽象与具体的辩证运动中得以实现的 2)一般化与特殊化 对于特殊化发法在数学解题中的作用人们已经作了较为透彻的研究,因为特殊化可 以更好地弄清题意,我们可以通过特例对可能的结论进行猜测,通过有一般向特殊 的化归解决原来的问题。与此相对照,就一般化方法而言,人们只注意了它的构造 性功能,忽视这一方法在解题中的作用。例如:由“轨迹作图法”在几何作图中的 广泛应用可看出:“轨迹作图具有“化难为易”的功能,而由原来所求作的对象到 相应轨迹的过渡事实上就是一个一般化的过程。所以我们不应片面强调一般化或特 殊化,而应明确地肯定一般化与特殊化的辩证运动是数学发展的一个基本规律。 3)多样化与一体化

中国古代天文、数学、医药学等成就

中国古代天文、数学、医药学等成就 一、中国古代的天文历法 1、先秦时期:①春秋时期,留下了世界上公认的首次哈雷彗星的确切记录。《春秋》记载,公元前613年,“有星孛入于北斗”,即指哈雷彗星,这一记录比欧洲早六百多年。 ②春秋时期我国历法已经形成自己固定的系统,基本上确立19年7闰的原则,这比西方造160年。③战国时期,出现了世界上最早的天文学著作《甘石星经》,其中有丰富的天文记载,反映了那个时期人们对天文的认识。 2、两汉时期:①汉武帝时,天文学家制订出中国第一部较完整的历书“太初历”,开始以正月为岁首。②西汉关于太阳黑子的记录,被世界公认为是有关太阳黑子的最早记录。③东汉时,张衡从日、月、地球所处的不同位置,对月食作了最早的科学解释。④张衡发明制作的地动仪,可以遥测千里意外地震发生的方向,比欧洲早1700多年。 3、隋唐时期:①唐朝天文学家僧一行制定的《大衍历》比较准确地反映了太阳运行的规律,系统周密,表明中国古代历法体系的成熟。②僧一行还是世界上用科学方法实测地球子午线长度的创始人。在实测中他认识到,在小范围有限的空间里得到的认识,不能任意向大范围甚至无际的空间推演,这是我国科学思想史上的一大进步。

4、宋元时期:①北宋科学家沈括的突出贡献在天文学方面,把四季二十四节气和十二个月完全统一起来的“十二气历”更加简便,有利于农事安排。②元初设立太史局编制新历法。③元朝杰出天文学家郭守敬,提出“历之本在于测验,而测验之器莫先仪表”的正确主张,创制了简仪和高表等近二十件天文观测仪器,主持了全国范围的天文测量。④郭守敬主持编定《授时历》,一年的周期与现行公历基本相同,但问世比现行公历早300年。 二、中国古代的数学成就 1、两汉时期:《九章算术》约成书于东汉,分九章介绍了许多算术命题及其解法,是当时世界上最先进的应用数学,它的出现标志中国古代数学形成了完整的体系。 2、南北朝时期:①魏晋时期的数学家刘徽,运用极限理论,提出了计算圆周率的正确方法。②南朝祖冲之精确地计算出圆周率是在3.1415926-3.1415927之间,这一成果比外国早近一千年。它的专著《缀术》对数学发展有杰出的贡献。 3、《周髀算经》简介在中国古代算书中,《周髀算经》、《九章算术》、《孙子算经》、《五曹算经》、《夏侯阳算经》、《孙丘建算经》、《海岛算经》、《五经算术》、《缀术》、《缉古算机》等10部算书,被称为“算经十书”。其中阐明“盖天说”的《周髀算经》,被人们认为是流传下来的中国最古老的既谈

中国古代数学受文化影响的具体表现

中国古代数学受文化影响的具体表现 数学是自然科学的基石,也是社会文化中一个不可或缺的组成部分。中国古代数学成就辉煌,自汉代的《周髀算经》、《九章算术》起开始形成体系,至宋元期间达到了高峰,在千百年间曾一度居于世界数学发展的前列,为中华文明及世界文明作出了巨大的贡献。但自元中叶以来,中国数学的发展突然由盛转衰,一蹶不振,从此落后于西方国家。英国生物化学家李约瑟在其编着的《中国科学技术史》中提出了着名的“李约瑟难题”:“尽管中国古代对人类科技发展做出了很多重要贡献,但为什么科学和工业革命没有在近代的中国发生?” 在这里,作为自然科学基础的数学明显也是“李约瑟难题”所涉及到的对象,而且比起其它自然科学学科,数学的基础性、抽象性、概括性更为突出,中国古代数学的发展史应当引起国内外学术界的重视,这样才能更客观全面地解释“李约瑟难题”。而要了解中国古代数学的发展历程和特点,探究它取得杰出成就和走向衰落的原因,就必须追溯到孕育它的母体,即源远流长、博大精深的中华文化,从中查找答案,以在探寻当今我国数学发展的路向中提供启示。 一、《周易》———中国古代数学发展的总源头 《周易》是中国传统思想文化中自然哲学与伦理实践的根源,

对中国古代的自然科学、哲学思想和人文精神都产生了深远的影响,同时也是华夏五千年智慧与文化的结晶,被誉为“群经之首,大道之源”。 《周易》在阴阳二元论基础上,对事物运行规律加以论证和描述,对天地万物进行性状归类,甚至精确到对事物的未来发展做出较为准确的预测。《周易》自战国时代起就被儒家学派奉为经典,人们认为它能上通天地之神灵、下切人事之百端,因此《周易》统摄中华文化数千年。 数学语言是一种高度抽象化、形式化的符号语言,而《周易》是一部由象数符号和语言符号共同构成的文化典籍,它的符号语言是用二进制的阳爻、阴爻来表现的。《周易》的象数学则是研究八卦、别卦(六十四卦)、三百八十四爻的变化,用以占筮天象吉凶,人事休咎之学。魏晋时期的数学家刘徽作《九章算术》注时说:“徽幼习《九章》,长再详览,观阴阳之割裂,总算术之根源。” 从中可知刘徽是通过学习《周易》中的阴阳学说,从而探究出算术的根源,才能为《九章算术》作注。刘徽还说:“昔在包牺氏始画八卦,以通神明之德,以类万物之情,作九九之数,以合六爻之变。”他认为中国古代数学的产生可以追溯到包牺氏画八卦,包牺氏为了“合六爻之变”而发明数学。继刘徽之后,中国数学家如秦九韶、朱世杰等都有认同数学源于《周易》的说法。《周易》研究的内容有所谓的“象、数、理、占”。 “象”是现象,是事物的外部特征。象可分为动

第一讲 中国古代文学中的数学文化

第一讲中国古代文学中的数学文化数学是研究现实世界的空间形式和数量关系的科学。它的基本单元是数字,数字之间的关系和运算规则是数学的基础。其实在虚拟世界和想象中也有空间和数量关系,同样也要符合数学规则。文学则是以诗歌、散文、小说、剧本等形式,以语言文字的手段,形象地反映社会生活的一种艺术。文学的基本单元是文字,文字之间的关系和词法、语法规则便是文字的基础。其实,我借用一个打油诗来说明两者之间的联系: 我来自北京周口, 你来自云南元谋, 牵起你毛茸茸的小手, 爱情让我们学会了直立行走。 由此可见,数学与文学是永远分不开的。到底是谁帮了谁,我们是很难说清楚的。 我国古代诗词和对联是华夏文明的重要组成部分,是文学的瑰宝。数学在中国古代文明中也占有一定非常重要的地位,这二者到底有何联系呢?从中国古代对数学不重视到今天数学成为一门最重要的基础学科之一。数学多少次想对文学说:“对你的思念是一天又一天,孤单的我还是没有改变,美丽的梦何时才能出现,亲爱的,好想再见你一面。”现在机会终于来了。 相传在文字产生之前,人们是“结绳记事”的。也就是说,一件事情为了不忘记,就在一根绳子上挽一个疙瘩。大的事情就挽一个大疙瘩,小的事情就挽一个小疙瘩。一个疙瘩一件事。但时间一长,问题就出现了:一个疙瘩一件事,事情多了就不好记忆了。特别是加疙瘩易、减疙瘩难。还有,时间长了就忘了。特别不方便。这种状况持续了很长时间。 后来,黄帝的大臣----仓颉(jie)发现鸟兽在泥湿地上的爪印,使他有了创造象形文字的启示。可是,爪印也需要计数呀,于是仓颉就发明了数字。这就是“仓颉造字”的传说。中国字很有意思,1代表个体,而3就表示多个个体的总和了!所以后来,老子就说:“道生一,一生二,二生三,三生万物”。我们可以看几个例子:比如“木”字,一个“木”字是指一棵树,而两个“木”就成“林”,也就是双木成林的意思,而三个“木”字就成了“森”,就代表树木众多的意思。再比如“人”字,一个字表示有别于猿或类人猿,手脚有分工,又会说话,又能制造工具的高级动物。而两个“人”字,就成了“从”字,是指二人同行,三个“人”字,就变成了“众”,指很多人的意思。 除了这中数量上的关系以外,有的字还与位置有关系。比如:“”(ji),意思就是带

中国古代数学家成就及其贡献(1)

中国古代着名数学家及其主要贡献 刘徽(生于公元250年左右) 刘徽(生于公元250年左右),三国后期魏国人,是中国古代杰出的数学家,也是中国古典数学理论的奠基者之一.其生卒年月、生平事迹,史书上很少记载。据有限史料推测,他是魏晋时代山东邹平人。终生未做官。他在世界数学史上,也占有杰出的地位.他的杰作《》和《海岛算经》,是我国最宝贵的数学遗产. 《九章算术》约成书于东汉之初,共有246个问题的解法.在许多方面:如解联立方程,分数四则运算,正负数运算,几何图形的体积面积计算等,都属于世界先进之列,但因解法比较原始,缺乏必要的证明,而刘徽则对此均作了补充证明.在这些证明中,显示了他在多方面的创造性的贡献.他是世界上最早提出十进小数概念的人,并用十进小数来表示无理数的立方根.在代数方面,他正确地提出了正负数的概念及其加减运算的法则;改进了线性方程组的解法.在几何方面,提出了"割圆术",即将圆周用内接或外切正多边形穷竭的一种求和圆周长的方法.他利用割圆术科学地求出了圆周率π=3.14的结果.刘徽在割圆术中提出的"割之弥细,所失弥少,割之又割以至于不可割,则与圆合体而无所失矣",这可视为中国古代极限观念的佳作. 《海岛算经》一书中,刘徽精心选编了九个测量问题,这些题目的创造性、复杂性和富有代表性,都在当时为西方所瞩目. 刘徽思想敏捷,方法灵活,既提倡推理又主张直观.他是我国最早明确主张用逻辑推理的方式来论证数学命题的人. 刘徽的一生是为数学刻苦探求的一生.他虽然地位低下,但人格高尚.他不是沽名钓誉的庸人,而是学而不厌的伟人,他给我们中华民族留下了宝贵的财富. 祖冲之(公元429年─公元500年) (公元429年─公元500年)是我国杰出的数学家,科学家。南北朝时期人,人,字。生于未文帝元嘉六年,卒于齐昏侯永元二年。祖籍范阳郡遒县(今河北涞水县)。其主要贡献在数学、天文历法和机械三方面。在数学方面,他写了《缀术》一书,被收入着名的《算经十书》中,作为唐代国子监算学课本,可惜后来失传了。祖冲之还和儿子一起圆满地利用「」解决了球体积的计算问题,得到正确的球体积公式。在机械学方面,他设计制造过水碓磨、铜制机件传动的指南车、千里船、定时器等等。此外,对音乐也研究。他是历史上少有的博学多才的人物。 祖冲之在数学上的杰出成就,是关于的计算.秦汉以前,人们以"径一周三"做为圆周率,这就是"古率".后来发现古率误差太大,圆周率应是"圆径一而周三有余",不过究竟余多少,意见不一.直到三国时期,刘徽提出了计算圆周率的--"割圆术",用圆内接正多边形的周长来逼近圆周长.刘徽计算到圆

中国古代数学体系的形成

中国是世界文明古国之一,地处亚洲东部,濒太平洋西岸。黄河流域和长江流域是中华民族文化的摇篮,大约在公元前2000年,在黄河中下游产生了第一个奴隶制国家──夏朝(前2033-前1562),共经历十三世、十六王。其后又有奴隶制国家商(前562年—1066年,共历十七世三十一王)和西周﹝前1027年—前771年,共历约二百五十七年,传十一世、十二王﹞。随后出现了中国历史上的第一次全国性大分裂形成的时期──春秋(前770年-前476年)战国(前403年-前221年),春秋后期,中国文明进入封建时代,到公元前221年秦王赢政统一全国,出现了中国历史上第一个封建帝制国家──秦朝(前221年—前206年),在以后的时间里,中国封建文明在秦帝国的封建体制的基础不断完善地持续发展,经历了统一强盛的西汉(公元前206年—公元8年)帝国、东汉王朝(公元25年—公元220年)、战乱频仍与分裂的三国时期(公元208年-公元280年)、西晋(公元265年—公元316年)与东晋王朝(公元317年—公元420年)、汉民族以外的少数民族统治的南朝(公元420年—公元589年)与北朝(公元386年—公元518年)。到了公元581年,由隋再次统一了全国,建立了大一统的隋朝(公元581—618年),接着经历了强大富庶文化繁荣的大唐王朝(公元618年—907年)、北方少数民族政权辽(公元916年-公元1125年)、经济和文化发达的北宋(公元960年~公元1127年)与南宋(公元1127年-公元1279年)、蒙古族建立的控制范围扩张至整个西亚地区的疆域最大的元朝(公元1271年-1368年)、元朝灭亡后,汉族人在华夏大地上重新建立起来的封建王朝──明朝(公元1368年-公元1644年),明王朝于17世纪中为少数民族女真族(满族)建立的清朝(公元1616年-公元1911年)所代替。清朝是中国最后一个封建帝制国家。自此之后,中国脱离了帝制而转入了现代民主国家。 中国文明与古代埃及、美索不达米亚、印度文明一样,都是古老的农耕文明,但与其他文明截然不同,它其持续发展两千余年之久,在世界文明史上是绝无仅有的。这种文明十分注重社会事务的管理,强调实际与经验,关心人和自然的和谐与人伦社会的秩序,儒家思想作为调解社会矛盾、维系这一文明持续发展的重要思想基础。 一、中国数学的起源与早期发展 据《易·系辞》记载:「上古结绳而治,后世圣人易之以书契」。在殷墟出土的甲骨文卜辞中有很多记数的文字。从一到十,及百、千、万是专用的记数文字,共有13个独立符号,记数用合文书写,其中有十进制制的记数法,出现最大的数字为三万。算筹是中国古代的计算工具,而这种计算方法称为筹算。算筹的产生年代已不可考,但可以肯定的是筹算在春秋时代已很普遍。 用算筹记数,有纵、横两种方式:表示一个多位数字时,采用十进位值制,各位值的数目从左到右排列,纵横相间﹝法则是:一纵十横,百立千僵,千、十相望,万、百相当﹞,并以空位表示零。算筹为加、减、乘、除等运算建立起良好的条件。 筹算直到十五世纪元朝末年才逐渐为珠算所取代,中国古代数学就是在筹算的基础上取得其辉煌成就的。 在几何学方面《史记·夏本记》中说夏禹治水时已使用了规、矩、准、绳等作图和测量工具,并早已发现「勾三股四弦五」这个勾股定理﹝西方称勾股定理﹞的特例。战国时期,齐国人着的《考工记》汇总了当时手工业技术的规范,包含了一些测量的内容,并涉及到一些几何知识,例如角的概念。 战国时期的百家争鸣也促进了数学的发展,一些学派还总结和概括出与数学有关的许多抽象概念。著名的有《墨经》中关于某些几何名词的定义和命题,例如:「圆,一中同长也」、「平,同高也」等等。墨家还给出有穷和无穷的定义。《庄子》记载了惠施等人的名家学说和桓团、公孙龙等辩者提出的论题,强调抽象的数学思想,例如「至大无外谓之大一,至小无内谓之小一」、「一尺之棰,日取其半,万世不竭」等。这些许多几何概念的定义、极限思想和其它数学命题是相当可贵的数学思想,但这种重视抽象性和逻辑严密性的新思想未能得到很好的

人教版小学数学中的数学文化与中国古代数学著作

人教版小学数学中的数学文化与中国古代数学著作 知识点汇总(1-6年级) ●一年级上册 阶段:认识了1-10之后 1:我国古代用算筹来表示数。算筹是用竹、木或骨等制成的细棍。分为横式和纵式。 2:在很久以前,古埃及使用象形数字,用丨表示1,∩表示10。 阶段:认识钟表 3:我国古代的计时工具,日晷(利用太阳照射的影子来计时),铜漏壶(利用滴水计时)。 ●一年级下册 阶段:认识图形 4:“七巧板”是我国古代的一种拼板玩具,由7块板组成,拼出来的图案千变万化。 阶段:认识人民币 5:我国的货币历史悠久,种类丰富。蚁鼻钱、布币、刀币、秦半两钱币、唐代开元通宝、元代中统元宝交钞、清代光绪元宝铜币 ●二年级上册 阶段:表内乘法(一) 6:乘号的由来。乘号“×”,是英国数学家奥特雷德在1631年最早使用的。(可以把“×”看作是由“+”斜过来写的) 阶段:表内乘法(二) 7:我们学习的乘法口诀,在我国两千多年前就有了。那时把口诀刻在“竹木桶”上,从“九九八十一”开始的,所以也叫“九九歌”。七百多年前才倒过来,从“一一得一”开始。 ●二年级下册 阶段:表内除法(一) 8:在1659年,瑞士数学家拉恩在他的《代数》一书中,第一次使用“÷”表示除法。(“÷”用一条横线把两个圆点分开,恰好表示平均分的意思) 阶段:万以内数的认识 9:记数历史。最早人们用石子记数。后来用算筹记数。再往后用摆珠子的方式记数。慢慢该进程算盘记数。●三年级上册 阶段:分数的初步认识10:分数在我国很早就有了。最初分数的表示法跟现在不一样,例如,43表示成丨丨丨丨 丨丨丨后来,印度出现了和

我国相似的分数表示法,4 3表示成43。再往后,阿拉伯人发明了分数线,分数的表示法就成为现在这样了。 ●三年级下册 阶段:位置与方向(一) 11:指南针是用来指示方向的。早在两千多年前,我们的祖先就用磁石制作了指示方向的仪器——司南,后来又发明了罗盘。指南针是我国古代四大发明之一。 阶段:年、月、日 12:节气歌。春雨惊春清谷天,夏满芒夏暑相连,求出路秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。 13:公历中,将一年定为365天(平年)。这样,每过4年差不多就要少记1天,把这1天加在2月里,这一年就有366天(闰年)。我国古代就知道一年有365天零 4 1天。(地球总是绕着太阳转动,转一圈大约要用365天5时48分46秒) 补充:公历年份是4的倍数的一般都是闰年;但公历年份是100的倍数时,必须是400的倍数才是闰年。如1900年不是闰年,2000年才是闰年。 14:人们把地球自转一圈所需要的时间定为一日。 15:由于地球在绕太阳转动的同时又自西向东自转,地球上各地日出日落的时间不一致,因而全世界不能统一用一个时间。科学家把全球划分为24个时区,每个时区用同一个时间,相邻时区相差一小时。有的国家为了方便,在自己的国度内统一使用首都所在时区的时间。 阶段:小数的初步认识 16:我国古代用小棒表示数。为了表示小数,就把小数点后面的数放低一格。例如,把3.12摆丨丨 一丨丨丨。这是世界上最早的小数表示方法。在西方,小数的出现很晚。最早使用小圆点作为小数点的是德国数学家克拉维斯。 ●四年级上册 阶段:大数的认识 17:生活中我们有时会看到三位一分节的大数(例如:光速约为299800000米/秒)。这与使用英语的国家(如英国、美国)以三位分级读法的方法有关。 18:记数的发展:用实物记数,用绳结记数,刻道记数。后来人们发明了一些记数符号,这些符号就叫数字。各地区数字不同,交流起来不方便。经过很长时间,才逐渐统一成现在这种通用的阿拉伯数字。 19:阿拉伯数字。大约在3世纪时,印度人发明了一种特殊的数字。后来,这种印度数字传到了阿拉伯。大约在12世纪时,阿拉伯商人又把印度数字带到了欧洲,欧洲人称它们为“阿拉伯数字”。慢慢地,阿拉伯数字成为一种通用的数字。这就是今天的阿拉伯数字。(阿拉伯数字是印度人发明的)

中国古代数学的成就

中国古代数学的成就 摘要:中国古代数学具有悠久的传统。在古代四大文明中,中国数学持续繁荣时期最为长久。从公元前后至公元14世纪,中国古典数学先后经历了三次发展高潮,即两汉时期、魏晋南北朝时期和宋元时期,并在宋元时期达到顶峰。 关键词:中国古代;数学成就 中国古代数学的成就包括圆周率、割圆术、十进位制计数法、算经十书、勾股定理、(测高、远、深的方法)测量太阳高度、祖冲之~祖暅父子、等间距二次内插公式、秦九韶的高次方程数值解法、杨辉三角和剁积术以及珠算 圆周率 古今中外,许多人致力于圆周率的研究与计算。为了计算出圆周率的越来越好的近似值,一代代的数学家为这个神秘的数贡献了无数的时间与心血。十九世纪前,圆周率的计算进展相当缓慢。中国古算书《周髀算经》(约公元前2世纪)中有“径一而周三”的记载,认为圆周率是常数。 我国数学家刘徽在注释《九章算术》(263)时只用圆内接正多边形就求得π的近似值,也得出精确到两位小数的π值,他的方法被后人称为割圆术。他用割圆术一直算到圆内接正192边形,得出π≈根号10(约为3.16)。 汉朝时,张衡得出π的平方除以16等于5/8,即π等于10的开方(约为3.162)。虽然这个值不太准确,但它简单易理解,所以也在亚洲风行了一阵。王蕃(229-267)发现了另一个圆周率值,这就是3.156,但没有人知道他是如何求出来的 南北朝时代著名数学家祖冲之进一步得出精确到小数点后7位的π值(约5世纪下半叶),给出不足近似值3.1415926和过剩近似值3.1415927,还得到两个近似分数值,密率355/113和约率22/7。他的辉煌成就比欧洲至少早了1000年。其中的密率在西方直到1573才由德国人奥托得到,1625年发表于荷兰工程师安托尼斯的著作中,欧洲不知道是祖冲之先知道密率的,将密率错误的称之为安托尼斯率。 割圆术 3世纪中期,魏晋时期的数学家刘徽首创割圆术,为计算圆周率建立了严密的理论和完善的算法,所谓割圆术,就是不断倍增圆内接正多边形的边数求出圆周长的方法。 中国古代从先秦时期开始,一直是取“周三径一”(即圆周周长与直径的比率为三比一)的数值来进行有关圆的计算。但用这个数值进行计算的结果,往往误差很大。正如刘徽所说,用“周三径一”计算出来的圆周长,实际上不是圆的周长而是圆内接正六边形的周长,其数值要比实际的圆周长小得多。东汉的张衡不满足于这个结果,他从研究圆与它的外切正方形的关系着手得到圆周率。这个数值比“周三径一”要好些,但刘徽认为其计算出来的圆周长必然要大于实际的圆周长,也不精确。刘徽以极限思想为指导,提出用“割圆术”来求圆周率,既大胆创新,又严密论证,从而为圆周率的计算指出了一条科学的道路。 十进位制计数法 十进位制记数法在我国原始社会就已经形成,完成于奴隶社会初期的商代,到商代已发展为完整的十进制系统,并且有了“十”、“百”、“千”、“万”等专用的大数名称。1899年从河南安阳发掘出来的象形文字,是大约3000多年前的殷代甲骨文。其中载有许多数字记录,最大的数目字是3万。如有一片甲骨上刻着“八日辛亥允戈伐二千六百五十六人。”(八日辛亥那天的战争中,消灭了敌方2656人)。这段文字说

浅谈对数学文化的认识

浅谈对数学文化的认识 朱慧 (石家庄经济学院) 摘要:在广泛文献检索基础上,本文对数学文化的历史、典故、影响、现状等进行了概述,为咋样更好的学好这门课进行了总结。 关键词:数学文化;数学典故;价值 1数学文化 1.1数学文化的历史 数学作为一种文化现象,早已是人们的常识.历史地看,古希腊和文艺复兴时期的文化名人,往往本身就是数学家.最著名的如柏拉图和达·芬奇.近代,爱因斯坦、希尔伯特、罗素、冯·诺依曼等都是 20 世纪数学文明的缔造者.(张奠宙,梁绍君,金家梁2003)数学的起源,有的人说来自一个相传的“河图洛书”神话,数学就是由“龙马”和“神龟”驮着送到人类的视野里,不管是真的与否,都给数学蒙上了一层神秘的面纱,让人类对数学这个神奇的工具产生了无限的好奇之心,想要去探究和发现数学中蕴含的秘密,正是这些因素让数百年前乃至几千年前的祖先们开始了他们追逐数学的道路,也正因为如此才给我们今天的数学打下了牢不可摧的根基,让我们可以站在古人的肩膀上来探讨今天的高等数学教育以及优秀的数学文化.所谓的数学文化不仅在于数学知识的本身,还离不开孕育它的悠久历史.从微观方面来说,数学的文化价值指的是具有数学概念、方法以及思想来揭示数学文化的由来与底蕴,正因如此,数学文化在数学教育的长河中有着十分重要的价值.对于从事教育的研究者而言,数学的文化价值更体现于对数学学习者的思维、观念乃至价值观等各方面的影响.(周华全,2013) 1.2数学文化的概念 关于数学文化的论著很多,但是揭示数学文化内涵的论著寥寥无几,不少研究者都引用顾沛先生所给的定义,即:“‘数学文化’一词的内涵,简单说,是指数学思想、精神、方法、观点,以及他们的形成和发展;广泛些说,除上述内涵外,还包含数学家、数学史、数学美、数学教育、数学发展中的人文成分、数学与社会的联系、数学与各种文化的关系,等等.”该定义从内涵和外延两个方面说明了数学文化,固然有它的合理性,但是作为一种定义显得有些繁琐.我们参考一般文化的各种定义和数学学科以及数学与人类其他文化关系,为数学文化给出如下定义:数学文化是数学知识、思想方法及其在人类活动的应用以及与数学有关的民俗习惯和信仰的总和.在数学文化的发展过程中科学精神、价值取向、审美意识、民族文化心理等起到促进作用.我们可以说纯粹数学、数学史、数学故事、几何图案、某些特殊意义的数字都是数学文化,但反之不然,如不能说数学文化是纯粹数学或数学文化是数学史,等等. 依照上述定义,可以将数学文化形态分为纯粹数学形态、学校数学形态、应用数学形态、民族数学形态四种,这样能够更清晰地了解数学文化.这四种形态之间并不是截然分开的,它们之间也存在不同程度的联系或交叉。(代钦,2013) 2数学典故 2.1数学典故的益处 在数学学习中利用数学文化中的数学典故可以有效的激发学习兴趣。几千年的历史长河中,人类用智慧建造了辉煌灿烂的数学宫殿,了解一些相关数学知识的文化背景和历史背景,无疑对于提高数学修养和学习兴趣是有益的。 2.2阿基米德的励志故事 数学学习有时候可能要遇到物质和精神方面的困难,这时候我们励志于大海边的阿基米德的故事。阿基米德是古希腊伟大的数学家、物理学家、天文学家和发明家,后人将他与牛顿、欧拉、高斯并称为“数坛四杰”“数学之神”。阿基米德 11 岁那年,离了父母,来到了古希腊最大的城市之一的亚历山大里亚求学。阿基米德没有纸笔,就把书本上学到的定理和公式,一点一点地牢记在脑子里。阿基米德攻读的是数学,需要画图形、推导公式、进行演算。他

中国古代数学发展史

中国古代数学发展史 中国传统数学的形成与兴盛:公元前1世纪至公元14世纪。分成三个阶段:《周髀算经》与《九章算术》、刘徽与祖冲之、宋元数学,这反映了中国传统数学发展的三次高峰,简述9位中国科学家的数学工作。第一次高峰:数学体系的形成秦始皇陵兵马俑(中国,1983),秦汉时期形成中国传统数学体系。我们通过一些古典数学文献说明数学体系的形成。1983-1984年间考古学家在湖北江陵张家山出土的一批西汉初年(即吕后至文帝初年,约为公元前170年前后)的竹简,共千余支。经初步整理,其中有历谱、日书等多种古代珍贵的文献,还有一部数学著作,据写在一支竹简背面的字迹辨认,这部竹简算书的书名叫《算数书》,它是中国现存最早的数学专著。经研究,它和《九章算术》(公元1世纪)有许多相同之处,体例也是“问题集”形式,大多数题都由问、答、术三部分组成,而且有些概念、术语也与《九章算术》的一样。《周髀算经》(髀:量日影的标杆)编纂于西汉末年,约公元前100年,它虽是一部天文学著作(“盖天说”-天圆地方;中国古代正统的宇宙观是“浑天说”-大地是悬浮于宇宙空间的圆球,“天体如弹丸,地如卵中黄”),涉及的数学知识有的可以追溯到公元前11世纪(西周),其中包括两项重要的数学成就:勾股定理的普遍形式(中国最早关于

勾股定理的书面记载),数学在天文测量中的应用(测太阳高或远的“陈子测日法”,陈子约公元前6、7世纪人,相似形方法)。勾股定理的普遍形式:求邪至日者,以日下为勾,日高为股,勾股各自乘,并而开方除之,得邪至日。中国传统数学最重要的著作是《九章算术》(东汉,公元100年)。它不是出自一个人之手,是经过历代多人修订、增补而成,其中的数学内容,有些也可以追溯到周代。中国儒家的重要经典著作《周礼》记载西周贵族子弟必学的六门课程“六艺”(礼、乐、射、御、书、数)中有一门是“九数”。《九章算术》是由“九数”发展而来。在秦焚书(公元前213年)之前,至少已有原始的本子。经过西汉张苍(约公元前256-152年,约公元前200年,西汉阳武(今河南原阳)人)、耿寿昌(公元前73-49年,约公元前50年)等人删补,大约成书于东汉时期,至迟在公元100年。全书246个问题,分成九章:(1)方田(土地测量),包括正方形、矩形、三角形、梯形、圆形、环形、弓形、截球体的表面积计算,另有约分、通分、四则运算,求最大公约数等运算法则;(2)粟米(粮食交易的比例方法);(3)衰分(比例分配的算法),介绍依等级分配物资或按等级摊派税收的比例分配算法;(4)少广(开平方和开立方法);(5)商功(立体形求体积法);(6)均输(征税),处理行程和合理解决征税问题,包括复比例和连比例等比较复杂的比例分配问题;(7)盈不足(盈亏类问题解法

不可不知的中国古代数学:从高斯算1 2 3 … 100谈起

不可不知的中国古代数学:从高斯算1 2 3 … 100谈起。。。 中国古代数学究竟有多牛逼 编者按:本报告基于林开亮博士参加由《知识就是力量》杂志社主办的2016年度“全国中学生数学/物理/化学科普竞赛”数学科普讲座的通俗报告《从杨辉三角到李善兰垛积术》和他在西北农林科技大学做的通俗报告《从高斯算 1+2+3+...+100 谈起》。感谢林老师授权【超级数学建模】发表。 高斯的故事 我们的故事从德国大数学家高斯(Gauss)讲起:传说中的高斯解法:利用对称性首尾相加求和 事实上,高斯用的是数学归纳法;他证明了一个更一般的结果阿基米德的故事 不过高斯并不是最早得到公式(1)的人,至少古希腊的阿基米德就知道了(1),事实上,阿基米德还得到了下述平方和求和公式阿基米德有一句名言流传至今:给我一个(地球外)支点,我可以翘起整个地球! 你在开门时、用钳子夹核桃就已经应用了这个杠杆原理! 阿基米德与高斯之间数学家:朱世杰 一个自然的问题是:历史上第一个给出这类问题解法的,是元代数学家朱世杰。特别地,对上述问题,他给出了答案:

这比欧洲最早得到这个公式的德国数学家莱布尼茨早了300多年。今年恰逢莱布尼茨(1646-1716)逝世300周年。朱世杰:我们的主人公朱世杰就是我要讲的故事的主人公,我们不仅仅要介绍他是如何得到立方求和公式(3)的,还要介绍他的方法(裂项求和)如何可以求出一般的前n个数的p次方的和,即如何得到这样的公式:朱世杰现在对大家来说也许只是个陌生的名字,但我希望报告结束后你会得到这样的认识,他位列古代最伟大数学家的行列。 朱世杰生活的大时代 世界 中世纪(Middle Ages,大约500--1400 )的漫漫长夜长达近千年,代表事件分别是罗马帝国的灭亡与文艺复兴。中世纪的数学最辉煌的地域是中国(宋元四大家)、印度(婆罗摩笈多)、波斯(海亚姆)、意大利(斐波那契)。 翻译传播希腊与印度的数学和科学。 中国 宋元(960-1279-1368)四百年是中国古代数学的黄金时代,涌现出四位大数学家,人称“宋元四大家”: 南宋:李冶(1192-1279)、秦九韶(1202-1261)、杨辉(约1238 -1298)元:朱世杰(1249-1314)四人皆有著作,成就了中国古代数学的最高峰 评注1:美国著名科学史家萨顿(G. Sarton,1884-1956)

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