⑴ 直角坐标系的发明和原因
平面直角坐标系是法国数学家笛卡尔发明的.
在笛卡尔之前,几何与代数是数学中两个不同的研究领域.笛卡尔站在方法论的自然哲学的高度,认为希腊人的几何学过于依赖于图形,束缚了人的想象力.对于当时流行的代数学,他觉得它完全从属于法则和公式,不能成为一门改进智力的科学.因此他提出必须把几何与代数的优点结合起来,建立一种“真正的数学”.
笛卡尔的思想核心是:把几何学的问题归结成代数形式的问题,用代数学的方法进行计算、证明,从而达到最终解决几何问题的目的.依照这种思想他创立了我们”现在“称之为的“解析几何学”.
1637年,笛卡尔发表了《几何学》,创立了平面直角坐标系.他用平面上的一点到两条固定直线的距离来确定点的位置,用坐标来描述空间上的点.他进而又创立了解析几何学,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.
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.笛卡尔的这一天才创见,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.最为可贵的是,笛卡尔用运动的观点,把曲线看成点的运动的轨迹,不仅建立了点与实数的对应关系,而且把形(包括点、线、面)和“数”两个对立的对象统一起来,建立了曲线和方程的对应关系.这种对应关系的建立,不仅标志着函数概念的萌芽,而且标明变数进入了数学,使数学在思想方法上发生了伟大的转折--由常量数学进入变量数学的时期.
⑵ 笛卡尔坐标系的发明是必然的吗
二维的直角坐标系通常由两个互相垂直的坐标轴设定,通常分别称为x-轴和y-轴;两个坐标轴的相交点,称为原点,通常标记为O,既有“零”的意思,又是英语“Origin”的首字母。每一个轴都指向一个特定的方向。这两个不同线的坐标轴,决定了一个平面,称为xy-平面,又称为笛卡尔平面。通常两个坐标轴只要互相垂直,其指向何方对于分析问题是没有影响的,但习惯性地(见右图),x-轴被水平摆放,称为横轴,通常指向右方;y-轴被竖直摆放而称为纵轴,通常指向上方。两个坐标轴这样的位置关系,称为二维的右手坐标系,或右手系。如果把这个右手系画在一张透明纸片上,则在平面内无论怎样旋转它,所得到的都叫做右手系;但如果把纸片翻转,其背面看到的坐标系则称为“左手系”。这和照镜子时左右对掉的性质有关。为了要知道坐标轴的任何一点,离原点的距离。假设,我们可以刻画数值于坐标轴。那么,从原点开始,往坐标轴所指的方向,每隔一个单位长度,就刻画数值于坐标轴。这数值是刻画的次数,也是离原点的正值整数距离;同样地,背着坐标轴所指的方向,我们也可以刻画出离原点的负值整数距离。称x-轴刻画的数值为x-坐标,又称横坐标,称y-轴刻画的数值为y-坐标,又称纵坐标。虽然,在这里,这两个坐标都是整数,对应于坐标轴特定的点。按照比例,我们可以推广至实数坐标和其所对应的坐标轴的每一个点。这两个坐标就是直角坐标系的直角坐标,标记为。任何一个点P在平面的位置,可以用直角坐标来独特表达。只要从点P画一条垂直于x-轴的直线。从这条直线与x-轴的相交点,可以找到点P的x-坐标。同样地,可以找到点P的y-坐标。这样,我们可以得到点P的直角坐标。直角坐标系也可以推广至三维空间(3dimension)与高维空间(higherdimension)。直角坐标系的两个坐标轴将平面分成了四个部分,称为象限,分别用罗马数字编号为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ。依照惯例,象限Ⅰ的两个坐标都是正值;象限Ⅱ的x-坐标是负值,y-坐标是正值;象限Ⅲ的两个坐标都是负值的;象限Ⅳ的x-坐标是正值,y-坐标是负值。所以,象限的编号是按照逆时针方向,从象限Ⅰ编到象限Ⅳ。
⑶ 发明了直角坐标系以后对世界有什么好处
有呀:
美国登月的时候报告地面指挥站自己位置就是坐标。
有了坐标,数学老师才有讲的,才不会下岗。
有了坐标。我们就可以很轻易的知道任何地方。
⑷ 坐标系是谁发明的
伟大的法国数学家笛卡儿(Descartes 1596-1650)创立了直角坐标系.他用平面上的一点到两条固定直线的距离来确定这个点的位置,用坐标来描述空间上的点.
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⑸ 坐标系最早有谁发明
坐标系最早发明法国数学家迪卡尔?。
⑹ 极坐标是怎么发明的,有何实际意义
是谁发明的极坐标,现在无从考究
1、极坐标:
第一个用极坐标来确定平面上点的位置的是牛顿。他的《流数法与无穷级数》,大约于1671年写成,出版于1736年。此书包括解析几何的许多应用,例如按方程描出曲线。书中创建之一,是引进新的坐标系。17甚至18世纪的人,一般只用一根坐标轴(x轴),其y值是沿着与x轴成直角或斜角的方向画出的。牛顿所引进的坐标之一,是用一个固定点和通过此点的一条直线作标准,例如我们使用的极坐标系。牛顿还引进了双极坐标,其中每点的位置决定于它到两个固定点的距离。由于牛顿的这个工作直到1736年才为人们所发现,而瑞士数学家J.贝努利于1691年在《教师学报》上发表了一篇基本上是关于极坐标的文章,所以通常认为J.贝努利是极坐标的发现者。J.贝努利的学生J.赫尔曼在1729年不仅正式宣布了极坐标的普遍可用,而且自由地应用极坐标去研究曲线。他还给出了从直角坐标到极坐标的变换公式。确切地讲,J.赫尔曼把cosθ,sinθ当作变量来使用,而且用n和m来表示cosθ和sinθ。欧拉扩充了极坐标的使用范围,而且明确地使用三角函数的记号;欧拉那个时候的极坐标系实际上就是现代的极坐标系。
2、极坐标系:
众所周知,希腊人最早使用了角度和弧度的概念。天文学家喜帕恰斯(Hipparchus 190-120 BC)制成了一张求各角所对弦的弦长函数的表格。并且,曾有人引用了他的极坐标系来确定恒星位置。在螺线方面,阿基米德描述了他的著名的螺线,一个半径随角度变化的方程。希腊人作出了贡献,尽管最终并没有建立整个坐标系统。
关于是谁首次将极坐标系应用为一个正式的坐标系统,流传着有多种观点。关于这一问题的较详尽历史,哈佛大学教授朱利安·卢瓦尔·科利奇的《极坐标系起源》作了阐述。格雷瓜·德·圣-万桑特 和博纳文图拉·卡瓦列里,被认为在几乎同时、并独立地各自引入了极坐标系这一概念。圣-万桑特在1625年的私人文稿中进行了论述并发表于1647年,而卡瓦列里在1635进行了发表,而后又于年进行了更正。卡瓦列里首次利用极坐标系来解决一个关于阿基米德螺线内的面积问题。布莱士·帕斯卡随后使用极坐标系来计算抛物线的长度。
在1671年写成,1736年出版的《流数术和无穷级数》(en:Method of Fluxions)一书中,艾萨克·牛顿第一个将极坐标系应用于表示平面上的任何一点。牛顿在书中验证了极坐标和其他九种坐标系的转换关系。在1691年出版的《博学通报》(Acta eruditorum)一书中雅各布·伯努利正式使用定点和从定点引出的一条射线,定点称为极点,射线称为极轴。平面内任何一点的坐标都通过该点与定点的距离和与极轴的夹角来表示。伯努利通过极坐标系对曲线的曲率半径进行了研究。
实际上应用“极坐标”en:Polar coordinate system这个术语的是由格雷古廖·丰塔纳开始的,并且被18世纪的意大利数学家所使用。该术语是由乔治·皮科克在1816年翻译拉克鲁瓦克斯的《微分学与积分学》(Differential and Integral Calculus)一书时,被翻译为英语的。
极坐标(极坐标系)的意义:
1、用于定位和导航
极坐标通常被用于导航,作为旅行的目的地或方向可以作为从所考虑的物体的距离和角度。例如,飞机使用极坐标的一个略加修改的版本进行导航。这个系统中是一般的用于导航任何种类中的一个系统,在0°射线一般被称为航向360,并且角度是以顺时针方向继续,而不是逆时针方向,如同在数学系统那样。航向360对应地磁北极,而航向90,180,和270分别对应于磁东,南,西。因此,一架飞机向正东方向上航行5海里将是在航向90(空中交通管制读作090)上航行5个单位。
2、有些几何轨迹问题如果用极坐标法处理,它的方程比用直角坐标法来得简单,描图也较方便。1694年,J.贝努利利用极坐标引进了双纽线,这曲线在18世纪起了相当大的作用。
3、建模有径向对称的系统提供了极坐标系的自然设置,中心点充当了极点。这种用法的一个典型例子是在适用于径向对称的水井时候的地下水流方程。有径向力的系统也适合使用极坐标系。这些系统包括了服从平方反比定律的引力场,以及有点源的系统,如无线电天线。
4、行星运动的开普勒定律
开普勒第二定律极坐标提供了一个表达在引力场中开普勒行星运行定律的自然数的方法。开普勒第一定律,认为环绕一颗恒星运行的行星轨道形成了一个椭圆,这个椭圆的一个焦点在质心上。上面所给出的二次曲线部分的等式可用于表达这个椭圆。 开普勒第二定律,即等域定律,认为连接行星和它所环绕的恒星的线在等时间间隔所划出的区域是面积相等的,即dmathbf{A}over dt是常量。这些等式可由牛顿运动定律推得。在开普勒行星运动定律中有相关运用极坐标的详细推导。
⑺ 坐标系是谁发明的
伟大的法国数学家笛卡儿
坐标系(Coordinatesystem)是为了说明质点的位置、运动的快慢、方向等的参照系。在参照系中,为确定空间一点的位置,按规定方法选取的有次序的一组数据,这就叫做“坐标”。在某一问题中规定坐标的方法,就是该问题所用的坐标系。坐标系的种类很多,常用的坐标系有:笛卡尔直角坐标系、平面极坐标系、柱面坐标系(或称柱坐标系)和球面坐标系(或称球坐标系)等。中学物理学中常用的坐标系,为直角坐标系,或称为正交坐标系。坐标系主要应用在数学、物理等各个领域。
由来原因
坐标系
有一天,笛卡尔(1596—1650,法国哲学家、数学家、物理学家)生病卧床,但他头脑一直没有休息,在反复思考一个问题:几何图形是直观的,而代数方程则比较抽象,能不能用几何图形来表示方程呢?这里,关键是如何把组成几何的图形的点和满足方程的每一组“数”挂上钩。他就拼命琢磨。通过什么样的办法、才能把“点”和“数”联系起来。突然,他看见屋顶角上的一只蜘蛛,拉着丝垂了下来,一会儿,蜘蛛又顺着丝爬上去,在上边左右拉丝。蜘蛛的“表演”,使笛卡尔思路豁然开朗。他想,可以把蜘蛛看做一个点,它在屋子里可以上、下、左、右运动,能不能把蜘蛛的每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,不是都可以用这三根数轴上找到的有顺序的三个数来表示吗?反过来,任意给一组三个有顺序的数,例如3.2.1,也可以用空间中的一个点P来表示它们。同样,用一组数(a,b)可以表示平面上的一个点,平面上的一个点也可以用一组二个有顺序的数来表示。于是在蜘蛛的启示下,笛卡尔创建了直角坐标系。
⑻ 你如何理解评价笛卡尔发明坐标系这一历史贡献你如何理解评价笛卡尔发明坐标系这一历史贡献
底坎发明坐标系这一历史贡献是对人类。一次很大进步。
⑼ 坐标轴是谁发明的
不是谁发明的吧,应该是约定俗成.额 > >中,已借助坐标来描述曲线.十四世纪法国学者奥雷斯姆用“经度”和“纬度”(相当于纵坐标和横坐标)的方程来刻划动点的轨迹.十七世纪,费马和笛卡儿分别创立解析几何,他们使用的都是斜角坐标系:即选定一条直线作为X轴,在其上选定一点为原点,y的值则由那些与X轴成一固定角度的线段的长表示.1637年笛卡儿出版了他的著作,这书有三个附录,其中之一名为,解析几何的思想就包含在这个附录里.笛卡儿在中论述了正确的思想方法的重要性,表示要创造为实践服务的哲学.笛卡儿在分析了欧几里得几何学和代数学各自的缺点,表示要寻求一种包含这两门科学的优点而没有它们的缺点的方法.这种方法就是几何与代数的结合----解析几何.按笛卡儿自己的话来说,他创立解析几何学是为了“决心放弃那仅仅是抽象的几何.这就是说,不再去考虑那些仅仅是用来练习思想的问题.我这样作,是为了研究另一种几何,即目的在于解释自然现象的几何”.关于解析几何学的产生对数学发展的重要意义,这里可以引用法国著名数学家拉格朗日的一段话:“只要代数同几何分道扬镳,它们的进展就缓慢,它们的应用就狭窄.但当这两门科学结合成伴侣时,它们就互相吸取新鲜的活力,从而以快速的步伐走向完善”.十七世纪之后,西方近代数学开始了一个在本质上全新的阶段.正如恩格斯所指出的,在这个阶段里“最重要的数学方法基本上被确立了;主要由笛卡儿确立了解析几何,由耐普尔确立了对数,由莱布尼兹,也许还有牛顿确立了微积分”,而“数学中的转折点是笛卡儿的变量.有了它,运动进入了数学,因而,辩证法进入了数学,因而微分和积分的运算也就立刻成为必要的了”.恩格斯在这里不仅指出了十七世纪数学的主要内容,而且充分阐明了这些内容的重要意义.解析几何学的创立,开始了用代数方法解决几何问题的新时代.从古希腊时起,在西方数学发展过程中,几何学似乎一直就是至高无上的.一些代数问题,也都要用几何方法解决.解析几何的产生,改变了这种传统,在数学思想上可以看作是一次飞跃,代数方程和曲线、曲面联系起来了.最早引进负坐标的英国人沃利斯,最早把解析几何推广到三维空间的是法国人费马,最早应用三维直角坐标系的是瑞士人约翰 贝努利.“坐标”一词是德国人莱布尼兹创用的.牛顿首先使用极坐标,对于螺线、心形线以及诸如天体在中心力作用下的运动轨迹的研究甚为方便.不同的坐标系统之间可以互换,最早讨论平面斜角坐标系之间互换关系的是法国人范斯库腾.我们今天常常把直角坐标系叫做笛卡儿坐标系,其实那是经过许多后人不断完善后的结果 参考资料:等等 28