数学家祖冲之之子—祖暅

个人图书馆-风吟楼   2023-07-28 09:11:38

一、概括


(资料图)

祖暅,祖冲之之子,同其父祖冲之一起圆满解决了球面积的计算问题,得到正确的体积公式。现行教材中著名的“祖暅原理”,在公元五世纪可谓祖暅对世界杰出的贡献。祖冲之之子祖暅总结了刘徽的有关工作,提出“幂势既同则积不容异”,即等高的两立体,若其任意高处的水平截面积相等,则这两立体体积相等,这就是著名的祖暅公理(或刘祖原理)。祖暅应用这个原理,解决了刘徽尚未解决的球体积公式。该原理在西方直到十七世纪才由意大利数学家卡瓦列利﹝BonaventuraCavalieri﹞发现,比祖暅晚一千一百多年。

卡瓦列利(1598~1647):意大利著名的数学家。1629年,大科学家伽利略向波伦亚大学推荐卡瓦列利为数学教授

二、人物介绍

祖暅(gèng),字景烁,是我国南北朝时代南朝的数学家、科学家祖冲之的儿子。

祖冲之之子——祖暅

历任太府卿等职,生卒年代不详。受家庭的影响,尤其是父亲的影响,他从小就热爱科学,对数学具有特别浓厚的兴趣,祖冲之在462年编制《大明历》就是在祖暅三次建议的基础上完成的。《缀术》一书经学者们考证,有些条目就是祖暅所作。祖暅终生读书专心致志,因走路时思考问题所以闹出了许多笑话。祖暅原理是关于球体体积的计算方法,这是祖暅一生最有代表性的发现。

祖暅原理也称祖氏原理,一个涉及几何求积的著名命题

祖冲之去世后,他在梁朝天监三年(公元504年)、八年、九年先后三次上书,建议采用他父亲编制的《大明历》,终于使父亲的遗愿得以实现。祖暅的主要工作是修补编辑他父亲的数学著作《缀术》。他运用祖暅原理和由他创造的开立圆术,发展了他父亲的研究成果,巧妙地证得球的体积公式。他求得这一公式比意大利数学家卡瓦列利(BonaventuraCnvalieri,公元1598年-1647年)至少要早1100年。

祖暅还有不少其他科学发现,例如肯定北极星并非真正在北天极,而要偏离一度多等等。算得这些结果,同他丰富的数学知识是分不开的。

北极星,又称北辰、紫微星

北极星小姐姐

三、突出的数学才华

由于家学渊源,祖暅从小也钻研数学。祖暅之有巧思入神之妙,当他读书思考时,十分专一,即使有雷霆之声,他也听不到。有一次,他边走路边思考数学问题,走着走着,竟然撞了对面过来的仆射徐勉。“仆射”是很高的官,徐勉是朝廷要人,倒被这位年轻小子碰得够戗,不禁大叫起来。这时祖暅之方才醒悟。梁朝与北魏打仗,失败,祖暅之被魏方扣留,安排住进了驿站,很受优待。

祖暅还结识了一位天文学的爱好者信都芳(注:信都芳,字玉琳,河间人。北齐数学家、天文学家。年轻时精通算术,受到州里人的称道,潜心研究,废寝忘食,不为外物干扰,经常因为思考而掉进坑里。 北魏时期,信都芳曾向祖冲之之子祖暅学习数学。著作有《器准》、《乐书》、《遁甲经》、《四术周髀宗》、《灵宪历》(未完)。),两人常常在一起研讨天文、数学,十分投机。祖暅之把自己的学问毫无保留地教给信都芳,使他有很大进步。祖暅之在科学上也取得了重大成就,《大明历》就是由于他的建议,才被梁朝采用。有的记载说,《缀术》有他的研究成果。他首次得出计算球体体积的公式,比欧洲早一千年。还研制了铜日圭、漏壶等精密观测仪器多种。祖暅之的儿子祖皓,续传家学,后来也成了数学家。

信都芳,字玉琳,河间人。北齐数学家、天文学家

祖暅将数学知识传给了信都芳、毛栖成和自己的儿子祖皓(祖皓(?-550年),范阳遒(今河北涞水)人。祖冲之之孙,祖暅之之子。中国南朝梁官吏、科学家),他们三位后来都成了数学家。

祖皓(?-550年),范阳遒(今河北涞水)人。祖冲之之孙,祖暅之之子

四、对现代数学的影响

祖暅的数学理论对现代数学产生了深远的影响,尤其是在圆周率、代数方程组和三角函数等领域。他的研究成果为解线性方程组和非线性方程组提供了重要的方法,这些理论和方法在现代数学中仍然具有重要意义。

代数方程组

三角函数

具体来说,祖暅将数学研究推向了一个新的高度,为后世的数学家提供了宝贵的资料。他在《大明历》中提出了新的三角函数计算方法,推动了三角学的发展。此外,他还提出了二次方程的解法,对于代数方程组的研究做出了重要贡献。这些理论和方法为解决实际问题提供了有力的工具,对现代数学产生了深远的影响。

总之,祖暅的数学理论对现代数学产生了重要的影响,他的研究成果为解决实际问题提供了有力的工具,对现代数学的发展做出了重要的贡献。

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数学中的三角函数