毕业论文论文范文课程设计实践报告法律论文英语论文教学论文医学论文农学论文艺术论文行政论文管理论文计算机安全
您现在的位置: 毕业论文 >> 论文 >> 正文

微积分的发展史论文 第3页

更新时间:2010-6-2:  来源:毕业论文
微积分的发展史论文 第3页
念作了进一步提炼。该文以清楚明白的流数语言,表述了微积分的基本问题。《求积术》是牛顿最成熟的微积分著述。牛顿在其中检讨了自己以往随意忽略无限小瞬的做法,一改对无限小量的依赖,提出了“首末比方法”,他举例说明自己的新方法如下:
为了求 的流数,设 变为 , 则变为 ,
构成两变化的“最初比”: ,
然后“设增量 消逝,它们的最终比就是 ”,这也是 的流数与 的流数之比。这就是“首末比方法”,它相当于求函数自变量与因变量变化之比的极限,因而成为极限方法的先导。
牛顿对于发表自己的科学著作态度谨慎。上述三篇论文的发表都很晚,《流数法》甚至在他去世后才正式发表。牛顿微积分学说最早的公开表述出现在1687年出版的力学名著《自然哲学的数学原理》之中。因此该书也成为数学史上的划时代著作。
《自然哲学的数学原理》被爱因斯坦盛赞为“无比辉煌的演绎成就”。全书从三条基本的力学定律出发,运用微积分工具,严格地推导证明了包括开普勒行星运动三大定律、万有引力定律在内的一系列结论,并且还将微积分应用于流体运动,声、光、潮汐、彗星乃至宇宙体系,充分显示了这一全新数学工具的威力。
尽管牛顿发明微积分主要是依靠了高度归纳算法的能力,即“新分析法”,但《自然哲学的数学原理》中并没有明显的分析形式的微积分。相反,整部著作却以综合几何语言写成。就数学而言,这种披在微积分上的几何外衣,使牛顿的流数术显得僵硬呆板。18世纪的英国数学,正是由于固守牛顿的几何形式而未能得到应有的发展。
2、莱布尼兹的微积分
与牛顿流数论的运动学背景不同,莱布尼兹创立微积分首先是出于几何问题的思考。1673年,他因在帕斯卡的有关论文中“突然看到一束光明”,而提出了自己的“微分三角形”理论。借助于这种无限小三角形,他迅速地、毫无困难地了建立大量定理,其中包括后来“在巴罗和格里高利的著作中见到的几乎所有定理”。
在对微分特征三角形的研究中,莱布尼兹逐渐认识到了什么是求曲线切线和求曲线下面积的实质,并发现了这两类问题的互逆关系。他的目标,是要比巴罗等人更上一层楼,建立起一种更一般的算法,将以往解决这两类问题的各毕业论文http://www.youerw.com/  论文网http://www.youerw.com/布尼兹便在序列的求和运算与求差运算间发现了它们的互逆关系。从1672年开始,莱布尼兹将他对数列研究的结果与微积分运算联系起来。他通过把曲线的纵坐标想象成一组无穷序列,得出了“求切线不过是求差,求积不过是求和”的结论。
莱布尼兹首先着眼于求和,从最简单的直线函数开始,并逐渐从一串离散值增量过渡到任意函数的增量。在1675年10月29日的一份手稿中,他引入了我们现在熟知的积分符号“  ”,这显然是求和一词sum首字母的拉长。稍后,在11月11日的手稿中,他又引进了微分记号dx来表示两相邻x的值的差,并开始探索  运算与d运算的关系。一年之后,莱布尼兹已经能够给出幂函数的微分与积分公式。不久,他又给出了计算复合函数微分的链式法则。1677年,莱布尼兹在一篇手稿中明确陈述了微积分基本定理。给定一条曲线,其纵坐标为 ,求该曲线下的面积。莱布尼兹假设可以求出一条曲线(他称之为“割圆曲线”),其纵坐标为 ,使得: ,即 。于是原来曲线下的面积是: ,莱布尼兹通常假设曲线 通过原点。这就将求积问题化成了反切线问题,即:为了求出在纵坐标 的曲线下的面积,只需求出一条纵坐标为 的曲线,使其切线的斜率为 。如果是在区间[a,b]上,由[0,b]上的面积减去[0,a]上的面积,便得到: 。
1684年莱布尼兹发表了他的第一篇微分学论文《新方法》,这也是数学史上第一篇正式发表的微积分文献。该文是莱布尼兹对自己1673年以来微分学研究的概括,其中定义了微分并广泛采用了微分记号,并明确陈述了函数和、差、积、商、乘幂与方根的微分公式:
我们知道,莱布尼兹还得出了复合函数的链式微分法则,以及后来又将乘积微分的“莱布尼兹法则”推广到了高阶情形: 。
这些表明莱布尼兹非常重视微积分的形式运算法则和公式系统。《新方法》还包含了微分法在求极值、拐点以及光学等方面的广泛应用。(莱布尼兹手稿)      
1686年,莱布尼兹又发表了他的第一篇积分学论文《深奥的几何与不可分量及无限的分析》。这篇论文初步论述了积分或求积问题与微分或切线问题的互逆关系。在这篇积分学论文中,莱布尼兹给出了摆线方程为:
 ,
目的是要说明他的方法和符号,可以将一些被其他方法排斥的超越曲线表为方程。而正是在这篇论文中,积分号  第一次出现于印刷出版物上。对符号的精心选择,是莱布尼兹微积分的一大特点。他引进的符号体现了微分与积分的“差”与“和”的实质,后来获得普遍接受并沿用至今。

三)微积分的完善
前面已经提到,一门科学的创立决不是某一个人的业绩,他必定是经过多少人的努力后,在积累了大量成果的基础上,最后由某个人或几个人总结完成的。微积分也是这样。
    不幸的事,由于人们在欣赏微积分的宏伟功效之余,在提出谁是这门学科的创立者的时候,竟然引起了一场悍然大波,造成了欧洲大陆的数学家和英国数学家的长期对立。英国数学在一个时期里闭关锁国,囿于民族偏见,过于拘泥在牛顿的“流数术”中停步不前。
    其实,牛顿和莱布尼茨分别是自己独立研究,在大体上相近的时间里先后完成的。

上一页  [1] [2] [3] [4] 下一页

微积分的发展史论文 第3页下载如图片无法显示或论文不完整,请联系qq752018766
设为首页 | 联系站长 | 友情链接 | 网站地图 |

copyright©youerw.com 优文论文网 严禁转载
如果本毕业论文网损害了您的利益或者侵犯了您的权利,请及时联系,我们一定会及时改正。