数学史--第五讲_微积分的创立--课件
- 格式:ppt
- 大小:453.50 KB
- 文档页数:57


1 微积分的创立、发展及意义 摘 要 该文主要论述了微积分的创立过程、微积分的发展历程,以及微积分的重要意义。在微积分的创立过程中,主要说明了创立背景、微积分的两位创始人独立创立微积分的过程以及微积分的基本内容及基本方法;其次,以欧拉为主要代表介绍了微积分的发展历程;最后论述了微积分对科学、社会、工业、航空等方面的影响及其深远意义。 关键词:微积分 数学史 创立 发展 意义 论文 1、微积分的创立 1.1 微积分的创立背景[1] 克莱因(M.Klein)认为:微积分的创立,首先是处于17世纪主要两科学问题,即有四种主要类型的问题有待用微积分去解决。 第一类:已知物体移动的距离表示为时间的函数的公式,求物体在任意时刻的速度和加速度;反过来,已知物体的加速度表示为时间的函数的公式,求速度和距离。 第二类:问题是求曲线的切线,这是一个几何问题,但对科学的应用有巨大的影响。 第三类:问题是求函数的极大极小值。 第四类:问题包括求曲线的长度,曲线围成的面积等等。 首先对微积分的创造作出贡献的是开普勒和伽利略。用无数个无穷小之和计算面积和体积是开普勒的基本思想,而这一思想的精华是从阿基米德的著作中吸收的,伽利略则奠定了实验和理论协调的近代科学精神,这对于微积分的形成是至关重要的。 对于微积分的孕育有重要影响的是1635 年卡瓦列利 (B.Cavalieri意大利)的《不可分连续量的几何学》的发表,他对前人的微积分结果作了初步系统的综合,并创立了一种简易形式的积分法——不可分量法,使卡瓦列利的不可分量更接近于定积分计算的,是法国的帕斯卡(B.Pascal)和英国的瓦里士(J.Wallis)。瓦里士是牛顿、莱布尼茨之前把分析方法引入微积分的工作做得最多的人。对微积分的孕育具有重要影响的人物是法国的费马(Fermat),最迟在1636年他已达到求积分方法上的算术化程度,微积分的另一个重要课题——求极值的方法也是费马创造的。 在17世纪,至少有10多位大数学家探索过微积分,而牛顿(Newton)、莱布尼茨(Laeibniz),则处于当时的顶峰。牛顿、莱布尼茨的最大功绩在于能敏锐的从孕育微积分的各种"个例形态中"洞察和清理出潜藏着的共性的东西——无穷小分析,并把它提升和确立为数学理论。 1.2 牛顿与莱布尼茨[2]
龙源期刊网
微积分发展史
作者:黎 琼
来源:《科教导刊》2011年第16期
摘要 由于函数概念的产生和运用的加深,也由于科学技术发展的需要,一门新的数学分支就继解析几何之后产生了,这就是微积分学。微积分学这门学科在数学发展中的地位是十分重要的,可以说它是继欧氏几何后,全部数学中的最大的一个创造。整个17世纪有数十位科学家为微积分的创立做了开创性的研究,但使微积分成为数学的一个重要分支还是牛顿和莱布尼茨。
关键词 解析几何 建立 牛顿 莱布尼兹 发展史
中图分类号:O712文献标识码:A
Calculus Development History
LI Qiong
(East China Institute of Technology Xingzhi Branch, Fuzhou, Jiangxi 344000)
AbstractAs the deepening of the function of the generation and the use of the concept,but also
because the development of science and technology, a new branch of mathematics are producing after
the analytic geometry. This is the calculus. Calculus 's position in the development of mathematics is
very important, you can say that it is one of the greatest creation in mathematics after Euclidean
数学史概论第四版微积分的创立教学设计
教学设计题目:数学史概论第四版微积分的创立
教学目标:
1.理解微积分的基本概念和原理;
2.了解微积分的历史背景和重要贡献者;
3.探究微积分的应用领域和发展前景;
4.培养学生对数学史的兴趣和探索精神。
教学内容:
1.数学史概论第四版:微积分的创立;
2.微积分的基本概念和原理;
3.微积分的历史背景和重要贡献者;
4.微积分的应用领域和发展前景。
教学步骤:
第一步:导入新知识(10分钟)
通过几个有趣的问题引入微积分的概念,如速度问题和曲线面积问题。鼓励学生思考问题的背后的原理和方法。
第二步:讲解微积分基本概念及原理(15分钟)
介绍微积分的基本概念,如导数和积分,并且解释它们的物理意义和数学意义。例如,导数可以理解为变化率,积分可以理解为累积。 第三步:探究微积分的历史背景(15分钟)
介绍微积分的历史背景,包括其起源和发展。重点介绍至关重要的贡献者,如牛顿和莱布尼茨,并比较他们的贡献。
第四步:分组讨论活动(20分钟)
将学生分成小组,给每个小组分配一个微积分的应用领域,如物理学、经济学或工程学。要求学生研究并展示该领域中微积分的重要性和应用案例。
第五步:学习案例分析(15分钟)
为了进一步理解微积分的应用,教师可以提供一些实际问题或案例,让学生运用微积分的方法进行分析和解决。例如,给出一个曲线的方程,让学生求其导数和定积分。
第六步:总结及展望(10分钟)
教师对本节课的内容进行总结,并展望微积分的未来发展和可能的研究方向。鼓励学生对微积分的发展前景进行思考和讨论。
教学评估:
1.小组讨论活动中,观察学生的参与程度和团队合作能力;
2.学生对微积分基本概念的理解程度;
3.学生对微积分在不同领域的应用和发展前景的表达能力。
教学延伸:
1.鼓励学生阅读相关的数学史资料,进一步了解微积分的历史发展; 2.提供更复杂的微积分问题,挑战学生的分析和解决问题的能力;
科学技术创新2019.27
微积分是一门建立在实数、函数和极限基础上的学科,它主要研究函数的微分、积分以及相关概念和应用。微积分是微分和积分的总称,微分即“无限细分”,积分即“无限求和”。微积分的产生起源于极限思想,最早可追溯到我国的战国时期。魏晋时期数学家刘徽的“割圆术”,古希腊数学家欧多克斯的“穷竭法”,阿基米德的“平衡法”等都蕴含着微积分的基本思想。17世纪牛顿莱布尼兹公式的提出标志着微积分理论开始成为一门独立的学科。微积分推动了人类文明的进步,在数学、物理、天文以及经济学等许多领域都起到了关键的作用。1微积分的起源与发展微积分思想的起源最早可以追溯到我国战国时期,《庄子·天下篇》中曾提到过“一尺之棰,日取其半,万事不竭”;魏晋时期刘徽在求圆周率时提出了“割圆术”的方法,其中蕴涵着分割、求和、极限等思想。还有古希腊数学家欧多克斯的“穷竭法”,被认为是微积分的第一步;阿基米德的“平衡法”,运用微元的思想计算面积和体积等。这些都是微积分思想萌芽的最早体现,为后世微积分的诞生打下了基础。从15-16世纪欧洲文艺复兴时代开始,培根、韦达、费马、笛卡尔、开普勒等人发展和完善了前人的思想,深入研究了求切线、求面积和体积这两类基本问题,并提出了无穷小的方法,但他们都没有意识到“求切线”和“求面积”这两者之间存在着互逆关系。直到17世纪,英国数学家巴罗引入了“微分三角形”的概念,以明确形式给出了求切线和求面积之间互逆关系的几何形式,对后来微积分的创立起到了巨大的推动作用,因此被认为是微积分创立的先驱者[1]。17世纪以来,随着科学和生产力的进一步发展,以下四种类型的问题亟需解决:求变速运动中的即时速度;求曲线的切线;求函数的最值;求曲线长度、曲边梯形面积等。这些问题的提出是促使微积分产生的重要因素,牛顿对此做出了巨大贡献。牛顿在其三大著作《论流数》《无穷多项方程的分析》《流数法和无穷级数》中,将求切线和求面积之间的互逆关系从巴罗的纯几何形式推广到了代数形式,第一次以明确形式给出了微积分基本定理,并将其应用到许多动力学和运动学问题中,在经典物理学领域做出了卓越的贡献。同时,德国数学家莱布尼兹在前人理论的基础上也独立创建了微积分,并且他所创设的微积分符号至今为我们使用。然而牛顿和莱布尼兹都没能严格定义自己建立的微积分理论,尤其是对无穷小量的阐述存在矛盾,由此引发了数学史上的第二次危机。后来柯西严格定义了无穷小量、函数的极限和连续性等概念,并在此基础上,重新阐述了微积分理论,从而消除了无穷小量引起的混乱,第二次数学危机得到解决。经过数学家们的不懈努力,微积分最终发展成为一门逻辑严密完善的学科[2]。2微积分基本定理微积分理论包含许多重要的定理,其中牛顿莱布尼兹公式是最核心的定理,也被称为微积分基本定理。本节我们重点介绍一下牛顿莱布尼兹公式。微积分基本定理如果函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,且F(x)是f(x)在[a,b]上的一个原函数,则有[3]牛顿莱布尼兹公式是联系微分与积分的桥梁,它证明了微分与积分是可逆运算,揭示了定积分与被积函数的原函数之间的联系。它将定积分的计算转化为求被积函数的原函数,给求解曲线的长度、曲线围成的面积以及曲面围成的体积等问题提供了一个简单有效的方法。下面给出利用微积分基本定理计算的一些具体实例。例1:计算。解:。例2:求曲线和x轴在区间上围成图形的面积。解:题中求曲线围成的面积就是求在区间上的积分,即面积。3微积分的广泛应用微积分的整个发展历程与实际问题密切相关。微积分可以描述事物变化的过程,从数学的角度讲,是研究变量在函数中的作用;从物理学的角度讲,可以用来研究物体变速运动或变力做功等问题;从经济学角度讲,能够用于企业的生产优化和决策等。3.1微积分在数学中的应用例3:设f(x)在[a,b]上有一阶连续导数,。求证:其中M为在[a,b]上的最大值。微积分的历史发展及其应用马雨嘉(清华大学附属中学,北京100084)摘要:微积分是高等数学中的核心内容,也是近代数学的基础,微积分基本定理是微积分理论中最重要的定理。微积分在许多领域发挥着关键作用。本文首先介绍了微积分的起源与发展历程,其次重点介绍了微积分基本定理及其解题实例。然后结合实际问题,分别给出了微积分在数学、物理学和经济学方面的具体应用。最后总结了微积分的重要意义。关键词:微积分思想;微积分基本定理;微积分应用中图分类号院O172文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2019冤27-0008-02