cart-icon Товаров: 0 Сумма: 0 руб.
г. Нижний Тагил
ул. Карла Маркса, 44
8 (902) 500-55-04

Интересные истории из истории геометрии – от Древнего Египта до неевклидовых геометрий

Содержание

от Древнего Египта до неевклидовых геометрий

С геометрией мы сталкиваемся ежесекундно, даже не замечая этого. Размеры и расстояния, формы и траектории движения — всё это геометрия. Значение числа π знают даже те, кого в школе от геометрии воротило, и те, кто, зная это число, не в состоянии подсчитать площадь круга. Многие знания из области геометрии могут показаться элементарными — все знают, что самый короткий путь через прямоугольный участок лежит по диагонали. Но для того, чтобы сформулировать это знание в виде теоремы Пифагора, человечеству понадобились тысячелетия. Геометрия, как и другие науки, развивалась неравномерно. На смену резкому всплеску в Древней Греции пришёл застой Древнего Рима, который сменился Тёмными веками. Новому всплеску в Средневековье пришёл на смену настоящий взрыв 19 — 20 веков. Из прикладной науки геометрия превратилась в область высоких знаний, и её развитие продолжается. А начиналось всё с подсчёта налогов и пирамид…

1. Скорее всего, первые геометрические знания были выработаны древними египтянами. Они селились на плодородных заливаемых Нилом почвах. Налоги платили от имевшейся в распоряжении земли, а для этого нужно вычислять её площадь. Площадь квадрата и прямоугольника научились считать эмпирически, исходя из подобных фигур меньшего размера. А круг принимали за квадрат, стороны которого равны 8/9 диаметра. Число π при этом составляло примерно 3,16 — вполне приличная точность.

2. Занимавшихся геометрией строительства египтян называли гарпедонаптами (от слова «верёвка»). Самостоятельно они работать не могли — требовались рабы-помощники, так как для разметки поверхностей нужно было растягивать верёвки разной длины.

Строители пирамид не знали их высоту

3. Математическим аппаратом для решения геометрических задач первыми воспользовались вавилоняне. Они уже знали теорему, которую потом назовут Теоремой Пифагора. Все задачи вавилоняне записывали словами, отчего те получались очень громоздкими (ведь даже знак «+» появился только в конце 15-го века). И, тем не менее, вавилонская геометрия работала.

4. Систематизировал скудные тогда геометрические знания Фалес Милетский. Египтяне построили пирамиды, но не знали их высоты, а Фалес смог её измерить. Ещё до Евклида он доказал первые геометрические теоремы. Но, может быть, главным вкладом Фалеса в геометрию стало общение с юным Пифагором. Этот человек уже в старости повторял песнь о своей встрече с Фалесом и её значении для Пифагора. А ещё один ученик Фалеса по имени Анаксимандр начертил первую карту мира.

Фалес Милетский

5. Когда Пифагор доказал свою теорему, надстроив прямоугольный треугольник квадратами по его сторонам, его шок и потрясение учеников были так велики, что ученики решили — мир уже познан, осталось только объяснить его числами. Пифагор ушёл недалеко — он создал много нумерологических теорий, не имеющих отношения ни к науке, ни к реальной жизни.

Пифагор

6. Попытавшись решить задачу нахождения длины диагонали квадрата со стороной 1, Пифагор и его ученики поняли, что конечным числом эту длину выразить не удастся. Однако авторитет Пифагора был так силён, что он запретил ученикам разглашать этот факт. Гиппас не послушался учителя и был убит кем-то из других последователей Пифагора.

7. Важнейший вклад в геометрию внёс Евклид. Он первым ввёл простые, понятные и однозначные термины. Евклид также определил незыблемые постулаты геометрии (мы их называем аксиомами) и начала логически выводить все остальные положения науки, базируясь на этих постулатах. Книга Евклида «Начала» (хотя строго говоря, это не книга, а набор папирусов) — это Библия современной геометрии. Всего Евклид доказал 465 теорем.

8. Используя теоремы Евклида, работавший в Александрии Эратосфен первым вычислил длину окружности Земли. Основываясь на разнице в высоте тени, отбрасываемой палкой в полдень в Александрии и Сиене (не итальянской, а египетской, теперь это город Асуан), пешеходном измерении расстояния между этими городами. Эратосфен получил результат, всего на 4% отличающийся от нынешних измерений.

9. Архимед, которому Александрия была не чужда, хоть он и родился в Сиракузах, изобрёл немало механических устройств, но своим главным достижением считал вычисление объёмов конуса и шара, вписанных в цилиндр. Объём конуса составляет одну треть от объёма цилиндра, а объём шара — две трети.

Смерть Архимеда. «Отойди, ты закрываешь мне Солнце…»

10. Как ни странно, но за тысячелетие римского господства геометрия, при всём расцвете наук и искусств в Древнем Риме, не было доказано ни одной новой теоремы. В историю вошёл лишь Боэций, пытавшийся составить нечто вроде облегчённой, да ещё и изрядно перевранной, версии «Начал» для школьников.

11. Тёмные века, наступившие после краха Римской империи, затронули и геометрию. Мысль как бы замерла на долгие сотни лет. В 13-м веке Аделард Бартский впервые перевёл «Начала» на латынь, а ещё сто лет спустя Леонардо Фибоначчи привёз в Европу арабские цифры.

Леонардо Фибоначчи

12. Первым создавать описания пространства на языке чисел начал в 17-м веке француз Рене Декарт. Он же применил систему координат (её знал ещё Птолемей во 2-м веке) не только к картам, а ко всем фигурам на плоскости и создал описывающие простые фигуры уравнения. Открытия Декарта в геометрии позволили ему сделать ряд открытий и в физике. При этом, опасаясь гонений церкви, великий математик до 40 лет не опубликовал ни одной работы. Оказалось, правильно делал — его работу с длинным названием, которую чаще всего именуют «Рассуждение о методе», критиковали не только церковники, но и коллеги-математики. Доказало правоту Декарта, как ни банально это звучит, время.

Рене Декарт справедливо опасался публиковать свои труды

13. Отцом неевклидовой геометрии стал Карл Гаусс. Ещё мальчиком он самостоятельно выучился читать и писать, и однажды поразил отца, поправив его бухгалтерские расчёты. В начале 19-го века он написал ряд работ об искривлённом пространстве, но не публиковал их. Теперь учёные боялись не костра инквизиции, а философов. В то время мир млел от «Критики чистого разума» Канта, в которой автор призывал учёных отказаться от строгих формул и положиться на интуицию.

Карл Гаусс

14. Тем временем Янош Бойяи и Николай Лобачевский параллельно также разработали фрагменты теории неевклидового пространства. Бойяи также отправил свою работу в стол, лишь написав об открытии друзьям. Лобачевский в 1830 году напечатал свою работу в журнале «Казанский вестник». Лишь в 1860-х годах последователям пришлось восстанавливать хронологию работ всей троицы. Тогда-то и выяснилось, что Гаусс, Бойяи и Лобачевский работали параллельно, никто ни у кого ничего не воровал (а Лобачевскому одно время это приписывали), а первым всё же был Гаусс.

Николай Лобачевский

15. С точки зрения повседневной жизни обилие геометрий, созданных после Гаусса, выглядит игрой в науку. Однако это далеко не так. Неевклидовы геометрии помогают решить массу задач в математике, физике и астрономии.

Голосуй звездами!

Загрузка...

100-faktov.ru

Факты о геометрии

Геометрия является одним из важнейших разделов математики. Она наглядно позволяет отобразить разные закономерности и геометрические объекты. Ее возникновение этой науки уходит вглубь веков и связано с развитием ремесленного дела, культуры и искусства, а также ряда насущных практических задач (измерение земельных участков и объемов тел).

Математика для древних греков была, прежде всего, геометрией. Поэтому над двери Академии, в стенах которой Платон учил своих учеников, висела надпись: «Пусть сюда не входит тот, кто не знает геометрии».


Трапеция - очень известная геометрическая фигура

Слово «трапеция» произошло от древнегреческого слова «трапезион» (обозначает столик). также от данного слова произошли уже немного подзабытые в обиходе слова, такие как «трапеза» и прочие родственные ему слова.


Рисунок и формулы конуса

Греческое слово «конос», обозначающее сосновую шишку, является словарной основой для такого термина как «конус», а известный в геометрии термин «линия» возник уже от латинского слова «линум» (что в переводе на русский язык означает «льняная нить»).


Геометрические фигуры

Среди всех геометрических форм с одинаковым периметром, круг имеет наибольшую площадь и, наоборот, среди всех фигур с одинаковой площадью круг имеет наименьший периметр. «Квадратура круга» - это математическая задача, которая заключается в геометрическом построении при помощи циркуля и линейки, квадрата, равновеликого по площади данному кругу. В 1882 году, Фердинандом Линдеманом, была математически доказана неразрешимость этой задачи. однако это, не помешало многим людям продолжить тратить своё время на её решение. Так появилась известная всем метафора обусловленная именно бесперспективность подобных изысканий.


Как разрезать пирог на 8 частей?

Пирог разрезается всего тремя касаниями ножа на восемь равных долей. Причем, существует только два способа это сделать.

Под треугольником Рёло понимают геометрическую фигуру, образованную пересечением 3 кругов одинакового радиуса D с центрами, находящимися в вершинах равностороннего треугольника, такой же по длине стороны. на основе треугольника Рёло было придумано сверло, позволяющее просверливать почти квадратные отверстия.

Факты о фрактальной геометрии

Правило выведенное знаменитым итальянским учёным Леонардом да Винчи гласит, что квадрат диаметра (D) ствола дерева равен сумме квадратов диаметров (d1 и d2) ветвей, взятых на общей фиксированной высоте. Более поздние исследования подтвердили данное утверждение лишь с одной оговоркой — степень в формуле необязательно должна равняться двум, а может лежать в диапазоне чисел от 1,8 до 2,3.


Рисунок фрактального дерева

Первоначально считалось, что такая закономерность объясняется тем, что для дерева с подобной структурой имеется более оптимальный механизм снабжения веток питательными соками. Но, в 2010 году, американским физиком Кристофом Эллойем было придумано простое объяснение данному феномену. При рассмотрении дерева как фрактал, уменьшается вероятность слома веток под сильными порывами ветра.


Угол расположения листьев друг от друга может быть описан дробью

Листья на ветвях деревьев, как стало известно, всегда располагаются в строго определенном порядке. Они отстоят друг от друга на определённый угол. Величина этого угла разная для разных растений, однако, что самое интересное, она всегда описывается простой дробью, где числитель и знаменатель представлены числами из ряда Фибоначчи. К примеру, листья бука образуют угол равный 1/3, или 120°, для дуба и абрикоса он представлен дробью 2/5, у груши и тополя — 3/8, у ивы и миндаля — 5/13 и т.д. Подобное расположение даёт возможность листьям более эффективно извлекать влагу и получать солнечный свет.


Кочан капусты сорта Романеско

Красивейшие соцветия капусты сорта романеско представляют собой фракталы природного происхождения. Бутоны этого сорта капусты описываются строгой логарифмической спиралью и состоят из более мелких бутонов, закрученных по тому же принципу. Данная самоподобная структура повторяется ещё несколько раз.


Узлы на веревке

Почти 5000 лет назад древние египтяне уже знали, что если завязать на веревке двенадцать узелков отстоящих друг от друга на равных расстояниях, а затем натянуть ее в форме треугольника, то образуется фигура с одним прямым углом. Это знание помогало делать правильную разметку плодородных земель в долине Нила.


Рисунок расчета длины окружности (меридиана) Земли

При помощи геометрических правил и предположения о том, что наша земля шарообразна, древнегреческий ученый Эратосфен измерил длину её окружности. Им было замечено, что, когда Солнце находится в Сиене (Африка) прямо над головой, в Александрии, которая расположена от этого места на 800 километров, оно отклоняется от вертикали на 7°. Эратосфен заключил, что если из центра Земли Солнце видно под углом 7° и, следовательно, окружность земного шара равна 360:7°х800 = 41 140 километров.

Свыше двух тысячелетий Евклид, давший особенно удачное и стройное изложение геометрии, был непререкаемым законодателем в этой области математики. Даже немецкий философ Иманнуил Кант считал геометрию Евклида единственно возможной. Однако были неясности в евклидовом изложении геометрии, которые не удовлетворяло математиков. Это единственность параллельной к данной прямой, которую можно провести в плоскости через данную точку А. Евклид считал это положение аксиомой, а некоторые математики позже попытались доказать этот факт, как теорему. Однако на протяжении веков доказательств никто не находил.


Титульная страница из труда Н. И. Лобачевского

Эту загадку параллельности решил профессор Казанского университета Н. И. Лобачевский, опубликовавший о своем открытии в 1826 году. Несколько позже к подобным выводам пришли немецкий математик Карл Гаусс и венгерский математик Янош Бояи. Оба ученых установили, что единственность параллельной нельзя доказать в виде теоремы. К примеру, если допустить возможность провести через точку более одной прямой, не пересекающейся с данной, то мы придем к другому виду геометрии - неевклидовой, в которой, этих противоречий наблюдаться не будет. Такую геометрию позже назвали геометрией Лобачевского.

В геометрии Лобачевского параллельные прямые не пересекаются друг с другом в силу самого определения параллельности. Основное отличие геометрии Лобачевского от евклидовой является положение, что через одну точку, не лежащую на данной прямой, можно провести не одну, а по крайней мере 2 не пересекающих её прямых, находящихся в той же плоскости.

В геометрии Лобачевского сумма всех углов треугольника меньше 180 градусов. Два перпендикуляра исходящие из одной прямой все дальше и дальше будут отходить друг от друга.

amazing-facts.ru

20 интересных фактов о геометрии

Наука геометрия, изобретённая тысячи лет назад, с тех пор продолжает развиваться и меняться, но основы её остаются теми же. Она прочно вошла в человеческую цивилизацию, являясь базой для самых разных областей. Посмотрите куда угодно, и вы увидите, что при создании того или иного предмета его авторы опирались на геометрические вычисления. Что угодно — дорога у вас под окнами, ваша квартира, мобильный телефон или книга в шкафу. Без геометрии не было бы человеческой цивилизации в том виде, в котором мы её знаем.

Факты о геометрии

  • Достоверно известно, что геометрические знания применялись ещё в Древнем Египте более 5000 лет назад. Египтяне пользовались ими не только при строительстве пирамид, но и при разметке участков для посевов на берегах Нила.
  • Сейчас геометрия является одним из основополагающих разделов математики. Однако, в Древней Греции она была фактически математикой в целом, а не частью её.
  • Больше всего, пожалуй, для геометрии сделал античный учёный Евклид. Открытые им принципы до сих пор лежат в основе этой науки (интересные факты о Евклиде).
  • Над дверью в школу, в которой древнегреческий учёный и философ Платон учил своих учеников, красовалась надпись «Пусть не входит сюда тот, кто не знает геометрии».
  • Трапеция — одна из геометрических фигур. Но слово это произошло от древнегреческого «трапезион», что в переводе означает «столик». А слово «конос», от которого произошло наше «конус», означало «сосновая шишка».
  • Среди всех геометрических форм с одинаковым периметром, круг имеет наибольшую площадь и, наоборот, среди всех фигур с одинаковой площадью круг имеет наименьший периметр.
  • При помощи геометрических правил и предположения о том, что наша земля шарообразна, древнегреческий ученый Эратосфен измерил длину её окружности. Как показали измерения современных учёных, он практически не ошибся в своих расчётах, погрешность составляла лишь доли процента.
  • Основы фрактальной геометрии были заложены знаменитым учёным эпохи возрождения Леонардо да Винчи (интересные факты о Леонардо да Винчи).
  • Основное отличие геометрии Лобачевского от евклидовой заключается в утверждении, что через одну точку, не лежащую на данной прямой, можно провести не одну, а по крайней мере 2 не пересекающих её прямых, находящихся в той же плоскости.
  • В геометрии Лобачевского сумма всех углов треугольника составляет меньше 180 градусов.
  • Существуют и другие виды неевклидовых геометрий. Они не применяются в повседневной жизни, но помогают решить множество вопросов в других науках, например, в астрономии.
  • Теорему Пифагора называли «ослиным мостом», потому что учеников, которые запоминали теорему без понимания, называли ослами, по той причине, что они не могли «перейти через мост» — теорему Пифагора.
  • Когда Пифагор доказал свою теорему, надстроив прямоугольный треугольник квадратами по его сторонам, его шок и потрясение учеников были так велики, что ученики решили — мир уже познан, осталось только объяснить его числами (интересные факты о Пифагоре).
  • Архимед, которому Александрия была не чужда, хоть он и родился в Сиракузах, изобрёл немало механических устройств, но своим главным достижением считал вычисление объёмов конуса и шара, вписанных в цилиндр. Объём конуса составляет одну треть от объёма цилиндра, а объём шара — две трети.
  • Еще около 5000 назад древние египтяне знали, что если сделать на веревке 12 узелков на равных расстояниях и натянуть ее в форме треугольника, то получится прямой угол. Эти знания применялись в строительстве.
  • Треугольник Рело — это геометрическая фигура, образованная пересечением трёх равных кругов радиуса «А» с центрами в вершинах равностороннего треугольника со стороной «А». Сверло, сделанное на основе треугольника Рело, позволяет сверлить квадратные отверстия, правда, с 2% погрешностью.
  • В геометрии Римана сумма углов треугольника всегда больше 180.
  • Французский император Наполеон Бонапарт был прекрасным математиком, и он является автором ряда научных трудов. В его честь даже одна из геометрических задач даже была названа «задача Наполеона».
  • В геометрии формула вычисления объема усеченной пирамиды выведена раньше, чем формула для целой пирамиды.
  • Евклид лично доказал 465 геометрических теорем.
Категории
  • Обо всём на свете
Предыдущая заметка Следующая заметка

xn--80aahh2ah1cn0e.xn--p1ai

История развития геометрии. История возникновения геометрии.

Геометрия - одна из древнейших отраслей математики. Геометрические тела были известны задолго до того, как были выведены математические принципы. Геометрия - это математическое исследование точек, линий, плоскостей, замкнутых плоских фигур и твердых тел. Используя это, можно описать или построить каждый видимый и невидимый предмет.

 

Геометрия происходит от слова "geo" - земля, "metria" - мера. Геометрия возникла как область знаний, занимающаяся пространственными отношениями. Геометрия одна из двух областей математики, вторая - арифметика, или алгебра.

 История возникновения геометрии

 

Геометрия с практической точки зрения - это потребность измерять формы. Считается, что геометрия впервые стала важной, когда Египетский фараон хотел обложить налогом фермеров, которые выращивали урожай вдоль реки Нил. Чтобы вычислить правильную сумму налога, люди фараона должны были измерить количество обрабатываемой земли.

 

Около \(2900\) лет до нашей эры была построена первая египетская пирамида. Знание геометрии было необходимо для построения пирамид, которые состояли из квадратного основания и треугольных граней. Самая ранняя запись формулы для вычисления площади треугольника датируется \(2000\) годом до нашей эры. Египтяне и вавилоняне разработали практическую геометрию для решения повседневных проблем, но нет никаких доказательств того, что они логически выводили геометрические факты из основных принципов.

 

Именно греки \(600\) – \(400\) лет до нашей эры разработали принципы современной геометрии. Фалес Милетский изучил подобные треугольники и написал доказательство того, что соответствующие стороны подобных треугольников пропорциональны.


Пифагор (\(569-475\) лет до н. э.)

 

Следующим считается Пифагор. Пифагор был первым математиком, логически выводящим геометрические факты из основных принципов. Пифагор основал братство под названием "пифагорейцы", которые преследовали знания в математике, науке и философии. Некоторые люди считают пифагорейскую школу местом рождения разума и логической мысли. Наиболее известным и полезным вкладом пифагорейцев была теорема Пифагора. Теория гласит, что сумма квадратов катетов прямоугольного треугольника равна квадрату гипотенузы.

 


Евклид Александрийский (\(325-265\) лет до н. э.) 

 

Евклид Александрийский считается “отцом современной геометрии”. Евклид  ввел математическую строгость и аксиоматический метод, все еще используемый сегодня. Его книга “Начало”, написанная около 300 лет до нашей эры, считается самым влиятельным учебником всех времен и народов. Книга "Начало" была известна всем образованным людям на западе до середины 20-го века. Евклид изобрел \(23\) определения, \(5\) постулатов и \(5\) аксиом.

 

Аксиома - это утверждение, которое принимается без доказательств. Как только он доказал свое первое утверждение, на его основе он доказал второе, затем третье и т. д. Этот процесс известен как аксиоматический подход. Элементы Евклида составляют основу современной геометрии, которая преподается сегодня в школах, колледжах и университетах.


Рене Декарт (\(1596-1650\))

 

До появления Рене Декарта  в геометрии не было крупных изменений. Декарт объединил алгебру и геометрию для создания аналитической геометрии. Аналитическая геометрия, также известная как координатная геометрия, включает размещение геометрической фигуры в системе координат для иллюстрации доказательств и получения информации с использованием алгебраических уравнений.


Карл Фридрих Гаусс (\(1777-1855\))

 

Следующее большое развитие в геометрии пришло с развитием неевклидовой геометрии. Карл Фридрих Гаусс изобрел неевклидову геометрию, не основанную на постулатах Евклида. Параллельный постулат гласит, что через заданную точку  на прямой есть одна и только одна прямая, параллельная этой линии. Неевклидова геометрия задала математическую основу для теории относительности Эйнштейна.

 

 

Больше уроков и заданий по математике вместе с преподавателями нашей онлайн-школы "Альфа". Запишитесь на пробное занятие уже сейчас!

Запишитесь на бесплатное тестирование знаний!

myalfaschool.ru

Lecture on Интересные факты из истории создания геометрии Автор Ильина Мария

Сначала геометрия была интуитивной. Это означает, что факты признавались существующими без попытки доказать это или продемонстрировать, что это действительно так. Но в 600 году до н.э. греческий ученый Фалес развил идею, что должны существовать пути, доказывающие, что геометрические факты истинны. В геометрии такая истина называется теоремой. Фалес открыл доказательства теорем, которые люди принимали на веру до этого времени. Это послужило началом доказательной геометрии. Элементарная геометрия делилась на две части: плоскостная геометрия и геометрия тел. В плоскостной геометрии рассматривались предметы, существующие в плоскости. У них было только два измерения: длина и ширина. Геометрия тел — геометрия трех измерений. Она имеет дело с предметами, обладающими длиной, шириной и высотой. Это такие предметы, как конусы, сферы, цилиндры и так далее Сначала геометрия была интуитивной. Это означает, что факты признавались существующими без попытки доказать это или продемонстрировать, что это действительно так. Но в 600 году до н.э. греческий ученый Фалес развил идею, что должны существовать пути, доказывающие, что геометрические факты истинны. В геометрии такая истина называется теоремой. Фалес открыл доказательства теорем, которые люди принимали на веру до этого времени. Это послужило началом доказательной геометрии. Элементарная геометрия делилась на две части: плоскостная геометрия и геометрия тел. В плоскостной геометрии рассматривались предметы, существующие в плоскости. У них было только два измерения: длина и ширина. Геометрия тел — геометрия трех измерений. Она имеет дело с предметами, обладающими длиной, шириной и высотой. Это такие предметы, как конусы, сферы, цилиндры и так далее

allyslide.com

Интересные факты — Математика

Какая рекламная кампания провалилась из-за математической неграмотности американцев?

В начале 1980-х годов сеть ресторанов быстрого питания A&W запустила масштабную рекламную кампанию своего гамбургера. В отличие от похожего сэндвича в 1/4 фунта из Макдоналдс, гамбургер A&W весил 1/3 фунта и стоил чуть дешевле, а покупатели говорили, что он вкуснее. Несмотря на всё это, кампания провалилась. Позже A&W провела исследование и выявила причину: многие клиенты не понимали истинного значения дробных чисел. Предложение казалось им невыгодным, так как 3 меньше 4.

Что происходит с параллельными прямыми в геометрии Лобачевского?

По распространённому мнению, в геометрии Лобачевского параллельные прямые пересекаются. На самом деле, они не могут пересекаться ни в какой геометрии в силу самого определения параллельности. Главным же отличием геометрии Лобачевского от евклидовой является то, что через точку, не лежащую на данной прямой, можно провести не одну, а по крайней мере две не пересекающих её прямых, находящихся в той же плоскости.

 

Почему возникла десятичная система счисления?

Используемая нами десятичная система счисления возникла по причине того, что у человека на руках 10 пальцев. Способность к абстрактному счёту появилась у людей не сразу, а использовать для счёта именно пальцы оказалось удобнее всего. Цивилизация майя и независимо от них чукчи исторически использовали двадцатичную систему счисления, применяя пальцы не только рук, но и ног. В основе распространённых в древних Шумере и Вавилоне двенадцатеричной и шестидесятиричной систем тоже было использование рук: большим пальцем отсчитывались фаланги других пальцев ладони, число которых равно 12.

Кто стал профессором математики, не имея математического образования после средней школы?

Стивен Хокинг — один из крупнейших физиков-теоретиков и популяризатор науки. В рассказе о себе Хокинг упомянул, что стал профессором математики, не получая никакого математического образования со времён средней школы. Когда Хокинг начал преподавать математику в Оксфорде, он читал учебник, опережая собственных студентов на две недели.

Кто решил сложную математическую проблему, приняв её за домашнее задание?

Американский математик Джордж Данциг, будучи аспирантом университета, однажды опоздал на урок и принял написанные на доске уравнения за домашнее задание. Оно показалось ему сложнее обычного, но через несколько дней он смог его выполнить. Оказалось, что он решил две «нерешаемые» проблемы в статистике, над которыми бились многие учёные.

Какие оценки по математике получал Эйнштейн в школе?

Во многих источниках, зачастую с целью ободрения плохо успевающих учеников, встречается утверждение, что Эйнштейн завалил в школе математику или, более того, вообще учился из рук вон плохо по всем предметам. На самом деле всё обстояло не так: Альберт ещё в раннем возрасте начал проявлять талант в математике и знал её далеко за пределами школьной программы. Позднее Эйнштейн не смог поступить в Швейцарскую высшую политехническую школу Цюриха, показав высшие результаты по физике и математике, но не добрав нужное количество баллов в других дисциплинах. Подтянув эти предметы, он через год в возрасте 17 лет стал студентом данного заведения.

Чем пожертвовала Софья Ковалевская ради возможности заниматься наукой?

Чтобы получить возможность заниматься наукой, Софье Ковалевской пришлось заключить фиктивный брак и уехать из России. В то время российские университеты просто не принимали женщин, а чтобы эмигрировать, девушка должна была иметь согласие отца или мужа. Так как отец Софьи был категорически против, она вышла замуж за молодого учёного Владимира Ковалевского. Хотя в итоге их брак стал фактическим, и у них родилась дочь.

Как связаны между собой шахматы, рис и разорение?

Известна  притча о том, как один человек предлагает другому расплатиться с ним за некоторую услугу следующим образом: на первую клетку шахматной доски тот положит одно рисовое зёрнышко, на вторую — два и так далее: на каждую следующую клетку вдвое больше, чем на предыдущую. В результате тот, кто расплачивается таким образом, непременно разоряется. Это неудивительно: подсчитано, что общий вес риса составит более 460 миллиардов тонн.

Какому правилу, выведенному Леонардо, подчиняются ствол и ветви деревьев?

Леонардо да Винчи вывел правило, согласно которому квадрат диаметра ствола дерева равен сумме квадратов диаметров ветвей, взятых на общей фиксированной высоте. Более поздние исследования подтвердили его с одним лишь отличием — степень в формуле необязательно равняется 2, а лежит в пределах от 1,8 до 2,3. Традиционно считалось, что эта закономерность объясняется тем, что у дерева с такой структурой оптимальный механизм снабжения веток питательными веществами. Однако в 2010 году американский физик Кристоф Эллой нашёл более простое механическое объяснение феномену: если рассматривать дерево как фрактал, то закон Леонардо минимизирует вероятность слома веток под воздействием ветра.

Какой последовательностью описывается расположение листьев на ветках растений?

Листья на ветке растения всегда располагаются в строгом порядке, отстоя друг от друга на определённый угол по или против часовой стрелки. Величина угла разная у различных растений, но её всегда можно описать дробью, в числителе и знаменателе которой — числа из ряда Фибоначчи. Например, у бука этот угол равен 1/3, или 120°, у дуба и абрикоса — 2/5, у груши и тополя — 3/8, у ивы и миндаля — 5/13 и т.д. Такое расположение позволяет листьям наиболее эффективно получать влагу и солнечный свет.

Какие овощи имеют соцветия в виде фракталов?

Соцветия капусты сорта романеско представляют собой фракталы. Бутоны растения описываются логарифмической спиралью и состоят из более мелких бутонов, тоже закрученных подобным образом. Эта самоподобная структура повторяется несколько раз.

Фракта́л (лат fractus — дроблёный, сломанный, разбитый) — математическое множество, обладающее свойством самоподобия (объект, в точности или приближённо совпадающий с частью себя самого, то есть целое имеет ту же форму, что и одна или более частей).

Первая женщина – математик

Первой женщиной-математиком в истории, считается гречанка Гипатия, жившая в египетской Александрии в IV-V веках нашей эры.

 

Самый древний математический труд

Самый древний математический труд был найден в Свазиленде – кость бабуина с выбитыми чёрточками (кость из Лембобо), которые предположительно были результатом какого-то вычисления. Возраст кости – 37 тысяч лет. Во Франции был найден ещё более сложный математический труд – волчья кость, на которой выбиты чёрточки, сгруппированные по пять штук. Возраст кости – около 30 тысяч лет.
Ну и наконец знаменитая кость из Ишанго (Конго) на которой выбиты группы простых чисел. Считается, что кость возникла 18-20 тысяч лет назад.
А вот древнейшим математическим текстом могут считаться вавилонские таблички с кодовым названием Plimpton 322, созданные в 1800-1900 году до нашей эры.

Судьба отрицательных чисел

Мы считаем отрицательные числа чем-то естественным, но так было далеко не всегда.
Впервые отрицательные числа были узаконены в Китае в III веке, но использовались лишь для исключительных случаев, так как считались, в общем, бесмыссленными. Чуть позднее отрицательные числа стали использоваться в Индии для обозначения долгов, но западнее они не прижились – знаменитый Диофант Александрийский утверждал, что уравнение 4x+20=0 – абсурдно.
В Европе отрицательные числа появились благодаря Леонардо Пизанскому (Фибоначчи), который тоже ввёл его для решения финансовых задач с долгами – в 1202 году он впервые использовал отрицательные числа для подсчёта своих убытков.
Тем не менее до XVII века отрицательные числа были “в загоне” и даже в XVII веке знаменитый математик Блез Паскаль утверждал, что 0-4=0 ибо нет такого числа, которое может быть меньше ничего, а вплоть до XIX века математики часто отбрасывали в своих вычислениях отрицательные числа, считая их бесмыссленными…

 

Египетское умножение

У древних египтян не было таблиц умножения и правил. Тем не менее, умножать они умели и пользовались для этого “компьютерным” способом – разложением чисел в двоичный ряд.
Как же они это делали? А вот как:
Например, нужно умножить 22 на 35.
Записываем 22 35

Теперь делим левое число на 2, а правое умножаем на 2.

Итак,

А теперь складываем 70+140+560=770
Правильный результат!

 

Египетское деление

Процесс египетского деления был очень сложный и сопряженный с несколькими попытками.
Например, делим 153 на 9.
Для этого умножаем 9 столько раз на 2 пока 9 не превысит 153.

То есть:

Теперь замечаем, что 153=9+144, первое соответствует 20, второе 24. Стало быть результат 20+24=17.

 

 

 

Древнеегипетские дроби

Египтяне не знали дробей вроде 2/3 или 3/4. Никаких числителей! Египетские жрецы оперировали лишь с дробями, где числитель был всегда 1 и дробь записывалась так: целое число с овалом над ним. То есть 4 с овалом означало 1/4.
А что же дроби вроде 5/6 ? Египетские математики раскладывали их на дроби с числителем 1. То есть 1/2 + 1/3. То есть 2 и 3 с овалом вверху.
Ну что ж, это просто. 2/7 = 1/7 + 1/7. Отнюдь! Ещё одним правилом египтян было отсутствие в ряду дробей повторяющихся чисел. То есть 2/7 по их мнению было 1/4+1/28.
В общем, непроста была жизнь египетского математика…

 

Интересные факты о числе Пи

В математике есть множество постоянных величин. Самая известная из них это число Пи.

Представляем Вам интересные факты о числе Пи. Пи — неизменная и самая распространенная константа в математических вычислениях.

Символ, который обозначает Пи, существует более 250 лет. Впервые он появился в 1706 году благодаря Уильяму Джонсу (1746-1794г.)

В 2002 году был зафиксирован новый мировой рекорд вычисления Пи. Ученый из Японии смог на компьютере произвести вычисления 1240000 млн цифр числа Пи.

Знаменитая компания Givenchy выпустила коллекцию духов под названием Pi.

Интересно и то, что число Пи используют и при вычислении прогноза погоды.

А если Пи записать в виде дроби, то оно не будет иметь конца, а так же повторений.

Занимательно, что пирамида Хеопса является неким воплощением числа Пи в природе? Так, соотношение между высотой и периметром основания дает в результате число 3,14.

Существуют даже люди, которые отважились ставить рекорды на запоминания символов Пи. На сегодня это 83 тыс символов после запятой. Именно такой рекорд смог поставить выходец из Японии Акира Харагучи.

 

Когда празднуют день числа Пи?

У числа Пи есть два неофициальных праздника. Первый — 14 марта, потому что этот день в Америке записывается как 3.14. Второй — 22 июля, которое в европейском формате записывается 22/7, а значение такой дроби является достаточно популярным приближённым значением числа Пи.

Памятник числу Пи в Сиэтле на ступенях перед зданием Музея искусств

Перельман и гипотеза Пуанкаре

Григорию Перельману удалось доказать знаменитую гипотезу Пуанкаре. О сути открытия практически не сообщалось, зато все знали о том, что автор отказался от вознаграждения в 1 000 000 $.

Теория Анри Пуанкаре была выдвинута в 1904 году. До этого  парижский профессор  занимался  самыми разными областями науки, в  том числе и теорией относительности. Но прославился своей гипотезой в области топологии.

Топология– наука о свойствах геометрических фигур, которые не изменяются при деформациях, происходящих без разрывов. К примеру, воздушный шарик можно с легкостью деформировать в самые разные фигуры – это делают для детей в цирке. Но потребуется разрезать шарик, чтобы скрутить из него бублик (в геометрии — тор) – другого способа не существует. Или наоборот: возьмите резиновый бублик и попробуйте «превратить» его в шар. Не получится! По своим  топологическим свойствам поверхности сферы и тора несовместимы.

Если насчет двумерных поверхностей сферы и тора все было решено еще в XIX веке, для более многомерных случаев потребовалось гораздо больше времени. В этом, собственно, и состоит суть гипотезы Пуанкаре, которая расширяет закономерность и на трёхмерные случаи. Вот вкратце суть гипотез: пространство является трёхмерной сферой с точностью до деформации. Если говорить ещё проще, то любой объект без сквозных отверстий и дыр может быть преобразован в сферу, если он находится в системе координат x,y,z и t(время).  Значит как бы ни был деформирован объект в итоге он может стать только сферой и более ничем. Некоторые высказывают также социальную суть гипотезы, а именно: как бы человек не был сдавлен жизненными обстоятельствами, как бы это его не испортило, он всегда может вернуться к исходной точке и вернуть себе своё доброе имя.

Доказательство гипотезы из области высшей математики. Интересно, что сам Перельман отчего-то не потрудился довести свое решение до окончательного блеска. Описав решение «в целом» ещё  в 2002 году, он в марте 2003 года провел серию  лекций в ряде университетов Америки и Европы. И, если раньше многие ученые пытались доказать гипотезу и всякий раз в их доказательствах находились «белые пятна», то на этот раз ни один из рецензентов не смог обнаружить в предложенном  Перельманом  варианте ошибок.  Даже если вопросы и возникали, то профессор с лёгкостью объяснял все этапы своего доказательства.  Однако публикации в научных  изданиях о своей работе математик не выпустил , а это было одним из основных условий получения премии, выдвинутым институтом Клэя (Масачусетс).  До завершения работу Г. Перельмана довели китайские и американские математики, которые и выдают за окончательный вариант доказательства свои разработки.

Лист Мёбиуса

Лист Мёбиуса относится к числу «математических неожиданностей». Говорят, что открыть свой «лист» ученому Мёбиусу помогла служанка, сшившая однажды неправильно концы ленты. Как бы то ни было, но в 1858 году профессор Лейпцигского университета А. Ф. Мёбиус (1790-1868) послал в Парижскую академию наук работу, включавшую сведения об этом листе. Несколько лет он дожидался рассмотрения своей работы и, не дождавшись, опубликовал ее результаты. Одновременно с Мёбиусом изобрел этот лист и И. Б.Листинг (1808-1882), профессор Геттингенского университета. Что же поразило этих двух немецких профессоров?
У листа Мёбиуса всего одна сторона! Мы  привыкли к тому, что у всякой поверхности, с которой мы имеем дело— две стороны. Давайте убедимся в этом: начните постепенно окрашивать лист в какой-нибудь цвет, начиная с любого места, и по завершении работы, вы обнаружите, что весь он полностью окрашен. Вторая неожиданность поджидает нас в тот момент, когда мы попробуем разрезать лист Мёбиуса по его средней линии. «Нормальное» кольцо при этом бы распалось на два куска, а лист Мёбиуса при этом превратится в одно перекрученное кольцо.
Свойства таких геометрических объектов изучает математическая наука — топология. Но главная ценность листа Мёбиуса состоит в том, что он дал толчок новым обширным математическим исследованиям. Именно поэтому его часто считают символом современной математики и изображают на различных эмблемах и значках.

Памятник ленте Мёбиуса в Минске

Треугольник Паскаля

Треугольник Паскаля — бесконечная таблица биномиальных коэффициентов, имеющая треугольную форму. В этом треугольнике на вершине и по бокам стоят единицы. Каждое число равно сумме двух расположенных над ним чисел. Строки треугольника симметричны относительно вертикальной оси. Назван в честь Блеза Паскаля. Числа, составляющие треугольник Паскаля, возникают естественным образом в алгебре, комбинаторике, теории вероятностей, математическом анализе, теории чисел.

Первое упоминание треугольной последовательности биномиальных коэффициентов под названием meru-prastaara встречается в комментарии индийского математика X века Халаюдхи к трудам другого математика, Пингалы. Треугольник исследуется также Омаром Хайямом около 1100 года, поэтому в Иране эту схему называют треугольником Хайяма. В 1303 году была выпущена книга «Яшмовое зеркало четырёх элементов» китайского математика Чжу Шицзе, в которой был изображен треугольник Паскаля на одной из иллюстраций; считается, что изобрёл его другой китайский математик, Ян Хуэй (поэтому китайцы называют его треугольником Яна Хуэя). На титульном листе учебника арифметики, написанном в 1529 году Петром Апианом, астрономом из Ингольштадтского университета, также изображён треугольник Паскаля. А в 1653 году (в других источниках в 1655 году или в 1665 году) вышла книга Блеза Паскаля «Трактат об арифметическом треугольнике».

Свойства:

  • Числа треугольника симметричны (равны) относительно вертикальной оси.
  • В строке с номером n:
    • первое и последнее числа равны 1.
    • второе и предпоследнее числа равны n.
    • третье число равно сумме номеров предшествующих строк.
    • четвёртое число является тетраэдрическим.
  • Сумма чисел восходящей диагонали, начинающейся с первого элемента (n-1)-й строки, есть n-е число Фибоначчи:

  • Сумма чисел n-й строки треугольника Паскаля равна 2n.
  • Все числа в n-й строке, кроме единиц, делятся на число n, если и только если n является простым числом.
  • Если в строке с нечётным номером сложить все числа с порядковыми номерами вида 3n, 3n+1, 3n+2, то первые две суммы будут равны, а третья на 1 меньше.
  • Каждое число в треугольнике равно количеству способов добраться до него из вершины, перемещаясь либо вправо-вниз, либо влево-вниз.

Цитаты

Треугольник Паскаля так прост, что выписать его сможет даже десятилетний ребенок. В то же время он таит в себе неисчерпаемые сокровища и связывает воедино различные аспекты математики, не имеющие на первый взгляд между собой ничего общего. Столь необычные свойства позволяют считать треугольник Паскаля одной из наиболее изящных схем во всей математике.

(Мартин Гарднер)

Логарифмическая спираль

Логарифмическая спираль была впервые описана Декартом и позже интенсивно исследована Бернулли, который называл её Spira mirabilis — «удивительная спираль». Декарт искал кривую, обладающую свойством, подобным свойству окружности, так чтобы касательная в каждой точке образовывала с радиус-вектором в каждой точке один и тот же угол. Он показал, что это условие равносильно тому, что полярные углы для точек кривой пропорциональны логарифмам радиус-векторов.

 

 

 

Якоб Бернулли хотел, чтобы на его могиле была выгравирована логарифмическая спираль, но вместо этого по ошибке на его надгробие поместили архимедову спираль. Тем не менее, надпись на латыни, выгравированная согласно завещанию вокруг спирали, «EADEM MUTATA RESURGO» («изменённая, я вновь воскресаю»), свидетельствует о том, что имеется в виду именно логарифмическая спираль, которая обладает замечательным свойством восстанавливать свою форму после различных преобразований.

Надгробие Бернулли.

ggpatl.by

История развития геометрии - от Евклида до Лобачевского :: SYL.ru

Введение

Геометрия - довольно древняя наука, родиной которой принято считать Восток. В своем становлении она прошла несколько этапов, которые включает в себя история развития математики, так как первые геометрические понятия были связаны с землемерием. И только гораздо позже произошло выделение геометрии в самостоятельную науку.

Начальный этап развития

Начальным периодом можно назвать зарождение науки в Вавилоне и Египте. Это был примерно пятый век до нашей эры, но тогда всевозможные вычисления были связаны не столько с изучением понятий, сколько с применением их для практических нужд. Строились жертвенники, измерялись земельные площади, что привело к заложению научных основ. Именно там, на Востоке, и берет свое начало история возникновения геометрии.

Второй этап в становлении геометрии

Знаменательным для развития этой науки становится седьмой век до нашей эры, когда землемерная восточная мудрость находит свое распространение в Греции. История развития геометрии делает довольно резкий скачок, так как греческие философы начинают заниматься систематическим изложением основ, доказывая любое предложение. Этот период известен теоремой Фалеса о сумме углов треугольника, открытием иррациональных чисел Пифагором, знаменитыми "Началами" Евклида. Именно последний в своем 13-томнике систематизировал геометрию как науку, где основными положениями выступали аксиомы.

История развития геометрии - третий этап

Многие греческие, индийские, арабские ученые продолжали развивать "Начала" и обогащать своими открытиями, но новый качественный рывок развитие геометрии испытывает в 17-м веке. Именно это время считается началом третьего периода, который прочно связан с именами Декарта и Ферма. Их называют создателями аналитической геометрии. Суть этой прикладной науки заключается в том, что свойства фигур начинают изучаться по их алгебраическим уравнениям, где за основу берется метод координат. Но качественное развитие геометрии не заканчивается на этом. Появляются еще две ее разновидности: дифференциальная, связанная с именами Монжа и Эйлера, и проективная, вклад в которую внесли Паскаль и Дезарг.

Четвертый этап в развитии науки о фигурах

В 19-м веке история развития геометрии ознаменована возникновением так называемой "неевклидовой" геометрии. Ее основателем принято считать Лобачевского. Именно он был родоначальником, то есть рассмотрел положение фигур, а именно параллельных прямых, в пространстве. Чуть позже еще одним ученым - Риманом - было сформулировано понятие пространства как совокупности любых однородных явлений и объектов. Здесь стоит уточнить, что ни геометрия Лобачевского, ни геометрия Римана не отрицают учения Евклида, они рассматривают свои положения с точки зрения теории пространственных отношений, но нисколько не умаляет заслуг Евклида, труды которого положены в основу школьной программы.

Заключение

Таким образом, в становлении науки четко прослеживаются ее основные вехи. Но надо сказать, что история развития геометрии не является застывшей и мертвой. Геометрическая наука постоянно в действии: расширяется круг фигур, их изучаемые свойства, меняются сами понятия об объектах.

www.syl.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *