Геометрическая прогрессия: от древности до наших дней
Первые представления о геометрической прогрессии были еще у древних народов. В вавилонских клинописных текстах эпохи Хаммурапи ( XVIII век до н.э.) найдена глиняная дощечка с клинописным текстом, который рассказывает о том, что увеличение освещенной части диска в течение первых пяти дней подчиняется закону геометрической прогрессии с знаменателем 2, а в последующие 10 дней - закону арифметической прогрессии с разностью 16. В клинописных табличках вавилонян, как и в египетских папирусах, относящихся ко 2000 до нашей эры, встречаются примеры арифметических и геометрических прогрессий. Некоторые формулы, относящиеся к прогрессиям, были известны китайским и индийским учёным. Сейчас трудно сказать, кто был первым в открытии геометрической прогрессии. Многие учёные одни и те же законы открыли одновременно. Иногда учёные делали открытия, не зная о том, что другие уже сделали годы назад.
Учёные-математики
|
Вклад в изучение геометрической прогрессии и её применение для решения других задач |
Вавилон |
|
Вавилонская клинописные тексты XVIII век до н.э |
В вавилонских клинописных текстах эпохи Хаммурапи (XVIII век до н.э.) найдена глиняная дощечка с клинописным текстом. Это был древний учебник. Уже тогда знали прогрессии, проценты, среднее арифметическое, квадратные уравнения, кубические уравнения, системы линейных уравнений, степени, двоичные логарифмы… И всё это имело свой практический смысл. |
Учёные-математики Греции |
|
Пифагор Греция 570 г. до н.э.- 495 г. до н.э. |
Пифагор занимался прогрессиями, как геометрическими, так и арифметическими. Ему принадлежит идея пифагорейского круга: если вдоль окружности написать ряд натуральных чисел, т.е. 1, 2,3,..., n , а затем в обратную сторону от n до 1, то сумма всех этих чисел будет равна n2. |
Евдокс Греция 408-355 до н. э. |
Евдокс открыл метод вычисление площадей криволинейных фигур. Метод заключался в следующем: для нахождения площади или объёма некоторой фигуры в эту фигуру вписывалась монотонная последовательность других фигур, и доказывалось, что их площади или объёмы неограниченно приближаются к площади или объёму искомой фигуры. |
Архимед Греция 287 г. до н.э. - 212 г. до н.э.
|
В ходе своих исследований Архимед нашёл сумму бесконечной
геометрической прогрессии со знаменателем 1/4, что явилось первым примером
появления в математике бесконечного ряда. Одно из доказательств Архимеда,
изложенное в его книге “Квадратура параболы”, сводится к суммированию бесконечно
убывающей геометрической прогрессии: «Если некоторые величины соотносятся
друг с другом как один к четырём, то сумма всех величин и ещё одна треть
самой маленькой величины составит четыре трети самой большой».
|
Эллинистический Египет |
|
Евклид Эллинистический Египет 325 г. до н.э.-270 г. до н. э. |
«Начала»— главный труд Евклида, написанный около 300 г. до н. э. VII, VIII и IX книги посвящены теоретической арифметике. Евклид в качестве чисел рассматривает исключительно натуральные числа; для него «Число есть совокупность единиц». В одной из книг Евклид доказывает формулу для суммы геометрической прогрессии. |
Плеяда индийских математиков |
|
Индия Ариабхата V-VI века
Магавира IX век
Нарайана XIV в.
Нилаканта XV-XVI века
|
Суммирование числовых рядов интересовало многих индийских математиков.
Отдельные примеры арифметических и геометрических прогрессий имеются ещё в
«Ведах».
Ариабхата приводит правила
суммирования рядов треугольных чисел, натуральных квадратов и кубов. Магавира приводил правильное суммирование квадратов и кубов подряд идущих
натуральных чисел, правила суммирование геометрических прогрессий.
Нарайана произвёл ещё более общие
суммирования.
Наибольших успехов в области бесконечных рядов достигли южноиндийские
математики в XVI в. Поводом к этим исследованиям послужили поиски приёмов
более точного вычисления числа π.
Нилаканта приводит словесно, без доказательств, разложения дуги, равной четверти окружности, в виде бесконечных числовых рядов, получающихся из общего степенного ряда арктангенса. В анонимном трактате «Каранападдхати» («Техника вычислений»), также написанном в Южной Индии в XV-XVI вв., приводятся правила разложения синуса и косинуса в бесконечные степенные ряды. |
Математики Китая |
|
Китайские математики Чжан Цюцзянь Суаньцзин V в. Цинь Цзюша́о XIII в. |
В «Математическом трактате Сунь-цзы» сформулирована задача о геометрической прогрессии. «Если
выйдешь за ворота, взору открывается 9 плотин, на каждой плотине по 9
деревьев, на каждом дереве по 9 ветвей, на каждой ветви по 9 гнезд, в каждом
гнезде по 9 птиц, каждой птицы по 9 птенцов, у каждого птенца по 9 перышек,
каждое перышко 9 расцветок. Спрашивается, сколько каждого?» Автор трактата Чжан Цюцзянь Суаньцзин (V
в.) В
большей степени свойства прогрессий
выявлены в задачах книги VII «Математики в девяти книгах» на правило двух
ложных положений, где они употреблены
для задания ежедневных скоростей роста или движения. Автор сочинения «Девять книг по математике» Цинь Цзюша́о (XIII в.) |
Вклад учёных Европы в изучении геометрической прогрессии |
|
Боэций Аниций Манлий Северин Римский ученый, философ 480 – 524 |
Термин “прогрессия” был введён римским философом Боэцием и понимался в более широком смысле, как бесконечная числовая последовательность.
|
Никола́ Шюке́ Французский математик
1445— около 1488 |
Никола́ Шюке́ сопоставил арифметическую и геометрическую прогрессии. В книге Н. Шюке «Наука о числах» сформулировано общее правило для суммирования любой конечной геометрической прогрессии. |
Леонардо Пизанский Итальянский
математик 1170 – 1250 |
Фибоначчи доказывает, что оптимальной является такая система гирь: 1, 2, 4, 8, 16.... Взвешивание надо начинать с самой тяжелой из всех гирь, имеющихся в нашем распоряжении. |
Джон Непер Шотландский математик 1550–1617 |
В 1614 году шотландский математик Джон Непер опубликовал сочинение на латинском языке под названием «Описание удивительной таблицы логарифмов». Он перенёс знакомые свойства прогрессии с общим членом на любые действительные показатели. Это дало непрерывную логарифмическую функцию. В основе
определения логарифма у Непера лежит идея связи между геометрической профессией
и арифметической прогрессией. |
Иост Бюрги Швейцарский механик 1552–1632 |
В 1620
году механик и мастер часовых дел, швейцарец Иост Бюрги, опубликовал книгу
«Таблицы арифметической и геометрической прогрессий, вместе с основательным наставлением,
как их нужно понимать и с пользой применять во всяческих вычислениях».
|
Баше де Мезириак Французский математик
1581 - 1638 |
Описал общий метод составления магических квадратов любого порядка, вычисляет суммы бесконечных
рядов – по существу интегральные суммы.
|
Пьер де Ферма Французский математик 1601-1665 |
Ферма сформулировал теорему о возможности представления произвольного числа суммой не более четырёх квадратов. Формула для суммирования бесконечно убывающей геометрической прогрессии была известна П. Ферма и другим математикам XVII в. |
Джон Валлис Английский математик
1616–1703 |
Валлис вывел рекуррентные соотношения для подходящих дробей непрерывной дроби, вычисляет суммы бесконечных рядов. Полную теорию этих дробей дал Эйлер в XVIII веке. |
Исаак Барроу Английский математик 1630 - 1677 |
Большой
вклад внёс в развитие исчисления бесконечно малых величин; в частности,
открытие основной теоремы исчисления. Ввёл символ для обозначения бесконечно
убывающей геометрической прогрессии. |
Карл Гаусс Немецкий
математик 1777- 1855 |
Карл Гаусс с
детства увлекался математикой. 10 июля
1796 года Карл Фридрих Гаусс сделал своё первое открытие в теории чисел. |
Русский след |
|
Лео́нтий Фили́ппович Магни́цкий Русский
математик 1669-1739 |
Термины в «Арифметике» Магницкого изложены
с помощью житейских образов, а задачи имеют прикладной характер. Все задачи
интересны и поучительны. Первая
книга, посвященная арифметике, а также логарифмам и прогрессиям. Написана книга была простым, образным
и понятным языком, изучать по ней математику, при наличии определённых начальных
знаний, можно было и самостоятельно. |