代数学发展简史及线性代数简史精选PPT.ppt
《代数学发展简史及线性代数简史精选PPT.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《代数学发展简史及线性代数简史精选PPT.ppt(31页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、关于代数学发展简史及线性代数简史第1页,讲稿共31张,创作于星期一 代数学(algebra)是数学中最重要的分支之一。代数学的历史悠久,它随着人类生活的提高,生产技术的进步,科学和数学本身的需要而产生和发展。在这个过程中,代数学的研究对象和研究方法发生了重大的变化。代数学可分为初等代数学初等代数学和抽象代数学抽象代数学两部分。初等代数学是更古老的算术的推广和发展,而抽象代数学则是在初等代数学的基础上产生和发展起来的。第2页,讲稿共31张,创作于星期一 代数学的西文名称algebra来源于9世纪阿拉伯数学家花拉子米的重要著作的名称。该著作名为”ilm al-jabr waI muqabalah”
2、,原意是“还原与对消的科学”。这本书传到欧洲后,简译为algebra。清初曾传入中国两卷无作者的代数书,被译为阿尔热巴拉新法后改译为代数学(李善兰译,1853)。第3页,讲稿共31张,创作于星期一 初等代数学是指19世纪上半叶以前的方程理论,主要研究某一方程(组)是否可解,怎样求出方程所有的根(包括近似根)以及方程的根所具有的各种性质等。代数与算术的区别是什么?代数与算术的区别是什么?第4页,讲稿共31张,创作于星期一 四大文明古国中,除古代希腊外,都曾对算术和代数的发展做出非常杰出的贡献。从中世纪的欧洲一直到19世纪上半期,代数学在欧洲得到了长足的发展。19世纪,代数学发生了革命性的变革。第
3、5页,讲稿共31张,创作于星期一 一系列新的代数领域被建立起来,大大地扩充了代数学的研究范围,形成了所谓的近世代数学。包括抽象代数和线性代数。抽象代数学是以研究数字、文字和更一般元素的代数运算的规律和由这些运算适合的公理而定义的各种代数结构各种代数结构的性质为其中心问题的。第6页,讲稿共31张,创作于星期一 由于代数结构及其中元素的一般性,近世代数学的研究在数学中是最具有基本性的,它的方法和结果渗透到那些与它相接近的各个不同的数学分支中,成为一些有着新面貌和新内容的数学领域代数数论、代数几何、拓扑代数、李氏代数、代数拓扑、泛函分析等,这样,近世代数学就对于全部现代数学发展有着显著的影响,并且对
4、于其它一些科学领域如理论物理、计算机原理等也有较直接的应用。第7页,讲稿共31张,创作于星期一代数学发展简史代数学发展简史-线性代数线性代数第8页,讲稿共31张,创作于星期一 线性代数是讨论矩阵理论、与矩阵结合的线性代数是讨论矩阵理论、与矩阵结合的有限维向量空间及其线性变换理论的一门学科。有限维向量空间及其线性变换理论的一门学科。主要研究对象有行列式、线性方程组、矩阵、线主要研究对象有行列式、线性方程组、矩阵、线性空间等。性空间等。主要理论成熟于十九世纪,而第一块基石主要理论成熟于十九世纪,而第一块基石(二、三元线性方程组的解法)则早在两千年前(二、三元线性方程组的解法)则早在两千年前出现(见
5、于我国古代数学名著出现(见于我国古代数学名著九章算术九章算术)。)。1、学科概述、学科概述第9页,讲稿共31张,创作于星期一 九章算术九章算术的的“方程术方程术”九章算术九章算术中的中的“方程章方程章”,是世界上最早的系统研究代,是世界上最早的系统研究代数方程的专门论著。它在世界数学历史上,最早创立了多元一数方程的专门论著。它在世界数学历史上,最早创立了多元一次方程组的筹式表示方法,以及它的多种求解方法。次方程组的筹式表示方法,以及它的多种求解方法。九章算术九章算术把这些线性方程组的解法称为把这些线性方程组的解法称为“方程术方程术”,其实质相当于现今的矩阵变形方法。方程术是通过对方程的系其实质
6、相当于现今的矩阵变形方法。方程术是通过对方程的系数矩阵实施遍乘、直除的变换(即连续相减)实现减元、获取数矩阵实施遍乘、直除的变换(即连续相减)实现减元、获取方程解的过程。方程解的过程。1、学科概述、学科概述第10页,讲稿共31张,创作于星期一 在在“方程章方程章”问题的解法中还可以发现下述方程变形的性质:问题的解法中还可以发现下述方程变形的性质:如果方程的两边都加上(或减去)同一数,那么所得的如果方程的两边都加上(或减去)同一数,那么所得的方程和原方程是同解方程。如果方程两边同乘以(或除以方程和原方程是同解方程。如果方程两边同乘以(或除以)一个不等于零的数,那么所得的方程和原方程是同解方)一个
7、不等于零的数,那么所得的方程和原方程是同解方程。程。刘徽:刘徽:“程,课程也。群物总杂,各列有数,总言其实。程,课程也。群物总杂,各列有数,总言其实。令每行为率,二物者再程,三物者三程,皆如物数程之,并令每行为率,二物者再程,三物者三程,皆如物数程之,并列为行,故谓之方程。列为行,故谓之方程。”。其其中中“课课”为为比比较较的的意意思思,而而“程程”则则为为表表达达的的意意思思。可可见见,按按照照“方方程程”的的原原义义可可以以把把它它理理解解为为“方方形形表表达达式式”,与现在的,与现在的“增广矩阵增广矩阵”类似。类似。1、学科概述、学科概述第11页,讲稿共31张,创作于星期一线性代数在数学
8、、力学、物理学和技术学科中有各种重要应线性代数在数学、力学、物理学和技术学科中有各种重要应用,因而它在各种代数分支中占据首要地位;用,因而它在各种代数分支中占据首要地位;在计算机广泛应用的今天,计算机图形学、计算机辅在计算机广泛应用的今天,计算机图形学、计算机辅助设计、密码学、虚拟现实等技术无不以线性代数为其理助设计、密码学、虚拟现实等技术无不以线性代数为其理论和算法基础的一部分;论和算法基础的一部分;随随着着科科学学的的发发展展,我我们们不不仅仅要要研研究究单单个个变变量量之之间间的的关关系系,还还要要进进一一步步研研究究多多个个变变量量之之间间的的关关系系,各各种种实实际际问问题题在在大大
9、多多数数情情况况下下可可以以线线性性化化,而而由由于于计计算算机机的的发发展展,线线性性化化了了的的问问题题又又可可以以计计算算出出来来,线线性性代代数数正正是是解解决决这这些些问问题题的有力工具。的有力工具。1、学科概述、学科概述第12页,讲稿共31张,创作于星期一历史上线性代数的第一个问题是关于解线性方程组的问历史上线性代数的第一个问题是关于解线性方程组的问题,而线性方程组理论的发展又促成了作为工具的矩阵论和题,而线性方程组理论的发展又促成了作为工具的矩阵论和行列式理论的创立与发展,这些内容已成为我们线性代数教行列式理论的创立与发展,这些内容已成为我们线性代数教材的主要部分。材的主要部分。
10、最初的线性方程组问题大都是来源于生活实践,正是最初的线性方程组问题大都是来源于生活实践,正是实际问题刺激了线性代数这一学科的诞生与发展。另外,实际问题刺激了线性代数这一学科的诞生与发展。另外,近现代数学分析与几何学等数学分支的要求也促使了线性近现代数学分析与几何学等数学分支的要求也促使了线性代数的进一步发展。代数的进一步发展。1、学科概述、学科概述第13页,讲稿共31张,创作于星期一行列式出现于线性方程组的求解,它最早是一行列式出现于线性方程组的求解,它最早是一种速记的表达式,现在已经是数学中一种非常有用种速记的表达式,现在已经是数学中一种非常有用的工具。的工具。行列式是由莱布尼茨和日本数学家
11、关孝和发明行列式是由莱布尼茨和日本数学家关孝和发明的。的。1693年年4月,莱布尼茨在写给洛必达的一封月,莱布尼茨在写给洛必达的一封信中使用并给出了行列式,并给出信中使用并给出了行列式,并给出方程组的系数方程组的系数行列式为零的条件行列式为零的条件。同时代的日本数学家关孝和在。同时代的日本数学家关孝和在其著作其著作解伏题元法解伏题元法中也提出了行列式的概念中也提出了行列式的概念与算法。与算法。2、矩阵和行列式、矩阵和行列式第14页,讲稿共31张,创作于星期一1750年,瑞士数学家克莱姆年,瑞士数学家克莱姆(G.Cramer,1704-1752)在其著作在其著作线性代数分析导引线性代数分析导引中
12、,对行列式中,对行列式的定义和展开法则给出了比较完整、明确的阐述,并给的定义和展开法则给出了比较完整、明确的阐述,并给出了现在我们所称的解线性方程组的克莱姆法则。出了现在我们所称的解线性方程组的克莱姆法则。稍后,数学家贝祖稍后,数学家贝祖(E.Bezout,1730-1783)将确将确定行列式每一项符号的方法进行了系统化,利用系定行列式每一项符号的方法进行了系统化,利用系数行列式概念指出了如何判断一个齐次线性方程组数行列式概念指出了如何判断一个齐次线性方程组有非零解。有非零解。2、矩阵和行列式、矩阵和行列式第15页,讲稿共31张,创作于星期一在行列式的发展史上,第一个对行列式理论做在行列式的发
13、展史上,第一个对行列式理论做出连贯的逻辑的阐述,即把行列式理论与线性方出连贯的逻辑的阐述,即把行列式理论与线性方程组求解相分离的人,是法国数学家范德蒙程组求解相分离的人,是法国数学家范德蒙(A-T.Vandermonde,1735-1796)。范德蒙自幼在父亲的指导下学习音乐,但对数范德蒙自幼在父亲的指导下学习音乐,但对数学有浓厚的兴趣,后来终于成为法兰西科学院院学有浓厚的兴趣,后来终于成为法兰西科学院院士。特别地,他给出了用二阶子式和它们的余子士。特别地,他给出了用二阶子式和它们的余子式来展开行列式的法则。就对行列式本身这一点式来展开行列式的法则。就对行列式本身这一点来说,他是这门理论的奠基
14、人。来说,他是这门理论的奠基人。1772年,拉普拉年,拉普拉斯在一篇论文中证明了范德蒙提出的一些规则,斯在一篇论文中证明了范德蒙提出的一些规则,推广了他的展开行列式的方法。推广了他的展开行列式的方法。2、矩阵和行列式、矩阵和行列式第16页,讲稿共31张,创作于星期一继范德蒙之后,法国数学家柯西在行列式理继范德蒙之后,法国数学家柯西在行列式理论方面做出了突出贡献。论方面做出了突出贡献。1815年,柯西在一篇论文中给出了行列式的第一个年,柯西在一篇论文中给出了行列式的第一个系统的、几乎是近代的处理。系统的、几乎是近代的处理。其中主要结果之一是行列式的乘法定理。另外,他其中主要结果之一是行列式的乘法
15、定理。另外,他第一个把行列式的元素排成方阵,采用双足标记法;引第一个把行列式的元素排成方阵,采用双足标记法;引进了行列式特征方程的术语;给出了相似行列式概念;进了行列式特征方程的术语;给出了相似行列式概念;改进了拉普拉斯的行列式展开定理并给出了一个证明。改进了拉普拉斯的行列式展开定理并给出了一个证明。2、矩阵和行列式、矩阵和行列式第17页,讲稿共31张,创作于星期一19世纪的半个多世纪中,詹姆士世纪的半个多世纪中,詹姆士.西尔维斯特西尔维斯特(J.Sylvester,1814-1897)对行列式理论研究始终不渝。对行列式理论研究始终不渝。他的重要成就之一是改进了从一个他的重要成就之一是改进了从
16、一个m次和一个次和一个n次的次的多项式中消去多项式中消去x的方法,他称之为配析法,并给出形成的方法,他称之为配析法,并给出形成的行列式为零时这两个多项式方程有公共根充分必要条的行列式为零时这两个多项式方程有公共根充分必要条件这一结果,但没有给出证明。件这一结果,但没有给出证明。2、矩阵和行列式、矩阵和行列式第18页,讲稿共31张,创作于星期一西尔维斯特(西尔维斯特(JamesJosephSylvester,公元,公元1814年年9月月3日日公元公元1897年年3月月15日)是英国数学家。生日)是英国数学家。生于伦敦,卒于牛津。于伦敦,卒于牛津。西尔维斯特的贡献主要在代数学方面。他同凯莱一西尔维
17、斯特的贡献主要在代数学方面。他同凯莱一起,发展了行列式理论,创立了代数型的理论,共同起,发展了行列式理论,创立了代数型的理论,共同奠定了关于代数不变量的理论基础,他在数论方面也奠定了关于代数不变量的理论基础,他在数论方面也做出了突出的工作,特别是在整数分拆和丢番图分析做出了突出的工作,特别是在整数分拆和丢番图分析方面。他创造了许多数学名词,当代数学中常用到的方面。他创造了许多数学名词,当代数学中常用到的术语,如不变式、判别式、雅可比行列式等都是他引术语,如不变式、判别式、雅可比行列式等都是他引入的。他一生发表了几百篇论文,著有入的。他一生发表了几百篇论文,著有椭圆函数专椭圆函数专论论一书。西尔
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 代数学 发展 简史 线性代数 精选 PPT
限制150内