方園闡幽

方園闡幽

李善蘭在他所著的《方圓闡幽》一書中,發明了尖錐術,具有解析幾何的啟蒙思想,得出了一些重要的積分公式,創立了二次平方根級數展開,各種三角函式反三角函式對數函式的冪級數展開式,這是李善蘭也是19世紀中國數學最重大的成就

基本介紹

圖書內容,學術貢獻,推理過程,最終結果,學術本質,

圖書內容

《方園闡幽》是清朝李善蘭有關於“尖錐術”的著作,這是以中國傳統思維方式,闡發微積分的初步理論。
翻譯成現代數學術語,就是用尖錐術講述西方先進的微積分學
《方園闡幽》書影《方園闡幽》書影

學術貢獻

推理過程

李善蘭的尖錐理論,如果用最通俗的語言來表述,就是他首先把一個自然數n用一個平尖錐的圖形來表示,如果這個數是一個平方數,就用一個立尖錐來表示,如果這個數是一個立方數就用一個三乘尖錐來表示,但是,在表示乘方數的時候,尖錐的上面就由平體變成了凹形,乘方越多,的就越厲害。 然後,李善蘭把這個尖錐體的乘方數xn用線段來表示,把這個尖錐體迭積成n乘的尖錐面。這種尖錐面由相互垂直的底線、高線和凹向的尖錐曲線組成。
尖錐術現代圖解尖錐術現代圖解

最終結果

乘數愈多,也就是說冪次愈高,圓錐曲線的凹就愈甚。 李善蘭在《方圓闡微》中,還採用了一種叫做“分離元數”的方法,歸納出一個二項平方根展開式,然後在四分之一單位內套用尖錐術就可以計算出一個方內圓外尖錐的合積,從而獲得圓周率π的無窮級數值。李善蘭創立的尖錐面,是一種處理代數問題的幾何模型。它由互相垂直的底線、高線和凹向的尖錐曲線組成。並且在考慮尖錐合積的問題時,也是使每個尖錐有共同方向底線高線。這樣的底線高線具有平面直角坐標系中的橫、縱兩個坐標的作用。 而且,這種尖錐面是由乘方數漸增漸迭而得。因此,尖錐曲線是由隨同乘方數一起漸增漸迭的底線和高線所確定的點變動而成的軌跡。由於李善蘭把每一條尖錐曲線看作是無窮級數中相應的項,這實際上就給出了這些尖錐曲線的代數表示數。
《方園闡幽》書影《方園闡幽》書影

學術本質

李善蘭的尖錐求積術,實質上就是近代數學中的冪函式定積分公式和逐項積分法則

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