简述微积分发展史

简述微积分发展史
简述微积分发展史

简述微积分发展史
微积分的产生一般分为三个阶段：极限概念；求积的无限小方法；积分与微分的互逆关系 .最后一步是由牛顿、莱布尼兹完成的.前两阶段的工作,欧洲的大批数学家一直追朔到古希腊的阿基米德都作出了各自的贡献.对于这方面的工作,古代中国毫不逊色于西方,微积分思想在古代中国早有萌芽,甚至是古希腊数学不能比拟的.公元前7世纪老庄哲学中就有无限可分性和极限思想；公元前4世纪《墨经》中有了有穷、无穷、无限小（最小无内）、无穷大（最大无外）的定义和极限、瞬时等概念.刘徽公元263年首创的割圆术求圆面积和方锥体积,求得 圆周率约等于3 .1416,他的极限思想和无穷小方法,是世界古代极限思想的深刻体现.
微积分思想虽然可追朔古希腊,但它的概念和法则却是16世纪下半叶,开普勒、卡瓦列利等求积的不可分量思想和方法基础上产生和发展起来的.而这些思想和方法从刘徽对圆锥、圆台、圆柱的体积公式的证明到公元5世纪祖恒求球体积的方法中都可找到.北宋大科学家沈括的《梦溪笔谈》独创了“隙积术”、“会圆术”和“棋局都数术”开创了对高阶等差级数求和的研究.
南宋大数学家秦九韶于1274年撰写了划时代巨著《数书九章》十八卷,创举世闻名的“大衍求一术”——增乘开方法解任意次数字（高次）方程近似解,比西方早500多年.
特别是13世纪40年代到14世纪初,在主要领域都达到了中国古代数学的高峰,出现了现通称贾宪三角形的“开方作法本源图”和增乘开方法、“正负开方术”、“大衍求一术”、“大衍总数术”（一次同余式组解法）、“垛积术”（高阶等差级数求和）、“招差术”（高次差内差法）、“天元术”（数字高次方程一般解法）、“四元术”（四元高次方程组解法）、勾股数学、弧矢割圆术、组合数学、计算技术改革和珠算等都是在世界数学史上有重要地位的杰出成果,中国古代数学有了微积分前两阶段的出色工作,其中许多都是微积分得以创立的关键. 中国已具备了17世纪发明微积分前夕的全部内在条件,已经接近了微积分的大门.可惜中国元朝以后,八股取士制造成了学术上的大倒退,封建统治的文化专制和盲目排外致使包括数学在内的科学日渐衰落,在微积分创立的最关键一步落伍了.
微积分的诞生
微积分的产生是数学上的伟大创造.它从生产技术和理论科学的需要中产生,又反过来广泛影响着生产技术和科学的发展.如今,微积分已是广大科学工作 者以及技术人员不可缺少的工具.
微积分是微分学和积分学的统称,它的萌芽、发生与发展经历了漫长的时期.早在古希腊时期,欧多克斯提出了穷竭法.这是微积分的先驱,而我国庄子的《天下篇》中也有 “ 一尺之锤,日取其半,万世不竭 ” 的极限思想,公元 263 年,刘徽为《九间算术》作注时提出了 “ 割圆术 ” ,用正多边形来逼近圆周.这是极限论思想的成功运用.
积分概念是由求某些面积、体积和弧长引起的,古希腊数学家要基米德在《抛物线求积法》中用究竭法求出抛物线弓形的面积,人没有用极限,是 “ 有限 ” 开工的穷竭法.但阿基米德的贡献真正成为积分学的萌芽.
微分是联系到对曲线作切线的问题和函数的极大值、极小值问题而产生的.微分方法的第一个真正值得注意的先驱工作起源于 1629 年费尔玛陈述的概念,他给同了如何确定极大值和极小值的方法.其后英国剑桥大学三一学院的教授巴罗又给出了求切线的方法,进一步推动了微分学概念的产生.前人工作终于使牛顿和莱布尼茨在 17 世纪下半叶各自独立创立了微积分. 1605 年 5 月 20 日,在牛顿手写的一面文件中开始有 “ 流数术 ” 的记载,微积分的诞生不妨以这一天为标志.牛顿关于微积分的著作很多写于 1665 - 1676 年间,但这些著作发表很迟.他完整地提出微积分是一对互逆运算,并且给出换算的公式,就是后来著名的牛顿-莱而尼茨公式.
牛顿是那个时代的科学巨人.在他之前,已有了许多积累：哥伦布发现新大陆,哥白尼创立日心说,伽利略出版《力学对话》,开普勒发现行星运动规律--航海的需要,矿山的开发,火松制造提出了一系列的力学和数学的问题,微积分在这样的条件下诞生是必然的.
牛顿于 1642 年出生于一个贫穷的农民家庭,艰苦的成长环境造就了人类历史上的一位伟大的科学天才,他对物理问题的洞察力和他用数学方法处理物理问题的能力,都是空前卓越的.尽管取得无数成就,他仍保持谦逊的美德.
如果说牛顿从力学导致 “ 流数术 ” ,那莱布尼茨则是从几何学上考察切线问题得出微分法.他的第一篇论文刊登于 1684 年的《都市期刊》上,这比牛顿公开发表微积分著作早 3 年,这篇文章给一阶微分以明确的定义.
莱布尼茨 1646 年生于莱比锡. 15 岁进入莱比锡大学攻读法律,勤奋地学习各门科学,不到 20 岁就熟练地掌握了一般课本上的数学、哲学、神学和法学知识.莱布尼茨对数学