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坐標軸的發明有什麼意義

發布時間:2021-01-19 11:11:09

⑴ 直角坐標系的發明和原因

平面直角坐標系是法國數學家笛卡爾發明的.
在笛卡爾之前,幾何與代數是數學中兩個不同的研究領域.笛卡爾站在方法論的自然哲學的高度,認為希臘人的幾何學過於依賴於圖形,束縛了人的想像力.對於當時流行的代數學,他覺得它完全從屬於法則和公式,不能成為一門改進智力的科學.因此他提出必須把幾何與代數的優點結合起來,建立一種「真正的數學」.
笛卡爾的思想核心是:把幾何學的問題歸結成代數形式的問題,用代數學的方法進行計算、證明,從而達到最終解決幾何問題的目的.依照這種思想他創立了我們」現在「稱之為的「解析幾何學」.
1637年,笛卡爾發表了《幾何學》,創立了平面直角坐標系.他用平面上的一點到兩條固定直線的距離來確定點的位置,用坐標來描述空間上的點.他進而又創立了解析幾何學,表明了幾何問題不僅可以歸結成為代數形式,而且可以通過代數變換來實現發現幾何性質,證明幾何性質.
解析幾何的出現,改變了自古希臘以來代數和幾何分離的趨向,把相互對立著的「數」 與「形」統一了起來,使幾何曲線與代數方程相結合.笛卡爾的這一天才創見,更為微積分的創立奠定了基礎,從而開拓了變數數學的廣闊領域.最為可貴的是,笛卡爾用運動的觀點,把曲線看成點的運動的軌跡,不僅建立了點與實數的對應關系,而且把形(包括點、線、面)和「數」兩個對立的對象統一起來,建立了曲線和方程的對應關系.這種對應關系的建立,不僅標志著函數概念的萌芽,而且標明變數進入了數學,使數學在思想方法上發生了偉大的轉折--由常量數學進入變數數學的時期.

⑵ 笛卡爾坐標系的發明是必然的嗎

二維的直角坐標系通常由兩個互相垂直的坐標軸設定,通常分別稱為x-軸和y-軸;兩個坐標軸的相交點,稱為原點,通常標記為O,既有「零」的意思,又是英語「Origin」的首字母。每一個軸都指向一個特定的方向。這兩個不同線的坐標軸,決定了一個平面,稱為xy-平面,又稱為笛卡爾平面。通常兩個坐標軸只要互相垂直,其指向何方對於分析問題是沒有影響的,但習慣性地(見右圖),x-軸被水平擺放,稱為橫軸,通常指向右方;y-軸被豎直擺放而稱為縱軸,通常指向上方。兩個坐標軸這樣的位置關系,稱為二維的右手坐標系,或右手系。如果把這個右手系畫在一張透明紙片上,則在平面內無論怎樣旋轉它,所得到的都叫做右手系;但如果把紙片翻轉,其背面看到的坐標系則稱為「左手系」。這和照鏡子時左右對掉的性質有關。為了要知道坐標軸的任何一點,離原點的距離。假設,我們可以刻畫數值於坐標軸。那麼,從原點開始,往坐標軸所指的方向,每隔一個單位長度,就刻畫數值於坐標軸。這數值是刻畫的次數,也是離原點的正值整數距離;同樣地,背著坐標軸所指的方向,我們也可以刻畫出離原點的負值整數距離。稱x-軸刻畫的數值為x-坐標,又稱橫坐標,稱y-軸刻畫的數值為y-坐標,又稱縱坐標。雖然,在這里,這兩個坐標都是整數,對應於坐標軸特定的點。按照比例,我們可以推廣至實數坐標和其所對應的坐標軸的每一個點。這兩個坐標就是直角坐標系的直角坐標,標記為。任何一個點P在平面的位置,可以用直角坐標來獨特表達。只要從點P畫一條垂直於x-軸的直線。從這條直線與x-軸的相交點,可以找到點P的x-坐標。同樣地,可以找到點P的y-坐標。這樣,我們可以得到點P的直角坐標。直角坐標系也可以推廣至三維空間(3dimension)與高維空間(higherdimension)。直角坐標系的兩個坐標軸將平面分成了四個部分,稱為象限,分別用羅馬數字編號為Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ。依照慣例,象限Ⅰ的兩個坐標都是正值;象限Ⅱ的x-坐標是負值,y-坐標是正值;象限Ⅲ的兩個坐標都是負值的;象限Ⅳ的x-坐標是正值,y-坐標是負值。所以,象限的編號是按照逆時針方向,從象限Ⅰ編到象限Ⅳ。

⑶ 發明了直角坐標系以後對世界有什麼好處

有呀:

美國登月的時候報告地面指揮站自己位置就是坐標。
有了坐標,數學老師才有講的,才不會下崗。
有了坐標。我們就可以很輕易的知道任何地方。

⑷ 坐標系是誰發明的

偉大的法國數學家笛卡兒(Descartes 1596-1650)創立了直角坐標系.他用平面上的一點到兩條固定直線的距離來確定這個點的位置,用坐標來描述空間上的點.
滿意請採納

⑸ 坐標系最早有誰發明

坐標系最早發明法國數學家迪卡爾?。

⑹ 極坐標是怎麼發明的,有何實際意義

1、極坐標:

第一個用極坐標來確定平面上點的位置的是牛頓。他的《流數法與無窮級數》,大約於1671年寫成,出版於1736年。此書包括解析幾何的許多應用,例如按方程描出曲線。書中創建之一,是引進新的坐標系。17甚至18世紀的人,一般只用一根坐標軸(x軸),其y值是沿著與x軸成直角或斜角的方向畫出的。牛頓所引進的坐標之一,是用一個固定點和通過此點的一條直線作標准,例如我們使用的極坐標系。牛頓還引進了雙極坐標,其中每點的位置決定於它到兩個固定點的距離。由於牛頓的這個工作直到1736年才為人們所發現,而瑞士數學家J.貝努利於1691年在《教師學報》上發表了一篇基本上是關於極坐標的文章,所以通常認為J.貝努利是極坐標的發現者。J.貝努利的學生J.赫爾曼在1729年不僅正式宣布了極坐標的普遍可用,而且自由地應用極坐標去研究曲線。他還給出了從直角坐標到極坐標的變換公式。確切地講,J.赫爾曼把cosθ,sinθ當作變數來使用,而且用n和m來表示cosθ和sinθ。歐拉擴充了極坐標的使用范圍,而且明確地使用三角函數的記號;歐拉那個時候的極坐標系實際上就是現代的極坐標系。

2、極坐標系:

眾所周知,希臘人最早使用了角度和弧度的概念。天文學家喜帕恰斯(Hipparchus 190-120 BC)製成了一張求各角所對弦的弦長函數的表格。並且,曾有人引用了他的極坐標系來確定恆星位置。在螺線方面,阿基米德描述了他的著名的螺線,一個半徑隨角度變化的方程。希臘人作出了貢獻,盡管最終並沒有建立整個坐標系統。

關於是誰首次將極坐標系應用為一個正式的坐標系統,流傳著有多種觀點。關於這一問題的較詳盡歷史,哈佛大學教授朱利安·盧瓦爾·科利奇的《極坐標系起源》作了闡述。格雷瓜·德·聖-萬桑特 和博納文圖拉·卡瓦列里,被認為在幾乎同時、並獨立地各自引入了極坐標系這一概念。聖-萬桑特在1625年的私人文稿中進行了論述並發表於1647年,而卡瓦列里在1635進行了發表,而後又於年進行了更正。卡瓦列里首次利用極坐標系來解決一個關於阿基米德螺線內的面積問題。布萊士·帕斯卡隨後使用極坐標系來計算拋物線的長度。

在1671年寫成,1736年出版的《流數術和無窮級數》(en:Method of Fluxions)一書中,艾薩克·牛頓第一個將極坐標系應用於表示平面上的任何一點。牛頓在書中驗證了極坐標和其他九種坐標系的轉換關系。在1691年出版的《博學通報》(Acta eruditorum)一書中雅各布·伯努利正式使用定點和從定點引出的一條射線,定點稱為極點,射線稱為極軸。平面內任何一點的坐標都通過該點與定點的距離和與極軸的夾角來表示。伯努利通過極坐標系對曲線的曲率半徑進行了研究。

實際上應用「極坐標」en:Polar coordinate system這個術語的是由格雷古廖·豐塔納開始的,並且被18世紀的義大利數學家所使用。該術語是由喬治·皮科克在1816年翻譯拉克魯瓦克斯的《微分學與積分學》(Differential and Integral Calculus)一書時,被翻譯為英語的。

1、用於定位和導航

極坐標通常被用於導航,作為旅行的目的地或方向可以作為從所考慮的物體的距離和角度。例如,飛機使用極坐標的一個略加修改的版本進行導航。這個系統中是一般的用於導航任何種類中的一個系統,在0°射線一般被稱為航向360,並且角度是以順時針方向繼續,而不是逆時針方向,如同在數學系統那樣。航向360對應地磁北極,而航向90,180,和270分別對應於磁東,南,西。因此,一架飛機向正東方向上航行5海里將是在航向90(空中交通管制讀作090)上航行5個單位。

2、有些幾何軌跡問題如果用極坐標法處理,它的方程比用直角坐標法來得簡單,描圖也較方便。1694年,J.貝努利利用極坐標引進了雙紐線,這曲線在18世紀起了相當大的作用。

3、建模有徑向對稱的系統提供了極坐標系的自然設置,中心點充當了極點。這種用法的一個典型例子是在適用於徑向對稱的水井時候的地下水流方程。有徑向力的系統也適合使用極坐標系。這些系統包括了服從平方反比定律的引力場,以及有點源的系統,如無線電天線。

4、行星運動的開普勒定律

開普勒第二定律極坐標提供了一個表達在引力場中開普勒行星運行定律的自然數的方法。開普勒第一定律,認為環繞一顆恆星運行的行星軌道形成了一個橢圓,這個橢圓的一個焦點在質心上。上面所給出的二次曲線部分的等式可用於表達這個橢圓。 開普勒第二定律,即等域定律,認為連接行星和它所環繞的恆星的線在等時間間隔所劃出的區域是面積相等的,即dmathbf{A}over dt是常量。這些等式可由牛頓運動定律推得。在開普勒行星運動定律中有相關運用極坐標的詳細推導。

⑺ 坐標系是誰發明的

偉大的法國數學家笛卡兒

坐標系(Coordinatesystem)是為了說明質點的位置、運動的快慢、方向等的參照系。在參照系中,為確定空間一點的位置,按規定方法選取的有次序的一組數據,這就叫做「坐標」。在某一問題中規定坐標的方法,就是該問題所用的坐標系。坐標系的種類很多,常用的坐標系有:笛卡爾直角坐標系、平面極坐標系、柱面坐標系(或稱柱坐標系)和球面坐標系(或稱球坐標系)等。中學物理學中常用的坐標系,為直角坐標系,或稱為正交坐標系。坐標系主要應用在數學、物理等各個領域。

由來原因

坐標系

有一天,笛卡爾(1596—1650,法國哲學家、數學家、物理學家)生病卧床,但他頭腦一直沒有休息,在反復思考一個問題:幾何圖形是直觀的,而代數方程則比較抽象,能不能用幾何圖形來表示方程呢?這里,關鍵是如何把組成幾何的圖形的點和滿足方程的每一組「數」掛上鉤。他就拚命琢磨。通過什麼樣的辦法、才能把「點」和「數」聯系起來。突然,他看見屋頂角上的一隻蜘蛛,拉著絲垂了下來,一會兒,蜘蛛又順著絲爬上去,在上邊左右拉絲。蜘蛛的「表演」,使笛卡爾思路豁然開朗。他想,可以把蜘蛛看做一個點,它在屋子裡可以上、下、左、右運動,能不能把蜘蛛的每個位置用一組數確定下來呢?他又想,屋子裡相鄰的兩面牆與地面交出了三條線,如果把地面上的牆角作為起點,把交出來的三條線作為三根數軸,那麼空間中任意一點的位置,不是都可以用這三根數軸上找到的有順序的三個數來表示嗎?反過來,任意給一組三個有順序的數,例如3.2.1,也可以用空間中的一個點P來表示它們。同樣,用一組數(a,b)可以表示平面上的一個點,平面上的一個點也可以用一組二個有順序的數來表示。於是在蜘蛛的啟示下,笛卡爾創建了直角坐標系。

⑻ 你如何理解評價笛卡爾發明坐標系這一歷史貢獻你如何理解評價笛卡爾發明坐標系這一歷史貢獻

底坎發明坐標系這一歷史貢獻是對人類。一次很大進步。

⑼ 坐標軸是誰發明的

不是誰發明的吧,應該是約定俗成.額 > >中,已藉助坐標來描述曲線.十四世紀法國學者奧雷斯姆用「經度」和「緯度」(相當於縱坐標和橫坐標)的方程來刻劃動點的軌跡.十七世紀,費馬和笛卡兒分別創立解析幾何,他們使用的都是斜角坐標系:即選定一條直線作為X軸,在其上選定一點為原點,y的值則由那些與X軸成一固定角度的線段的長表示.1637年笛卡兒出版了他的著作,這書有三個附錄,其中之一名為,解析幾何的思想就包含在這個附錄里.笛卡兒在中論述了正確的思想方法的重要性,表示要創造為實踐服務的哲學.笛卡兒在分析了歐幾里得幾何學和代數學各自的缺點,表示要尋求一種包含這兩門科學的優點而沒有它們的缺點的方法.這種方法就是幾何與代數的結合----解析幾何.按笛卡兒自己的話來說,他創立解析幾何學是為了「決心放棄那僅僅是抽象的幾何.這就是說,不再去考慮那些僅僅是用來練習思想的問題.我這樣作,是為了研究另一種幾何,即目的在於解釋自然現象的幾何」.關於解析幾何學的產生對數學發展的重要意義,這里可以引用法國著名數學家拉格朗日的一段話:「只要代數同幾何分道揚鑣,它們的進展就緩慢,它們的應用就狹窄.但當這兩門科學結合成伴侶時,它們就互相吸取新鮮的活力,從而以快速的步伐走向完善」.十七世紀之後,西方近代數學開始了一個在本質上全新的階段.正如恩格斯所指出的,在這個階段里「最重要的數學方法基本上被確立了;主要由笛卡兒確立了解析幾何,由耐普爾確立了對數,由萊布尼茲,也許還有牛頓確立了微積分」,而「數學中的轉折點是笛卡兒的變數.有了它,運動進入了數學,因而,辯證法進入了數學,因而微分和積分的運算也就立刻成為必要的了」.恩格斯在這里不僅指出了十七世紀數學的主要內容,而且充分闡明了這些內容的重要意義.解析幾何學的創立,開始了用代數方法解決幾何問題的新時代.從古希臘時起,在西方數學發展過程中,幾何學似乎一直就是至高無上的.一些代數問題,也都要用幾何方法解決.解析幾何的產生,改變了這種傳統,在數學思想上可以看作是一次飛躍,代數方程和曲線、曲面聯系起來了.最早引進負坐標的英國人沃利斯,最早把解析幾何推廣到三維空間的是法國人費馬,最早應用三維直角坐標系的是瑞士人約翰 貝努利.「坐標」一詞是德國人萊布尼茲創用的.牛頓首先使用極坐標,對於螺線、心形線以及諸如天體在中心力作用下的運動軌跡的研究甚為方便.不同的坐標系統之間可以互換,最早討論平面斜角坐標系之間互換關系的是法國人范斯庫騰.我們今天常常把直角坐標系叫做笛卡兒坐標系,其實那是經過許多後人不斷完善後的結果 參考資料:等等 28

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