线性代数发展史
行列式发展历史

行列式发展历史行列式是线性代数中的重要概念,它在数学和工程领域中有着广泛的应用。
本文将介绍行列式的发展历史,从最早的发现开始,逐步展示了行列式的演变和应用。
1. 古希腊时期在古希腊时期,数学家们开始研究线性方程组的解法。
然而,由于缺乏有效的符号表示方法,他们无法解决复杂的方程组。
这导致了对行列式概念的浮现。
古希腊数学家们发现了一种称为“三角形数”或者“三角形阵”的特殊矩阵,这种矩阵具有一些特殊的性质,后来被称为行列式。
2. 欧洲中世纪在欧洲中世纪,数学的发展相对较慢。
然而,一些数学家开始研究行列式的性质,并在代数方程的解法中应用行列式。
这些数学家中最著名的是法国数学家拉普拉斯,他在18世纪末提出了行列式的定义和性质,并将其应用于线性方程组的解法。
3. 行列式的性质和应用行列式的性质在19世纪得到了更深入的研究和发展。
数学家们发现了行列式的一些重要性质,例如行列式的行列互换、行列式的线性性质等。
这些性质使得行列式成为解决线性方程组、计算矩阵的逆和求解特征值等问题的有力工具。
4. 行列式的计算方法随着数学的发展,人们提出了多种行列式的计算方法。
最常用的方法是展开定理,它允许我们将一个n阶行列式展开为n个n-1阶行列式的和。
此外,还有利用矩阵的性质进行计算的方法,例如高斯消元法和克拉默法则等。
5. 行列式的应用领域行列式在数学和工程领域中有着广泛的应用。
在数学领域,行列式被用于解决线性方程组、计算矩阵的逆和求解特征值等问题。
在工程领域,行列式被用于计算刚体的转动惯量、求解电路方程和图象处理等。
6. 行列式的发展趋势随着计算机技术的进步,行列式的计算变得更加高效和精确。
现代数学家们正在研究更复杂的行列式结构和更高阶的行列式计算方法。
行列式的发展趋势将继续向着更广泛的领域拓展,为数学和工程领域的发展做出更大的贡献。
总结:行列式作为线性代数中的重要概念,经历了漫长的发展历程。
从古希腊时期的发现到现代的应用,行列式在数学和工程领域中发挥着重要作用。
线性代数发展史

线性代数发展史由于研究关联着多个因素的量所引起的问题,则需要考察多元函数。
如果所研究的关联性是线性的,那么称这个问题为线性问题。
历史上线性代数的第一个问题是关于解线性方程组的问题,而线性方程组理论的发展又促成了作为工具的矩阵论和行列式理论的创立与发展,这些内容已成为我们线性代数教材的主要部分。
最初的线性方程组问题大都是来源于生活实践,正是实际问题刺激了线性代数这一学科的诞生与发展。
另外,近现代数学分析与几何学等数学分支的要求也促使了线性代数的进一步发展。
行列式行列式出现于线性方程组的求解,它最早是一种速记的表达式,现在已经是数学中一种非常有用的工具。
行列式是由莱布尼茨和日本数学家关孝和发明的。
1693 年4 月,莱布尼茨在写给洛比达的一封信中使用并给出了行列式,并给出方程组的系数行列式为零的条件。
同时代的日本数学家关孝和在其著作《解伏题元法》中也提出了行列式的概念与算法。
1750 年,瑞士数学家克莱姆(G.Cramer,1704-1752) 在其著作《线性代数分析导引》中,对行列式的定义和展开法则给出了比较完整、明确的阐述,并给出了现在我们所称的解线性方程组的克莱姆法则。
稍后,数学家贝祖(E.Bezout,1730-1783) 将确定行列式每一项符号的方法进行了系统化,利用系数行列式概念指出了如何判断一个齐次线性方程组有非零解。
总之,在很长一段时间内,行列式只是作为解线性方程组的一种工具使用,并没有人意识到它可以独立于线性方程组之外,单独形成一门理论加以研究。
在行列式的发展史上,第一个对行列式理论做出连贯的逻辑的阐述,即把行列式理论与线性方程组求解相分离的人,是法国数学家范德蒙(A-T.Vandermonde,1735-1796) 。
范德蒙自幼在父亲的知道下学习音乐,但对数学有浓厚的兴趣,后来终于成为法兰西科学院院士。
特别地,他给出了用二阶子式和它们的余子式来展开行列式的法则。
就对行列式本身这一点来说,他是这门理论的奠基人。
线性代数的历史

线性代数的历史译自Israel Kleiner《A History of Abstract Algebra》线性代数是一个非常有用的学科,它的基本概念产生并被应用在数学和它的应用的各个不同领域,因此这门学科植根于诸如数论(初等数论和代数数论)、几何学、抽象代数(群,环,域和伽罗瓦(Galois)理论)、分析学(微分方程,积分方程和泛函分析)和物理学这些如此丰富多彩的领域就毫不奇怪了。
线性代数的基本概念是线性方程组、矩阵、行列式、线性变换、线性无关、维数、双线性型、二次型和向量空间。
由于这些概念之间是密切关联的,所以有些概念通常会出现在同一段内容中(例如线性方程组和矩阵),从而使得我们往往不能将它们分离开来。
到1880年为止,已经得到许多线性代数的基本结果,但它们还不属于某个一般性的理论。
特别要指出的是,那时还尚未提出向量空间这个构建这种理论的基本观念。
这个观念仅在1888年由皮亚诺(Peano)提出过。
即使如此,它那时也被大大地忽视了(如同格拉斯曼(Grassmann)更早前的开创性工作),直到20世纪早期作为一个完整理论的基本要素这个观念才再次起飞。
因此线性代数这个学科的历史发展顺序与它的逻辑顺序正好相反。
我们将按照下面的顺序来描述线性代数的基本演变史:线性方程组;行列式;矩阵和线性变换;线性无关,基和维数;向量空间。
在这个过程中,我们将评述上面提到的某些其他概念。
5.1线性方程组大约4000年前,巴比伦人就知道如何解两个二元一次线性方程组成的线性方程组(2*2的线性方程组)。
在著名的《九章算术》(大约公元前200年,Nine Chapters of the Mathematical Art)中,中国人解出了3*3的线性方程组,解法中只使用了线性方程组的(数值)系数。
这些做法是矩阵方法的原型,但和高斯(Gauss)以及其他人2000年后提出的“消元法”并不相同。
见[20]。
对线性方程组的现代研究可以说肇始自莱布尼兹(Leibniz),为了研究线性方程组他于1693年提出了行列式的观念。
线性代数的历史里程碑

线性代数的历史里程碑线性代数是数学的一个重要分支,它研究了线性方程组、向量空间和线性映射等基本概念,具有广泛的应用。
本文将重点回顾线性代数的历史里程碑,介绍了几个具有重大意义的事件和突破。
1. 古希腊时期:线性方程组的发展古希腊数学家克拉美(Cramer)在18世纪提出了Cramer's Rule,他通过研究线性方程组的解,发现了一种可以推导出方程组解的方法。
这一重要的发现为线性方程组的求解提供了理论基础,并为线性代数的发展奠定了坚实的基础。
2. 17世纪:高斯消元法的提出高斯是线性代数史上的一个重要人物,他在17世纪提出了高斯消元法。
通过对线性方程组进行行变换,高斯消元法能够将方程组化为简化的行阶梯形式,从而更容易求解。
高斯消元法的出现使得线性方程组的解法更加简单和直观,极大地推动了线性代数的发展。
3. 19世纪:向量空间的提出向量空间是线性代数中一个重要的概念,它由德国数学家Grassmann在19世纪首次提出。
Grassmann通过对向量的研究,发现了一种新的数学结构,将多维空间中的向量和运算规则进行了抽象和概括。
向量空间的出现使得线性代数的研究更加具有一般性和抽象性,为后来的理论建立提供了坚实的基础。
4. 20世纪:矩阵理论的兴起20世纪是线性代数发展的关键时期,矩阵理论作为线性代数的一个重要分支逐渐兴起。
矩阵是线性代数中的一种特殊形式,通过研究矩阵的性质和运算规则,人们可以更加方便地应用线性代数的方法解决实际问题。
矩阵理论的兴起为线性代数的应用提供了强大的工具和方法,极大地拓展了线性代数的领域。
5. 当代:高维线性代数的研究随着科技的发展和实际问题的复杂性增加,线性代数的研究也不断深入。
人们开始关注高维线性代数,并研究了在高维空间中线性方程组、向量空间和线性映射等的性质和应用。
高维线性代数的研究推动了数学理论的发展,同时也为计算机图形学、数据分析和人工智能等领域提供了重要的数学基础。
行列式发展历史

行列式发展历史行列式是线性代数中一个重要的概念,它在数学和工程领域具有广泛的应用。
本文将介绍行列式的发展历史,包括其起源、发展和重要里程碑。
起源行列式最早可以追溯到18世纪的欧洲数学家克莱姆(Cramer)。
他在1750年左右首次提出了行列式的概念,但当时行列式的定义还不完善,只是作为解线性方程组的一种方法。
发展随着数学的发展,行列式逐渐被人们重视,并成为线性代数的重要内容之一。
19世纪初,法国数学家拉普拉斯(Laplace)对行列式进行了深入研究,并提出了行列式的定义和性质。
他的研究成果为后来的数学家提供了重要的理论基础。
在拉普拉斯的基础上,德国数学家高斯(Gauss)进一步发展了行列式的理论。
他提出了行列式的消元法则和行列式展开定理,为解线性方程组和矩阵运算提供了重要的工具。
高斯的研究成果对行列式的发展起到了里程碑的作用。
重要里程碑20世纪初,行列式的研究进一步深化。
瑞士数学家狄利克雷(Dirichlet)和德国数学家克罗内克(Kronecker)分别提出了行列式的性质和应用。
狄利克雷证明了行列式的交换律和结合律,为行列式的运算提供了更加严谨的理论基础。
克罗内克则将行列式与线性方程组的解联系起来,提出了克罗内克定理,为线性代数的发展做出了重要贡献。
此外,20世纪的数学家们对行列式的研究也取得了一系列重要的成果。
例如,俄罗斯数学家勒贝格(Lieb)和英国数学家艾利斯(Alexander)证明了行列式的正定性,为矩阵理论和数学物理学的发展提供了重要的支持。
美国数学家斯特拉斯(Strauss)则将行列式应用于微分方程的研究,提出了行列式的微分方程理论。
总结行列式作为线性代数的重要内容,经历了数百年的发展。
从最初的解线性方程组的工具,到逐渐完善的定义和性质,再到与矩阵运算、微分方程等领域的深入结合,行列式的研究不断取得新的突破。
数学家们的努力和贡献使得行列式成为了解决实际问题的重要工具,对数学和工程领域的发展起到了重要的推动作用。
线性代数发展史

线性代数发展史一行列式行列式的出现已有300余年,1683年日本数学家关孝和在<解伏题之法)中首先引人此概念。
1693年,莱布尼兹(G.W.工ezbniz)著作中亦有行列式叙述,世人们仍认为此概念在西方源于数学家柯西(A.L CaMchy)1750年,克莱姆(G cramer)出版的(线性代数分析导言>一书中已给出行列式的今日形式。
1841年,雅谷比(c.G JaMM在(论行列式形成与性质)一书中对行列式及其性质、计算作了较系统的阐述此后.范德蒙(A.T vandeMondl)、裴蜀(E.Be肋Mt)、拉普拉斯(P.s M de I品PLace)等人在行列式研究中也作了许多工作,但行列式在当今线性代数中似已被淡化,原因是:首先它的大多数功能已被矩阵运算取代,而矩阵(代数)理论与计算已相当成熟;再者是电子计算机的出现与飞速发展,已省去人们许多机械而繁琐的计算.然而行列式也有其自身的魅力:技巧性强、形式漂亮,因而它在历年考研中不断出现.行列式的主要应用是:求矩阵(或向量组)的秩;解线性方程组;求矩阵特征多项式等行列式与矩阵有着密不可分的连带关系,尽管它们本质上不是一回事(短阵是数表,而行列式是数).二矩阵代数矩阵一词系1850年英国数学家薛尔维斯特(J—J sylves贮r)首先倡用,它原指组成行列式的数字阵列。
矩阵的性质研究是在行列式理论研究中逐渐发展的.凯莱(A cayley)于1858年定义了矩阵的某些运算,发表<矩阵论研究报告>,因而他成了矩阵论的创始人。
德国数学家弗罗伯尼(F.G.Fmbenius)于1879年引进矩阵秩的概念,且做了较丰富的工作(发表在(克雷尔杂志>上)尔后矩阵作为一种独立的数学分支迅速发展起来.20世纪40年代,为响应电子计算机出现而诞生厂短阵数值分析,1947年冯·纽曼(Ven Neumann)等人提出分析误差的条件数,1948年图灵(A.Turing)给出厂矩阵的Lu分解,矩阵的另一种分解QR分解的实际应用在上世纪50年代末得以实现.这一切使矩阵计算得以迅猛发展。
数学史话线性代数发展史简介

数学史话线性代数发展史简介数学史话—线性代数发展史简介一门科学的历史是那门科学中最宝贵的一部分,因为科学只能给我们知识,而历史却能给我们智慧。
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F. Cajori从事数学研究,发现新的定理和技巧是一回事;而以一种能使其他人也能掌握的方式来阐述这些定理和技巧则又是一回事。
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M(Kline一、了解数学史的重要意义数学是人类文明的一个重要组成部分,是一项非常重要的人类活动。
与其他文化一样,数学科学是几千年来人类智慧的结晶。
在学习数学时,我们基本是通过学习教材来认识这门学科的。
教材是将历史上的数学材料按照一定的逻辑结构和学习要求加以重组、取舍编撰而成,因此,数学教材往往舍去了许多数学概念和方法形成的实际背景、演化历程以及导致其演化的各种因素。
由于数学发展的实际情况与教材的编写体系有着许多不同,所以,对数学教材的学习,往往难以了解数学的全貌和数学思想产生的过程。
正因为如此,许多人往往把数学当成了枯燥的符号、无源的死水,学了很多却理解得很少。
数学和任何一门科学一样,有着自身发展的丰富历史,是积累性的科学。
数学的发展历史展示了人类追求理想和美好生活的力量,历史上数学家的成果、业绩和品德无不闪耀着人类思想的光辉,照亮着人类社会发展和进步的历程。
通过了解一些数学史,可以使我们了解数学科学发生、发展的规律,通过追溯数学概念、思想和方法的演变和发展过程,探究数学科学发展的规律和文化内涵,帮助我们认识数学科学与人类社会发展的互动关系以及数学概念和方法的重要意义。
二、代数学的历史发展情况数学发展到今天,已经成为科学世界中拥有一百多个主要分支学科的庞大的“共和国”。
行列式发展历史

行列式发展历史行列式是线性代数中的一个重要概念,它在数学和工程领域有着广泛的应用。
本文将详细介绍行列式的发展历史,从最早的发现到如今的应用。
1. 古希腊时期在古希腊时期,数学家们已经开始研究线性代数的基本概念。
然而,直到公元前3世纪的欧几里得时期,行列式的概念才被首次提出。
欧几里得在他的著作《几何原本》中提到了行列式的一些性质,但并没有给出具体的定义。
2. 行列式的定义和发展行列式的具体定义最早可以追溯到18世纪的日本数学家关孝和。
他在1728年发表的《线性代数》中首次给出了行列式的定义和性质。
关孝和的定义是基于排列的概念,他将行列式定义为一个n阶方阵中所有元素的乘积之和,其中乘积的符号由排列的奇偶性决定。
3. 行列式的性质和应用随着时间的推移,数学家们对行列式的性质进行了深入研究,并发现了许多重要的结论。
其中最著名的是克拉默法则,它是由瑞士数学家克拉默于18世纪末提出的。
克拉默法则利用行列式的性质解线性方程组,为线性代数的应用提供了重要的工具。
行列式在工程领域有着广泛的应用。
例如,在电路分析中,行列式可以用来求解复杂电路的电压和电流分布。
此外,行列式还可以用于计算刚体的转动惯量、解析几何和图像处理等领域。
4. 现代行列式理论随着数学的发展,行列式的理论也不断完善。
20世纪初,矩阵论的发展为行列式的研究提供了新的视角。
矩阵论将行列式和线性方程组的理论统一起来,为行列式的应用提供了更为广泛的框架。
此外,现代计算机的发展也使得行列式的计算更加便捷。
传统的行列式计算方法需要进行大量的乘法和加法运算,但现代计算机可以通过矩阵的LU分解、高斯消元法等方法来加速行列式的计算过程。
总结:行列式作为线性代数中的重要概念,在数学和工程领域有着广泛的应用。
它的发展历史可以追溯到古希腊时期,经过了数学家们的不断研究和发展,形成了现代行列式理论。
行列式的性质和应用也得到了深入研究,为解决线性方程组、电路分析等问题提供了重要的工具。
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线性代数发展史
线性代数是高等代数的一大分支。
我们知道一次方程叫做线性方程,讨论线性方程及线性运算的代数就叫做线性代数。
在线性代数中最重要的内容就是行列式和矩阵。
行列式和矩阵在十九世纪受到很大的注意 , 而且写了成千篇关于这两个课题的文章。
向量的概念 , 从数学的观点来看不过是有序三元数组的一个集合 , 然而它以力或速度作为直接的物理意义 , 并且数学上用它能立刻写出物理上所说的事情。
向量用于梯度 , 散度 , 旋度就更有说服力。
同样 , 行列式和矩阵如导数一样(虽然 dy/dx 在数学上不过是一个符号 , 表示包括△y/△x的极限的长式子 , 但导数本身是一个强有力的概念 , 能使我们直接而创造性地想象物理上发生的事情)。
因此,虽然表面上看,行列式和矩阵不过是一种语言或速记,但它的大多数生动的概念能对新的思想领域提供钥匙。
然而已经证明这两个概念是数学物理上高度有用的工具。
线性代数学科和矩阵理论是伴随着线性系统方程系数研究而引入和发展的。
行列式的概念最早是由十七世纪日本数学家关孝和提出来的,他在 1683 年写了一部叫做《解伏题之法》的著作,意思是“解行列式问题的方法”,书里对行列式的概念和它的展开已经有了清楚的叙述。
欧洲第一个提出行列式概念的是德国的数学家,微积分学奠基人之一莱布尼兹( Leibnitz ,1693 年)。
1750 年克莱姆( Cramer )在他的《线性代数分析导言》( Introduction d l'analyse des lignes courbes alge'briques )中发表了求解线性系统方程的重要基本公式(既人们熟悉的 Cramer 克莱姆法则)。
1764 年 , Bezout 把确定行列式每一项的符号的手续系统化了。
对给定了含 n 个未知量的 n 个齐次线性方程 , Bezout 证明了系数行列式等于零是这方程组有非零解的条件。
Vandermonde 是第一个对行列式理论进行系统的阐述 ( 即把行列 ' 式理论与线性方程组求解相分离 ) 的人。
并且给出了一条法则,用二阶子式和它们的余子式来展开行列式。
就对行列式本身进行研究这一点而言,他是这门理论的奠基人。
Laplace 在 1772 年的论文《对积分和世界体系的探讨》中 , 证明了 Vandermonde 的一些规则 , 并推广了他的展开行列式的方法 , 用 r 行中所含的子式和它们的余子式的集合来展开行列式,这个方法现在仍然以他的名字命名。
德国数学家雅可比( Jacobi )也于 1841 年总结并提出了行列式的系统理论。
另一个研究行列式的是法国最伟大的数学家柯西 (Cauchy) ,他大大发展了行列式的理论,在行列式的记号中他把元素排成方阵并首次采用了双重足标的新记法,与此同时发现两行列式相乘的公式及改进并证明了 laplace 的展开定理。
相对而言,最早利用矩阵概念的是拉格朗日( Lagrange )在 1700 年后的双线性型工作中体现的。
拉格朗日期望了解多元函数的最大、最小值问题,其方法就是人们知道的拉格朗日迭代法。
为了完成这些,他首先需要一阶偏导数为 0 ,另外还要有二阶偏导数矩阵的条件。
这个条件就是今天所谓的正、负的定义。
尽管拉格朗日没有明确地提出利用矩阵。
高斯( Gauss )大约在 1800 年提出了高斯消元法并用它解决了天体计算和后来的地球表面测量计算中的最小二乘法问题。
(这种涉及测量、求取地球形状或当地精确位置的应用数学分支称为测地学。
)虽然高斯由于这个技术成功地消去了线性方程的变量而出名,但早在几世纪中国人的手稿中就出现了解释如何运用“高斯”消去的方法求解带有三个未知量的三方程系统。
在当时的几年里,高斯消去法一直被认为是测地学发展的一部分,而不是数学。
而高斯 - 约当消去法则最初是出现在由 Wilhelm Jordan 撰写的测地学手册中。
许多人把著名的数学家 Camille Jordan 误认为是“高斯 - 约当”消去法中的约当。
矩阵代数的丰富发展,人们需要有合适的符号和合适的矩阵乘法定义。
二者要在大约同一时间和同一地点相遇。
1848 年英格兰的 J.J. Sylvester 首先提出了矩阵这个词,它来源于拉丁语,代表一排数。
1855 年矩阵代数得到了 Arthur Cayley 的工作培育。
Cayley 研究了线性变换的组成并提出了矩阵乘法的定义,使得复合变换 ST 的系数矩阵变为矩阵 S 和矩阵 T 的乘积。
他还进一步研究了那些包括矩阵逆在内的代数问题。
著名的 Cayley- Hamilton 理论即断言一个矩阵的平方就是它的特征多项式的根,就是由 Cayley 在 1858 年在他的矩阵理论文集中提出的。
利用单一的字母 A 来表示矩阵是对矩阵代数发展至关重要的。
在发展的早期公式 det( AB ) = det( A )det( B ) 为矩阵代数和行列式间提供了一种联系。
数学家 Cauchy 首先给出了特征方程的术语,并证明了阶数超过 3 的矩阵有特征值及任意阶实对称行列式都有实特征值;给出了相似矩阵的概念,并证明了相似矩阵有相同的特征值;研究了代换理论,
数学家试图研究向量代数,但在任意维数中并没有两个向量乘积的自然定义。
第一个涉及一个不可交换向量积(既 v x w 不等于 w x v )的向量代数是由 Hermann Grassmann 在他的《线性扩张论》( Die lineale Ausdehnungslehre )一书中提出的。
(1844) 。
他的观点还被引入一个列矩阵和一个行矩阵的乘积中,结果就是现在称之为秩数为 1 的矩阵,或简单矩阵。
在 19 世纪末美国数学物理学家 Willard Gibbs 发表了关于《向量分析基础》 ( Elements of Vector Analysis ) 的著名论述。
其后物
理学家 P. A. M. Dirac 提出了行向量和列向量的乘积为标量。
我们习惯的列矩阵和向量都是在 20 世纪由物理学家给出的。
矩阵的发展是与线性变换密切相连的。
到 19 世纪它还仅占线性变换理论形成中有限的空间。
现代向量空间的定义是由 Peano 于 1888 年提出的。
二次世界大战后随着现代数字计算机的发展,矩阵又有了新的含义,特别是在矩阵的数值分析等方面。
由于计算机的飞速发展和广泛应用,许多实际问题可以通过离散化的数值计算得到定量的解决。
于是作为处理离散问题的线性代数,成为从事科学研究和工程设计的科技人员必备的数学基础。