《几何原本》读后感3000字

白小姐中特网下载 www.orpk.top 《几何原本》读后感3000字:

公理化结构是近代数学的主要特征。而《原本》是完成公理化结构的最早典范,它产生于两千多年前,这是难能可贵的。不过用现代的标准去衡量,也有不少缺点。首先,一个公理系统都有若干原始概念,或称不定义概念,作为其他概念定义的基础。点、线、面就属于这一类。而在《原本》中一一给出定义,这些定义本身就是含混不清的。其次是公理系统不完备,没有运动、顺序、连续性等公理,所以许多证明不得不借助于直观。此外,有的公理不是独立的,即可以由别的公理推出。这些缺陷直到1899年希尔伯特(Hilbert)的《几何基础》出版才得到了补救。尽管如此,毕竟瑕不掩瑜,《原本》开创了数学公理化的正确道路,对整个数学发展的影响,超过了历史上任何其他著作。 

《原本》的两个理论支柱--比例论和穷竭法。为了论述相似形的理论,欧几里得安排了比例论,引用了欧多克索斯的比例论。这个理论是无比的成功,它避开了无理数,而建立了可公度与不可公度的正确的比例论,因而顺利地建立了相似形的理论。在几何发展的历史上,解决曲边围成的面积和曲面围成的体积等问题,一直是人们关注的重要课题。这也是微积分最初涉及的问题。它的解决依赖于极限理论,这已是17世纪的事了。然而在古希腊于公元前三四世纪对一些重要的面积、体积问题的证明却没有明显的极限过程,他们解决这些问题的理念和方法是如此的超前,并且深刻地影响着数学的发展。 

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化圆为方问题是古希腊数学家欧多克索斯提出的,后来以“穷竭法”而得名的方法?!扒罱叻ā钡囊谰菔前⒒椎霉砗头粗し?。在《几何原本》中欧几里得利用“穷竭法”证明了许多命题,如圆与圆的面积之比等于直径平方比。两球体积之比等于它们的直径的立方比。阿基米德应用“穷竭法”更加熟练,而且技巧很高。并且用它解决了一批重要的面积和体积命题。当然,利用“穷竭法”证明命题,首先要知道命题的结论,而结论往往是由推测、判断等确定的。阿基米德在此做了重要的工作,他在《方法》一文中阐述了发现结论的一般方法,这实际又包含了积分的思想。他在数学上的贡献,奠定了他在数学史上的突出地位。

作图问题的研究与终结。欧几里得在《原本》中谈了正三角形、正方形、正五边形、正六边形、正十五边形的作图,未提及其他正多边形的作法??杉殉⑹宰抛鞴渌啾咝?,碰到了“不能”作出的情形。但当时还无法判断真正的“不能作”,还是暂时找不到作图方法。

高斯并未满足于寻求个别正多边形的作图方法,他希望能找到一种判别准则,哪些正多边形用直尺和圆规可以作出、哪些正多边形不能作出。也就是说,他已经意识到直尺和圆规的“效能”不是万能的,可能对某些正多边形不能作出,而不是人们找不到作图方法。1801年,他发现了新的研究结果,读后感白小姐中特网下载 www.orpk.top这个结果可以判断一个正多边形“能作”或“不能作”的准则。判断这个问题是否可作,首先把问题化为代数方程。然后,用代数方法来判断。判断的准则是:“对一个几何量用直尺和圆规能作出的充分必要条件是:这个几何量所对应的数能由已知量所对应的数,经有限次的加、减、乘、除及开平方而得到?!保ㄔ仓苈什豢赡苋绱说玫?,它是超越数,还有e、刘维尔数都是超越数,我们知道,实数是不可数的,实数分为有理数和无理数,其中有理数和一部分无理数,比如根号2,是代数数,而代数数是可数的,因此实数中不可数是因为超越数的存在。虽然超越数比较多,但要判定一个数是否为超越数却不是那么的简单。)至此,“三大难题”即“化圆为方、三等分角、二倍立方体”问题是用尺规不能作出的作图题。正十七边形可作,但其作法不易给出。高斯(Gauss)在1796年,19岁时,给出了正十七边形的尺规作图法,并作了详尽的讨论。为了表彰他的这一发现,他去世后,在他的故乡不伦瑞克建立的纪念碑上面刻了一个正十七边形。

几何中连续公理的引入。由欧氏公设、公理不能推出作图题中“交点”存在。因为,其中没有连续性(公理)概念。这就需要给欧氏的公理系统中添加新的公理--连续性公理。虽然19世纪之前费马与笛卡尔已经发现解析几何,代数有了长驱直入的进展,微积分进入了大学课堂,拓扑学和射影几何已经出现。但是,数学家对数系理论基础仍然是模糊的,没有引起重视。直观地承认了实数与直线上的点都是连续的,且一一对应。直到19世纪末叶才完满地解决了这一重大问题。从事这一工作的学者有康托(Cantor)、戴德金(Dedekind)、皮亚诺(Peano)、希尔伯特(Hilbert)等人。当时,康托希望用基本序列建立实数理论,代德金也深入地研究了无理数理念,他的一篇论文发表在1872年。在此之前的1858年,他给学生开设微积分时,知道实数系还没有逻辑基础的保证。因此,当他要证明“单调递增有界变量序列趋向于一个极限”时,只得借助于几何的直观性。实际上,“直线上全体点是连续统”也是没有逻辑基础的。更没有明确全体实数和直线全体点是一一对应这一重大关系。如,数学家波尔查奴(Bolzano)把两个数之间至少存在一个数,认为是数的连续性。实际上,这是误解。因为,任何两个有理数之间一定能求到一个有理数。但是,有理数并不是数的全体。有了戴德金分割之后,人们认识至波尔查奴的说法只是数的稠密性,而不是连续性。由无理数引发的数学?;恢毖有?9世纪。直到1872年,德国数学家戴德金从连续性的要求出发,用有理数的“分割”来定义无理数,并把实数理论建立在严格的科学基础上,才结束了无理数被认为“无理”的时代,也结束了持续2000多年的数学史上的第一次大?;?。

《原本》还研究了其它许多问题,如求两数(可推广至任意有限数)最大公因数,数论中的素数的个数无穷多等。

在高等数学中,有正交的概念,最早的概念起源应该是毕达哥拉斯定理,我们称之为勾股定理,只是勾3股4弦5是一种特例,而毕氏定理对任意直角三角形都成立。并由毕氏定理,发现了无理数根号2。在数学方法上初步涉及演绎法,又在证明命题时用了归谬法(即反证法)??赡苡捎谑芏迹―iophantus)对一个平方数分成两个平方数整数解的启发,350多年前,法国数学家费马提出了著名的费马大定理,吸引了历代数学家为它的证明付出了巨大的努力,有力地推动了数论用至整个数学的进步。1994年,这一旷世难题被英国数学家安德鲁威乐斯解决。

多少年来,千千万万人(著名的有牛顿(Newton)、阿基米德(Archimedes)等)通过欧几里得几何的学习受到了逻辑的训练,从而迈入科学的殿堂。