数学史上三大危机和三大猜想

时间:2022-09-28 15:11:05 科普知识 我要投稿

数学史上三大危机和三大猜想

  数学史上的三大危机分别为无理数理论,微积分理论,罗素悖论,数学史上的三大猜想分别为费马大定理,四色定理,哥德巴赫猜想,这三大危机和三大猜想都间接地推动了整个数学理论的进步,许许多多的数学家也因此付出了巨大的贡献,才有了今天数学的伟大辉煌。下面和小编一起来看数学史上三大危机和三大猜想,希望有所帮助!

数学史上三大危机和三大猜想

  一、无理数理论

  众所周知,世界上所有的实数都可以分为有理数和无理数。然而,在最初的时候并没有发现无理数的存在,所以很多数学家认为所有数都是有限小数,而希帕苏斯首先提出了二的算术平方根概念,发现了世界上有一类数,他们是无限不循环小数,然而遭受了当时科学界的否定。

  二、微积分理论

  微积分是世界数学史上璀璨的辉煌,微积分使用微元的概念,解决了很多不能够解决的问题。特别对于复杂的图形,有很厉害的求解作用,但是由于微积分刚提出来的时候,理论非常复杂,没有在当时的数学界广为接受。

  三、罗素悖论

  罗素悖论是对于集合理论的悖论,世界上所有的物体都能够通过集合来表达,但是罗素指出,如果一个集合中所有的元素都不是他本来的元素,那么这样的一个集合是否还能表现为原有的集合,这理论被称为罗素悖论,后来根据数学家修改集合的定义规则,才避免了这样的悖论。

  四、费马大定理

  费马大定理有这样一个猜想当整数n>2时,关于x,y,z的不定方程x^n+y^n=z^n无正整数解。这样的一个看似简单的地理,后来经过后世许多人的证明,终于确定费马大定理成立,是数学史上的一个伟大猜想。

  五、四色定理

  四色定理表明,如果许多国家围绕着一个点拥有很多的边界,那么只要用四种颜色就能够将所有的国家全部区分开来,四色定理是对二维空间的终极解释,也表明了两个直线,只要相交一定有四个区的出现。

  六、哥德巴赫猜想

  哥德巴赫猜想,如果把1算做一个质数,那么世界上任何大于二的数都可以由三个质数通过相加的方式得成,后来科学家们经过艰难的计算,终于算出了哥德巴赫猜想。

  数学史上最无耻的局经典故事

  数学史上最无耻的局分马的故事:从前,有一个老汉,临死前对三个儿子说:我不行了。咱们家只有十七匹马,我死后,老大分二分之一,老二分三分之一,老三分九分之一,但都必须分得活马。老汉死了。兄弟三人安葬了父亲,便来到马圈,按老人的遗嘱分马,怎么分也分不开,兄弟三个一筹莫展,谁也没有办法。

  正在这时,一个邻居骑马路过这里,看到他们愁眉苦脸的样子,便上前问道:兄弟仨这般发愁,为了何事?三兄弟把父亲的临终嘱咐和分马的'难处告诉了他。这个邻居略一沉思,就想出了一个分马的好办法。

  邻居的办法是将自己的一匹马借与他们,然后够成了18匹马,结果是老大9匹,老二6匹,老三分了2匹,还剩余1匹又还给了邻居。

  其实这道题是没有答案的,上面的答案是错的,给我们造了一个假象。

  其一,根据题目的要求要分的是活马,17匹马按照所给的1/2,1/3,1/6,的比例是无法分割的,结果不可能得到整的马匹数。

  其二,我们假设可以得到小数点的马匹数,那老大的马数是8.5,老二5.666666,老三是1.888888,那应该还余17/18匹马没有归属,如果按照邻居的算法兄弟三人的马匹数都大了。

  原因是邻居一匹马的介入,使17/18匹马又一次被划分给了兄弟三人,这显然是不符合遗嘱的,尽管邻居的分法是整马数(PS:因为按照老人的遗嘱理解,单位1是17匹马,而不是18匹)。

  如此多的自相矛盾,所以这道题该是无解的,可是这个答案却如此堂而皇之地流行了数千年,从小学就开始欺骗了我们,它还依然存在继续欺骗我们的后代。

  数学史上的一则冤案的故事

  人类很早就掌握了一元二次方程的解法,但是对一元三次方程的研究,则是进展缓慢。古代中国、希腊和印度等地的数学家,都曾努力研究过一元三次方程,但是他们所发明的几种解法,都仅仅能够解决特殊形式的三次方程,对一般形式的三次方程就不适用了。

  在十六世纪的欧洲,随着数学的发展,一元三次方程也有了固定的求解方法。在很多数学文献上,把三次方程的求根公式称为卡尔丹诺公式,这显然是为了纪念世界上第一位发表一元三次方程求根公式的意大利数学家卡尔丹诺。那么,一元三次方程的通式解,是不是卡尔丹诺首先发现的呢?历史事实并不是这样。

  数学史上最早发现一元三次方程通式解的人,是十六世纪意大利的另一位数学家尼柯洛冯塔纳(Niccolo Fontana)。

  冯塔纳出身贫寒,少年丧父,家中也没有条件供他念书,但是他通过艰苦的努力,终于自学成才,成为十六世纪意大利最有成就的学者之一。由于冯塔纳患有口吃症,所以当时的人们昵称他为塔尔塔里亚(Tartaglia),

  也就是意大利语中结巴的意思。后来的很多数学书中,都直接用塔尔塔里亚来称呼冯塔纳。

  经过多年的探索和研究,冯塔纳利用十分巧妙的方法,找到了一元三次方程一般形式的求根方法。这个成就,使他在几次公开的数学较量中大获全胜,从此名扬欧洲。但是冯塔纳不愿意将他的这个重要发现公之于世。

  当时的另一位意大利数学家兼医生卡尔丹诺,对冯塔纳的发现非常感兴趣。他几次诚恳地登门请教,希望获得冯塔纳的求根公式。可是冯塔纳始终守口如瓶,滴水不漏。虽然卡尔丹诺屡次受挫,但他极为执着,软磨硬泡地向冯塔纳挖秘诀。后来,冯塔纳终于用一种隐晦得如同咒语般的语言,把三次方程的解法透露给了卡尔丹诺。冯塔纳认为卡尔丹诺很难破解他的咒语,可是卡尔丹诺的悟性太棒了,他通过解三次方程的对比实践,很快就彻底破译了冯塔纳的秘密。

  卡尔丹诺把冯塔纳的三次方程求根公式,写进了自己的学术著作《大法》中,但并未提到冯塔纳的名字。随着《大法》在欧洲的出版发行,人们才了解到三次方程的一般求解方法。由于第一个发表三次方程求根公式的人确实是卡尔丹诺,因此后人就把这种求解方法称为卡尔丹诺公式。

  卡尔丹诺剽窃他人的学术成果,并且据为已有,这一行为在人类数学史上留下了不甚光彩的一页。这个结果,对于付出艰辛劳动的冯塔纳当然是不公平的。但是,冯塔纳坚持不公开他的研究成果,也不能算是正确的做法,起码对于人类科学发展而言,是一种不负责任的态度。

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