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发布时间 : 星期六 文章笛卡尔更新完毕开始阅读c9b9408b4afe04a1b171de58

里可以上,下,左,右运动,能不能把蜘蛛的每一个位置用一组数确定下来呢?他又想,屋子里相邻的两面墙与地面交出了三条线,如果把地面上的墙角作为起点,把交出来的三条线作为三根数轴,那么空间中任意一点的位置就可以在这三根数轴上找到有顺序的三个数。反过来,任意给一组三个有顺序的数也可以在空间中找到一点P与之对应,同样道理,用一组数(X,Y)可以表示平面上的一个点,平面上的一个点也可以用一组两个有顺序的数来表示,这就是坐标系的雏形。

笛卡尔符号法则笛卡儿符号法则首先由笛卡儿在他的作品《La Géométrie》中描述,是一个用于确定多项式的正根或负根的个数的方法。

如果把一元实系数多项式按降幂方式排列,则多项式的正根的个数要么等于相邻的非零系数的符号的变化次数,要么比它小2的倍数。如5,3,1或4,2,0。而负根的个数则是把所有奇数次项的系数变号以后,所得到的多项式的符号的变化次数,或者比它小2的倍数。特殊情况:注意如果知道了多项式只有实数根,则利用这个方法可以完全确定正根的个数。由于零根的重复度很容易计算,因此也可以求出负根的个数。于是所有根的符号都可以确定。

欧拉-笛卡尔公式

欧拉-笛卡儿公式,是几何学中的一个公式。

该公式的内容为:在任意凸多面体,设V为顶点数,E为棱数,F是面数,则V?E+F=2。

该公式最早由法国数学家笛卡儿于1635年左右证明,但不为人知。后瑞士数学家莱昂哈德·欧拉于1750年独立证明了这个公式。1860年,笛卡儿的工作被发现,此后该公式遂被称为欧拉-笛卡儿公式。

笛卡尔叶形线

笛卡儿叶形线是一个代数曲线,首先由笛卡儿在 1638年提出。 笛卡儿叶形线的隐式方程为

极坐标中方程分别为

这个名字来自拉丁文的folium,意思是 \leaf\(叶子)。 曲线的特征:利用隐函数的求导法则,我们可以求出y':

利用直线的点斜式方程,我们可以求出点(

)处的切线方程:

水平和竖直切线:当

时,笛卡儿叶形线的切线是水平的。所以:

时,笛卡儿叶形线的切线是竖直的。所以:

这可以通过曲线的对称来解释。我们可以看到,曲线有两条水平切线和两条竖直切线。笛卡儿叶形线关于y=x对称,所以如果水平切线有坐标(

)的话,则一定有一个对应的竖直切线,坐标为(

)。

渐近线:曲线有一条渐近线:x+y+a=0

这个渐近线的斜率是-1,x截矩和y截矩都是-a。 笛卡尔与克里斯汀心形线(即心脏线)的故事 心脏线

未有严谨证据证明心脏线是由笛卡尔发明。

心脏线是有一个尖点的外摆线。也就是说,一个圆沿着另一个半径相同的圆滚动时,圆上一点的轨迹就是心脏线。

心脏线是外摆线的一种,其n为 2。它亦可以极坐标的形式表示:r= 1 + cosθ。这样的心脏线的周界为 8,围得的面积为

心脏线亦为蚶线的一种。

在曼德博集合正中间的图形便是一个心脏线。

心脏线的英文名称“Cardioid”是 de Castillon 在 1741年 的《Philosophical Transactions of the Royal Society》发表的;意为“像心脏的”。

在笛卡尔坐标系中:心脏线的参数方程为:

其中r是圆的半径。曲线的尖点位于(r,0) 在极坐标系中的方程为: ρ(θ)=2r(1-cosθ)

面积:

对于其在极坐标中的方程有待考察,此处仅供参考。

《数学的故事》里面说到了数学家笛卡尔的爱情故事。笛卡尔于1596年出生在法国,欧洲大陆爆发黑死病时他流浪到瑞典,认识了瑞典一个小公国18岁的小公主克里斯蒂娜(Kristina),后成为她的数学老师,日日相处使他们彼此产生爱慕之心,公主的父亲国王知道了后勃然大怒,下令将笛卡尔处死,后因女儿求情将其流放回法国,克里斯汀公主也被父亲软禁起来。笛卡尔回法国后不久便染上黑死病,他日日给公主写信,因被国王拦截,克里斯汀一直没收到笛卡尔的信。笛卡尔在给克里斯汀寄出第十三封信后就气绝身亡了,这第十三封信内容只有短短的一个公式:r=a(1-sinθ)。国王看不懂,觉得他们俩之间并不是总是说情话的,大发慈悲就把这封信交给一直闷闷不乐的克里斯汀,公主看到后,立即明了恋人的意图,她马上着手把方程的图形画出来,看到图形,她开心极了,她知道恋人仍然爱着她,原来方程的图形是一颗心的形状。公主在纸上建立了极坐标系,用笔在上面描下方程的点,看到了方程所表示的心脏线,理解了笛卡尔对自己的深深爱意。这也就是著名的“心形线”。

国王死后,克里斯蒂娜登基,立即派人在欧洲四处寻找心上人,无奈斯人已故,先她走一步了,徒留她孤零零在人间...

据说这封享誉世界的另类情书还保存在欧洲笛卡尔的纪念馆里。 在历史上,笛卡尔和克里斯蒂娜的确有过交情。但笛卡尔是1649年10月4日应克里斯蒂娜邀请才来到瑞典,而当时克里斯蒂娜已成为了瑞典女王。笛卡尔与克里斯蒂娜谈论的主要是哲学问题而不是数学。有资料记载,由于克里斯蒂娜女王时间安排很紧,笛卡尔只能在早晨五点与她探讨哲学。笛卡尔真正的死因是因天气寒冷加上过度操劳患上的肺炎,而不是黑死病。

解析几何

文艺复兴使欧洲学者继承了古希腊的几何学,也接受了东方传入的代数学。利学技术的发展,使得用数学方

笛卡尔几何

法描述运动成为人们关心的中心问题。笛卡儿分析了几何学与代数学的优缺点,表示要去“寻求另外一种包含这两门科学的好处,而没有它们的缺点的方法”。 在《几何学》(是《方法论》中的一部分)卷一中,他用平面上的一点到两条固定直线的距离来确定点的距离,用坐标来描述空间上的点。他进而创立了解析几何学,表明了几何问题不仅可以归结成为代数形式,而且可以通过代数变换来实现发现几何性质,证明几何性质。

笛卡尔把几何问题化成代数问题,提出了几何问题的统一作图法。为此,他引入了单位线段,以及线段的加、减、乘、除、开方等概念,从而把线段与数量联系起来,通过线段之间的关系,“找出两种方式表达同一个量,这将构成一个方程”,然后根据方程的解所表示的线段间的关系作图。

在卷二中,笛卡儿用这种新方法解决帕普斯问题时,在平面上以一条直线为基线,为它规定一个起点,又选定与之相交的另一条直线,它们分别相当于x轴、原点、y轴,构成一个斜坐标系。那么该平面上任一点的位置都可以用(x,y)

惟一地确定。帕普斯问题就化成了一个含两个未知数的二次不定方程。笛卡儿指出,方程的次数与坐标系的选择无关,因此可以根据方程的次数将曲线分类。 《几何学》一书提出了解析几何学的主要思想和方法,标志着解析几何学的诞生。此后,人类进入变量数学阶段。

在卷三中,笛卡尔指出,方程可能有和它的次数一样多的根,还提出了著名的笛卡尔符号法则:方程正根的最多个数等于其系数变号的次数;其负根的最多个数(他称为假根)等于符号不变的次数。笛卡尔还改进了韦达创造的符号系统,用a,b,c,… 表示已知量,用x,y,z,…表示未知量。

解析几何的出现,改变了自古希腊以来代数和几何分离的趋向,把相互对立着的“数”与“形”统一了起来,使几何曲线与代数方程相结合。笛卡儿的这一天才创见,更为微积分的创立奠定了基础,从而开拓了变量数学的广阔领域。 正如恩格斯所说:“数学中的转折点是笛卡尔的变数。有了变数,运动进入了数学,有了变数,辩证法进入了数学,有了变数,微分和积分也就立刻成为必要了。”

心理学方面

笛卡尔在心理学上的观点和重大发现,对后来心理学颇有影响。 他是近代二元论和唯心主义理论著名的代表。他的反射和反射弧的重大发现,为“动物是机器”的论断提供了重要依据。并提出,反应----刺激的假设。 但是笛卡尔的反射概念是机械性的,他强调人和动物的区别,动物没有心灵,人是有心灵的,这样的推断是二元论的典型表现。另外,心神交感论也是笛卡尔在身心关系上二元论的又一典型表现,他认为,人的肉体是由物质实体构成的,人的心灵是由精神实体构成的。心灵和人体即可以相互影响、互为因果、相互作用。

他认为人的原始情绪有六种:惊奇、爱悦、憎恶、欲望、欢乐和悲哀,其他的情绪都是这六种原始情绪的分支,或者组合。

笛卡尔的二元论心理学思想虽然在理论上是错误的,但是在当时社会背景下,是非常具有推动和进步作用的,他利用二元论摆脱了神学对科学的绝对控制,将人们的思想引导至理性思维和具体研究上,所以,他对心理学的贡献是不可忽视的。

4影响及评价

笛卡尔在哲学上是二元论者,并把上帝看作造物主。但笛卡尔在自然科学范围内却是一个机械论者,这在当时是有进步意义的。

笛卡尔是欧洲近代哲学的奠基人之一,黑格尔称他为“现代哲学之父”。他自成体系,熔唯物主义与唯心主义于一炉,在哲学史上产生了深远的影响。 笛卡尔的方法论对于后来物理学的发展有重要的影响。他在古代演绎方法的基础上创立了一种以数学为基础的演绎法:以唯理论为根据,从自明的直观公理出发,运用数学的逻辑演绎,推出结论。这种方法和培根所提倡的实验归纳法结合起来,经过惠更斯和牛顿等人的综合运用,成为物理学特别是理论物理学的重要方法。作为他的普遍方法的一个最成功的例子,是笛卡尔运用代数的方法的来解决几何问题,确立了坐标几何学即解析几何学的基础。

笛卡尔的方法论中还有两点值得注意。第一,他善于运用直观“模型”来说明物理现象。例如利用“网球”模型说明光的折射;用“盲人的手杖”来形象地比喻光信息沿物质作瞬时传输;用盛水的玻璃球来模拟并成功地解释了虹霓现象等。第二,他提倡运用假设和假说的方法,如宇宙结构论中的旋涡说。此外他还提出“普遍怀疑”原则。这一原则在当时的历史条件下对于反对教会统治、反对崇尚权威、提倡理性、提倡科学起过很大作用 。

笛卡尔堪称17世纪及其后的欧洲哲学界和科学界最有影响的巨匠之一,被誉为“近代科学的始祖”。

5相关琐事

笛卡尔死后坟墓遭盗墓贼挖掘,其头骨几经易手现存于法国巴黎夏乐宫(Palais de Chaillot)人类博物馆(Musée de l'Homme)。 笛卡尔坚决否认他与德国蔷薇十字会之间的关系,他所留下的相关文件中却有许多巧合,他不承认可能是因为当时的教会。

笛卡尔将早期在整合几何与代数的研究与贝克曼一同分享,且曾说:“如果有机会,你不嫌弃用到我的研究或想法时,你大可表示那是你的想法。”这只是他过于客气与谦虚的态度罢了,但贝克曼却真的当作是自己的功劳。这使笛卡尔备受侮辱,所以他谴责贝克曼的“愚蠢和不学无术”。