数形合一:几何与代数的结合

作者: 张远南

来源: 原点阅读

发布日期: 2023-11-05 10:03:59

本文讲述了数学家笛卡尔如何通过解析几何方法将几何语言翻译成代数语言,从而解决几何问题的故事。

几何与代数的“数形合一”,源于他的灵光乍现。科学上⼀道鸿沟的填平,有时需要⼏个世纪的时间和⼏代⼈的努⼒,有时却在⼀念之间。3世纪的古希腊,代数学的成就可以说是相当的辉煌,但⽣活在那个时代的丢番图,最终也没能彻底跨越具体与抽象之间的鸿沟,建⽴起⼀个完整的代数符号系统。那时丢番图所使⽤的记号是有趣⽽奇特的。17世纪以前,⼏何与代数这两个数学分⽀采⽤的是迥然不同的⽅法。

不少⼈把代数⾥研究的“数”,与⼏何⾥研究的“形”,看成是完全不同的两回事。1619年,⼀位才智超群的⻘年军官,对如何把代数应⽤到⼏何上去的问题发⽣了兴趣。这位年轻军官的思绪完全被⾃⼰的发现所占据。他找到了⼀种⽅法,这种⽅法可以把⼏何语⾔“翻译”成代数语⾔,从⽽可以把任何⼏何问题归结为代数问题加以求解。这就是我们今天常说的解析⼏何⽅法,或简称解析法。

创造这⼀⽅法的年轻军官,就是后来成名的法国数学家笛卡⼉。笛卡⼉究竟⽤什么⽅法把⼏何语⾔“翻译”成代数语⾔呢?现在⼤家可能已经很熟悉,那就是,在平⾯上取两条互相垂直的直线为坐标轴,⽔平的叫横轴,垂直的叫纵轴。它们的交点O叫坐标原点。于是,平⾯上任⼀点P的位置,都可以⽤它跟坐标轴的有向距离来决定。P点到纵轴的有向距离称横坐标,常⽤x来表示;P点到横轴的有向距离叫纵坐标,常⽤y来表示。

此后,便可列出以下⼏何语⾔与代数语⾔的“对译表”。表中所述的图9.2这张对译表,⽆疑可以⽆限制地编制下去。依靠这样的表,笛卡⼉可以把任何⼏何问题转为代数问题,从⽽使⽤代数技巧,化难为易地解决⼏何问题。

UUID: 1229110f-5c2b-419f-9e70-520f1ef9b7d9

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/中科院物理所公众号-pdf2txt/2023/中科院物理所_2023-11-05「转」_几何与代数的“数形合一”,源于他的灵光乍现.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0043 元