曲线怎样进入运算
1637年,笛卡尔把《几何学》作为《方法谈》的附录出版。欧洲数学家已在研究方程和复杂曲线,几何问题常需要繁长的作图推理。笛卡尔希望把未知长度与已知量一起运算,通过它们之间的关系找到解答。他选定单位长度,让乘法、除法和开方也能够用线段表示。这种安排为几何中的数量提供共同尺度,图形关系由此可以写进代数表达。
参考:[1]
未知长度与方程
书中处理著名的轨迹问题:一个点到若干直线的距离满足某些关系时,它沿什么曲线移动?笛卡尔以符号表示距离,并建立方程,把问题改写成运算。方程的次数与曲线类别之间有了联系。书的写法还没有今天课本里统一的坐标网格,但已经清楚连接曲线与未知量关系。作图与计算因此可以相互转换,复杂问题获得了另一条求解路线。
参考:[1]
几何问题的新语言
费马等同时代数学家也发展了相近的方法,后来的解析几何把坐标和方程用得更加系统。微积分可以在这个基础上研究曲线的切线、面积和变化率,数学物理则用方程表达运动轨迹。图形仍然帮助理解,而代数使一般关系能够被处理。《几何学》的传播让一种新的工作方式进入教学:先选择量与表示方法,再通过方程求解,最后把结果解释回几何对象。
参考:[1]