代数基本定理的证明方法研究(论文)
前 言代数学基本定理在代数学中占有十分重要的地位,而在整个数学界中也起着基础作用。
代数学基本定理有两种等价的陈述方式。
第一种陈述方式为:“任何一个一元n 次复系数多项式0111...)(a z a z a z a z p n n n n ++++=--(1≥n ,0≠n a )在复数域内至少有一根”,它的第二种陈述方式为:“任何一个一元n 次复系数多项式0111...)(a z a z a z a z p n n n n ++++=--(1≥n ,0≠n a )在复数域内有n 个根,重根按重数计算”。
尽管这个定理被命名为代数基本定理,但,迄今为止,该定理尚无纯代数方法证明。
数学家J.P 赛尔曾经指出:代数基本定理的所有证明本质上都是拓扑的。
美国数学家John Willard Milnor 在数学名著《从微分观点看拓扑》中给了一个证明,是几何直观的,但其中用到了和临界点测度有关的萨尔德定理。
在复变函数论中,对代数基本定理的证明是相当优美的,其中运用了很多经典的复变函数的理论成果。
代数基本定理的第一个证明是由法国数学家达朗贝尔给出的,但其证明是不完整的。
紧接着,欧拉也给出了一个证明,但也有缺陷。
严格来说,第一个完整的证明是数学家高斯给出的,他在分析了拉格朗日的证明方法以后于1799年给出的,他是运用的纯解析的方法证明。
而后,到高斯71岁时,共给出了四种证明方法。
十九世纪七十年代,数学家H.W.Kuhn []18对于该定理给出了引人注目的构造性证明,这种方法的数学形象极好,并已实际用于复系数代数方程求根,堪称不动点算法的范例。
如果将复数域理解为复平面,将0111...)(a z a z a z a z p n n n n ++++=--(1≥n ,0≠n a )的根理解为它在复平面上的零点,那么就可以借助复变函数的理论去证明代数学基本定理。
这种证明方法比较简洁,方法也有多种。
近年来,诸多数学家又给出了其它的证明方法,例如2003年翁东东[]6对代数基本定理进行了多种方法的分析,并给予了形象的证明。
他并没有采用常用的刘维尔定理和儒歇原理运用复变函数的方法进行证明,而是采用了初等方法证明了代数基本定理,说明可不用复变函数理论中的有关概念和定理进行证明该定理。
本论文结合有关知识点,主要目的是归纳总结代数基本定理几种代表性的证明方法。
第一章运用复变函数理论中的柯西定理、刘维尔定理、儒歇定理、辐角原理、最大模原理、最小模原理、留数定理来证明代数学基本定理,并对这些证明方法进行说明、比较与总结。
第二章主要介绍了翁东东的初等方法的证明。
第三章介绍了Kuhn 的两个构造性的证明方法。
第四章简单介绍了高斯的纯解析证明方法。
1.代数基本定理的复变函数理论证明将复数域理解为复平面,将0111...)(a z a z a z a z p n n n n ++++=--(其中1≥n ,0≠n a )的根理解为它在复平面上的零点,那么就可以借助复变函数的理论去证明代数学基本定理。
这种证明方法比较简洁,方法也有多种。
本章主要针对于代数基本定理的两种陈述方式,运用复变函数理论中的柯西定理、刘维尔定理、儒歇定理、辐角原理、最大模原理、最小模原理、留数定理来证明代数学基本定理,并对这些证明方法进行说明、比较与总结。
1.1代数学基本定理的第一种陈述方式的证明代数学基本定理的第一种陈述方式为:任何一个一元n 次复系数多项式0111...)(a z a z a z a z p n n n n ++++=--(其中1≥n ,0≠n a )在复数域C 内至少有一根。
1.1.1利用柯西定理证明柯西于1825年给出了复变函数的积分和积分路径无关的条件,它是研究解析函数理论的基础,是复变函数的基本定理定理1.1.1(柯西定理) 设函数)(z f 在整个z 平面上的单连通区域D 内解析,C 为D 内任何一条简单闭合曲线,那么()0Cf z dz =⎰。
证明:设C 所围成的区域是0D ,取一个四边平行于坐标轴的矩形,把C 包含在内。
用线段连接矩形对边的中点,最多可把0D 分成四块。
不妨设分成1D ,E ,F ,G 四块。
由于()f z 沿的积分等于沿这四块区域边界积分的和,所以必有一块边界上的积分,满足11()()4D Cf z dz f z dz ∂≥⎰⎰用的同样的方法把1D 分成四块,其中必有一块2D 使得21211()()()44D D Cf z dz f z dz f z dz ∂∂≥≥⎰⎰⎰把这种做法一直进行下去可以得到曲线C 内的一串矩形区域或矩形被曲线C 截得的区域n D ,使得21()()4nD Cf z dz f z dz ∂≥⎰⎰存在唯一一点0z 属于每个n D 或n D ∂,而且n →∞时,0n D z →。
因为(z)f 在0z 有导数0()f z ',所以对任何0ε>,当z 与0z 充分接近时,0000()()()()f z f z z z f z z z ε'---≤-因为()0nD f z dz ∂=⎰,0()()0nD z z f z dz ∂'-=⎰,所以当n 充分大时,0000()()()()()nnnD D D f z dz f z f z z z f z ds z z ds ε∂∂∂'≤---≤-⎰⎰⎰设最大矩形的周长是L 。
当n 充分大时,对于n z D ∈∂,有0n z z D -<∂的周长,所以2012224n n n n n n D D L LL L z z ds ds εεεε∂∂-≤≤⨯=⎰⎰,由以上两式得2()Cf z dz L ε≤⎰因为ε为任意正数,所以()0Cf z dz =⎰。
基本定理的证明:设0111...)(a z a z a z a z p n n n n ++++=--,其中1≥n ,0≠n a 。
假设)(z p 在复平面上无零点,即对任意z C ∈,有0)(≠z p , 于是()()p z p z '在z 平面解析,由柯西定理()0()Cp z dz p z '=⎰(其中C 是圆周R z =) (1-1) 另一方面,()()p z p z '=01111211......)1(a z a z a z a a z a n z na n n n n n n n n ++++++-+----- )1...11()11...111(01111n nn n n n n n za a z a a z za a n z a a n n n +++++-+=---)](1[2z q n+= 其中函数()p z 满足当∞→z 时,一致趋于零。
又因为12C dz i zπ=⎰,所以()1max ()2max ()0C C z R z Rq z dz q z dz q z z z π==≤=→⎰⎰ (z R =→∞) (1-2) 故1(z)lim[]C C R dz q dz n i z zπ→∞+=⎰⎰, 比较(1-1)与(1-2)得0=n ,这与定理的条件矛盾,所以()p z 在平面上至少有一个零点,即一元n 次方程在复数域内至少有一个根。
证毕。
1.1.2利用刘维尔定理证明刘维尔定理是复变函数论中的一个著名定理,在复变函数中有着广泛的应用。
下面介绍其内容及运用该定理证明代数基本定理的方法。
定理1.1.2(刘维尔定理) 有界整函数必为常数。
证明:()f z 是有界整函数,即存在(0,)M ∈+∞,使得对任意的z ∈,()f z M <, 因此任意的0z ∈及任意的(0,)ρ∈+∞,()f z 在}{0z z z ρ-≤上解析,从而有0()f z M ρ'≤,令ρ→+∞,可见对任意的0z ∈,0()0f z '=,从而()f z 在复数域上恒等于常数。
基本定理的证明:假设1110()...n n n n p z a z a z a z a --=++++在z 平面上无零点。
则()p z 为整函数且当∞→z 时,∞→+++=-)...()(01n n n n zaz a a z z p 。
令)(1)(z p z f =,则()f z 也是整函数。
又因为z lim ()0f z →∞=,所以)(z f 在整个复平面上有界。
由刘维尔定理知)(z f 为常数,与)(z p 不是常数矛盾。
因此一元n 次方程在复数域内至少有一个根。
证毕。
刘维尔定理的应用非常广泛。
用刘维尔定理做证明题时常见的方法有两种:一种是利用反证法来证明,另一种是构造辅助函数来证明。
而在刘维尔定理证明代数学基本定理的过程中巧妙地把这两种方法结合了起来。
它的证明思路很清晰:利用反证法,并构造辅助函数)(1)(z p z f =,由)(z f 为整函数且在复数域上有界,得到)(z f 为常数,这与假设相比得出矛盾,从而得出结论一元n 次方程在复数域内至少有一个根。
它的证明过程也很简洁,很容易让初学者理解和掌握。
1.1.3利用最大模原理证明最大模原理在复变函数理论中也是很重要的定理,它深刻反映着解析函数的性质。
下面介绍运用该定理证明代数基本定理的方法。
定理 1.1.3(最大模原理) 设函数)(z f 在区域D 内解析,且恒不为常数,则()f z 在区域D 内任意点都取不到最大值。
证明:假定()f z 在D 内不恒等于一常数,那么1()D f D =是一区域。
设()f z 在0z D ∈达到最大值。
显然,001()w f z D =∈且0w 必有一充分小的邻域包含在1D 内,于是在这邻域内可找到一点w '满足0w w '>,从而在D 内有一点z '满足()w f z ''=以及0()()f z f z '>,这与题设矛盾。
因此()f z 在D 内恒等于一常数。
基本定理的证明:假设n n n a z a z z p +++=-...)(11在复平面上没有零点,即0)(≠z p , 则)(1)(z p z g =在z 平面上解析。
显然当R z =且R 充分大时有 nnnza z a z z p +++=...1)(1n n n nR R a R a R 21)...1(1≥---≥ 因此,在R z =上且R 充分大时,有n Rz p z g 2)(1)(≤=,从而由最大模原理,有 2max ()n z Rg z R=≤特别地,在0=z 处,有2)0(1)0(2R g p a n ≥==。
而这对于充分大的R 显然不成立。
这就说明了“)(z p 在z 平面上没有零点”的假设是不成立的,从而可以得到)(z p 在z 平面至少有一个零点,即一元n 次方程在复数域内至少有一个根。
本科毕业论文_多项式方程的判别式与求根公式
本科毕业论⽂_多项式⽅程的判别式与求根公式东莞理⼯学院本科毕业论⽂(2015届)题⽬: 多项式⽅程的判别式与求根公式学⽣姓名: 姚培基学号: 201141410230院(系):计算机学院专业班级: 信息与计算科学(2)班指导教师:起⽌时间: 2015年1⽉—2015年5⽉多项式⽅程的判别式与求根公式摘要: 近代数学史甚⾄能说是⼀部求解多项式⽅程的历史。
对于⾼次⽅程的数值根求解法,⼈们从很早就开始并⼀直探求这样的问题。
⽽且在古代,很多⼈都想出了⼀个办法来解决各种各样的多项式⽅程。
如卡尔⽶诺的《⼤术》,贾宪的《黄帝九章算法细草》,秦九韶的《数书九章》等等。
在⽬前,有关问题求解多项式⽅程根的在⼯程实践中占有举⾜轻重的地位。
如在⼈类的⽣活过程中,经济建设和科学技术的发展过程中,计算⼀直起着⾮常重要的作⽤。
当⼈们在进⾏科学或者⼯程计算时,求解多项式⽅程组更是⾮常容易遇到的问题之⼀。
许多领域如⾃然⽣活和⼯程科学最终都可以归结为求解多项式⽅程组的问题。
这个时候⼈们就通常需要处理求解代数⽅程组的问题,如果当项较简单或变元较少时,计算过程就好相对来说简单⼀些;但是当项⾮常复杂或变元⾮常多的时候,那么其求解的过程中往往会遇到⽐较多的困难。
对多项式⽅程的判别式和求根公式的研究,在理论研究和实际⼯程计算中,具有⼗分重要的意义。
关键词: 多项式; 判别式; 求根公式; MATLABDiscriminant and seek the root of polynomial equationsAbstract: the modern mathematics that would become a history of polynomial equation solution. People long ago began to explore the problem of high order equation of numerical method. But in ancient times, many people have been developed to solve all kinds of method of polynomial equations. Such as "chapter nine of the yellow emperor algorithm fine grass" of jia xian, chiu-shao the number of book chapter nine, Carl mino "big operation" and so on.In nowadays, polynomial equation for the root problem has a pivotal position in the engineering practice. As in human life, economic construction and development of science and technology in the process of calculation is always plays a very important role. In science and engineering calculation, to solve the polynomial equations is one of the most common problems in the natural life and the computing problem in the field of engineering science and many other eventually all boils down to solving the polynomial equations. At this time often need to deal with algebraic equations to solve the problem, if the argument or a simpler, less calculation process is relatively simple; And when the argument is very more or when the item is very complex, itssolving process is often more difficult.The discriminant and seek the root of polynomial equations, in theoretical research and practical engineering calculation, have very important significance.Key words: polynomial; The discriminant. Root formula; MATLAB⽬录⼀、引⾔ (1)(⼀)⼀元⼆次⽅程的判别式和求根与韦达定理 (1)⼆、⼀元多次多项式 (8)(⼀)代数基本定理 (9)(⼆)域论基础 (10)(三)多项式⽅程的判别式 (11)(四)⽜顿恒等式 (12)(五)关于⼀元五次⽅程 (19)三、总结与展望 (20)参考⽂献 (23)致谢 (25)⼀、引⾔在⼈类研究数学的历史长河中,追溯到公元9世纪的波斯,数学家、天⽂学家及地理学家花拉⼦⽶作为第⼀⼈给出了⼀元⼆次⽅程的⼀般解法。
代数学基本定理的系统证明与推广应用
其中函数 当 →∞时,一致趋于零。又因为 1 =2 。
所以|
|
(| |= →∞)。 故lim 1 [ 1
max|
│ │=
+
|| 1 |=2 max| │ │= ]=
|→0 (2)
并且| 0 | =max| | 记 = 0+ ,选取 0足够小使当 0
(*) 0,0 2 时,有
0<记
点。所以原方程在复平面上有且只有 个根。
三、代数学基本定理的推广与应用
(一)代数学基本定理的推广
定义 1:设 0, 1,… 是复数域上的 +1个 阶矩阵,称
=
+ 1 1+…+ 1 1+ 0
为复数域上的一个 次 阶矩阵多项式,如果 阶矩阵 0
满足 =0(该 0 表示 阶零矩阵),则称 0 是方程的 的
常系数齐线性方程的求解、特征值、微分方程的稳定性等方面的基础应用。
关键词:代数学基本定理;证明;应用
中图分类号:O15
文献标识码:A
文章编号:1009-0118(2010)-05-0140-04
一、预备知识
存在正数 ,当| | 时,有| |> 由引理 1 的结论知, =
(一)代数学基本定理
+…+ 1 1+ 0 0 在| |< 内至少有一个零点。
特征值与特征向量在线性代数中具有举足轻重的地位,
相当于一个线性变换 = 得到特征方程| | =0 用如
由特征值求出特征向量在把线性变换矩阵 A 化为最简形式。 上的方法求出该矩阵 特征值 ,由特征值确定微分方程的
所有特征向量加上零向量形成特征子空间 0. N 个特征向量 奇点类型以及它的稳定性,从而可以清楚绘画出微分方程零
代数基本定理的证明方法研究(论文)..
代数学基本定理在代数学中占有十分重要的地位,而在整个数学界中也起着基础作用。
代数学基本定理有两种等价的陈述方式。
第一种陈述方式为:“任何一个一元n次复系数多项式p(z) = a n z n- a n jz°J... a i z a0( n _ 1,a n = 0)在复数域内至少有一根”,它的第二种陈述方式为:“任何一个一元n次复系数多项式p(z) = a n z n - a nJ z nJ - ... - a1z - a0(n—J a n -0)在复数域内有n个根,重根按重数计算”。
尽管这个定理被命名为代数基本定理,但,迄今为止,该定理尚无纯代数方法证明。
数学家J.P赛尔曾经指出:代数基本定理的所有证明本质上都是拓扑的。
美国数学家John Willard Mil nor在数学名著《从微分观点看拓扑》中给了一个证明,是几何直观的,但其中用到了和临界点测度有关的萨尔德定理。
在复变函数论中,对代数基本定理的证明是相当优美的,其中运用了很多经典的复变函数的理论成果。
代数基本定理的第一个证明是由法国数学家达朗贝尔给出的,但其证明是不完整的。
紧接着,欧拉也给出了一个证明,但也有缺陷。
严格来说,第一个完整的证明是数学家高斯给出的,他在分析了拉格朗日的证明方法以后于1799年给出的,他是运用的纯解析的方法证明。
而后,到高斯71岁时,共给出了四种证明方法。
十九世纪七十年代,数学家H.W.Kuhn18】对于该定理给出了引人注目的构造性证明,这种方法的数学形象极好,并已实际用于复系数代数方程求根,堪称不动点算法的范例。
如果将复数域理解为复平面,将p(z)二a n Z n- a n^z nJ - ... - a1z - a0 ( n-1,a^= 0)的根理解为它在复平面上的零点,那么就可以借助复变函数的理论去证明代数学基本定理。
这种证明方法比较简洁,方法也有多种。
近年来,诸多数学家又给出了其它的证明方法,例如2003年翁东东6】对代数基本定理进行了多种方法的分析,并给予了形象的证明。
数学与应用数学专业的论文题目
数学专业论文题目A、1、极限思想的产生和发展;2、利用泰勒展式求函数极限;3、数列极限和函数极限的统一;4、求函数极限的方法;5、等价无穷小求函数极限;6、求二重极限的方法;7、三角函数的极值求法;8、有界非连续函数可积的条件;9、正项级数收敛的判别方法;10、Riemann可积条件探究;11、凸函数的几个等价定义;12、函数的本质探讨;13、数学概念的探究教学法;14、学习《数学分析》的读书报告。
15、用复数证明几何问题;16、用复数证明代数问题;17、解析函数展开成幂级数的方法分析;18、解析函数展开成罗伦级数的方法分析;19、利用残数定理计算一类实积分;20、利用对数残数计算复积分;21、利用辐角原理确定一类方程根的范围;22、学习《复变函数论》的读书报告。
23、采用某某教学方法对试验班的成绩影响(利用假设检验分析试验班的成绩显著水平);24、概率统计在教学管理中的应用;25、利用假设检验分析班级成绩的显著水平;26、有理数域上多项式不可约的判定;27、利用行列式分解因式。
28、n阶矩阵可对角化的条件;29、有理数域上多项式的因式分解;30、矩阵在解线性方程组中的应用;31、行列式的计算;32、求极值的若干方法;33、数形结合法在初等数学中的应用;34、反例在中学数学教学中的作用;35、生成函数证明递归问题;36、一类组合恒等式的证明;37、一个组合恒等式的推广;38、常生成函数的几个应用;39、指数生成函数的几个应用;40、学习《组合数学》的读书报告;41、学习《离散数学》的读书报告;42、论数学史的教育价值43、学习《常微分方程》的读书报告;44、中学生数学学习目的及学习现壮的调查分析;45、数学优秀生(或后进生)家庭内外状况的分析;46、中学生数学学习习惯和学习状况的调查分析;47、如何通过平面几何教学提高学生逻辑思维能力;48、中学生的数学创新思维的培养;49、在中学数学教学中渗透数学史的教育。
数学史论文高斯
高斯对数学的主要贡献数学科学学院数学与应用数学李娜 20101103766指导教师套格图桑摘要正如莱布尼茨所说:“不学习数学史就不能正确的了解数学这门学科的发展。
”学习数学史能够正确的认识到数学是什么;数学的发展过程;数学的研究领域以及数学与其他学科的交叉;数学在人类文明过程中的作用。
数学是一门基础学科,但它研究的范畴横跨了整个自然学科,毫不夸张的说,没有数学就没当今的文明。
因此,数学史是每一学习者的必修课程。
关键词高斯;十七边形作图;最小二乘法;贡献高斯的数学研究几乎遍及所有领域,在数论、代数学、非欧几何、复变函数和微分几何等方面都做出了开创性的贡献。
他还把数学应用于天文学、大地测量学和磁学的研究,发明了“最小二乘法原理”。
高理的数论研究总结在《算术研究》中,这本书奠定了近代数论的基础,它不仅是数论方面的划时代之作,也是数学史上不可多得的经典著作之一。
高斯对代数学的重要贡献是证明了代数基本定理,他的存在性证明开创了数学研究的新途径。
高斯在1816年左右就得到非欧几何的原理。
他还深入研究复变函数,建立了一些基本概念发现了著名的柯西积分定理。
他还发现椭圆函数的双周期性,但这些工作在他生前都没发表出来。
1828年高斯出版了《关于曲面的一般研究》,全面系统地阐述了空间曲面的微分几何学,并提出内蕴曲面理论。
高斯的曲面理论后来由黎曼发展。
高斯一生共发表155篇论文,他对待学问十分严谨,只是把他自己认为是十分成熟的作品发表出来。
1820到1830年间,高斯为了测绘汗诺华公国的地图,开始做测地的工作,他写了关于测地学的书,由于测地上的需要,他发明了日观测仪。
为了要对地球表面作研究,他开始对一些曲面的几何性质作研究。
高斯和韦伯一起从事磁的研究,他们的合作是很理想的:韦伯作实验,高斯研究理论,韦伯引起高斯对物理问题的兴趣,而高斯用数学工具处理物理问题,影响韦伯的思考工作方法。
以伏特电池为电源,构造了世界第一个电报机,设立磁观测站,写了《地磁的一般理论》,和韦伯画出了世界第一张地球磁场图,而且定出了地球磁南极和磁北极的位置。
数学研究方法与论文写作(5篇)
数学研究方法与论文写作(5篇)第一篇:数学研究方法与论文写作数学研究方法与论文写作一、研究方法概要就研究方法而言,主要可归类为两个范式,即科学主义研究范式和人本主义研究范式。
主要的表现形式就是实证主义研究范式和解释主义研究范式,也即我们常说的“定量研究”和“定性研究”。
定量研究主要指注重测量、实验设计、统计分析、精确量化的实证研究(孔德的实证主义,冯特的心理学实验室(1879),涂尔干的社会调查方法),类似于自然科学的研究方法,崇尚“价值无涉”、客观性、确定性、概括性、普遍性等不受人为的主观因素干扰的“演绎”过程。
因此,定量研究(也称量的、量化研究)是一种对事物可以量化的部分进行测量和分析、以检验研究者自己有关理论假设的方法。
定量研究有一套完备的操作技术,包括抽样方法(如随机抽样、分层抽样、系统抽样、整群抽样)、资料收集方法(如问卷法、实验法)、数据统计方法(如描述性统计、推断性统计)。
这种方法主要用于相关因素的分析,如南师大数学系入学成绩与毕业成绩的关系、学习态度与学习成绩之间的关系、性别与数学学习成绩的关系、认知风格与知识迁移的关系研究等等。
定性研究主张以直觉方法、内省方法和心理体验等手段展开研究,强调主观性、意义性、特例性、“主体间性”、研究者的“在场”参与性等,不推崇抽样、数据统计等量化指标,而是关注“解释性理解”、“自然探究”、归纳分析等(胡塞尔的现象学,狄尔泰、海得格尔-存在主义、加达默尔的阐释学)。
定性研究的这种主观特色,正好体现了研究者的心路历程,从而折射出研究过程和结论的真实性、可信性。
因此,定性研究是以研究者本人为研究工具,在自然情境下凭借自身的参与观察、探究、访谈等手段收集资料,对某个数学问题或某种现象进行整体探索,使用归纳法分析资料并进行意义建构和解释性理解的一种研究活动。
比如,欲了解数学课堂教学中师生的互动情况,就需要研究者深入课堂现场进行观摩、考察,进行定性研究。
定性研究与定量研究的主要区别定量研究定性研究目的证实假设、预测解释性理解,提出新问题内容事实、原因、影响的事物事件、过程、意义、整体探究层面宏观微观问题事先确定在过程中产生手段数字、计算、统计分析语言、图象、描述分析工具量表、统计软件、问卷研究者本人形式问卷、统计表、实验访谈、观察、实物分析抽样方式随机、样本较大、控制无关变量目的性、样本小、个案形式多成文方式抽象、概括、客观描述为主、研究者的个人反省效度固定的检测方法、证实相关关系、证伪、可信性信度可重复不能重复研究关系分离、研究者独立于研究对象密切接触、相互影响、藕动鉴于大学生数学学习的特点,所进行的数学研究活动大多是学生本人或小组为解决学习过程中遇到的问题或专门就感兴趣的问题而进行的探索。
高斯的数学贡献
高斯的数学贡献高斯(Johann Carl Friedrich Gauss)(1777年4月30日—1855年2月 23日),生于不伦瑞克,卒于哥廷根,德国著名数学家、物理学家、天文学家、大地测量学家。
高斯的成就遍及数学的各个领域,在数论、非欧几何、微分几何、超几何级数、复变函数论以及椭圆函数论等方面均有开创性贡献。
他十分注重数学的应用,并且在对天文学、大地测量学和磁学的研究中也偏重于用数学方法进行研究。
《高斯全集》(Carl Friedrich Gauss'Werke)的出版历时67年(1863—1929),由众多著名数学家参与,最后在 F.克莱因(Klein)指导下完成.全集共分12卷.前7卷基本按学科编辑:第1,2卷,数论;第3卷,分析;第4卷,概率论和几何;第5卷,数学物理;第6,7卷,天文.其他各卷的内容如下:第8卷,算术、分析、概率、天文方面的补遗;第9卷是第6卷的续篇,包括测地学;第10卷分两部分:Ⅰ,算术、代数、分析、几何方面的文章及日记,Ⅱ,其他作家对高斯的数学和力学工作的评论;第11卷也分两部分:Ⅰ,若干物理学、天文学文章,Ⅱ,其他作家对高斯测地学、物理学和天文学工作的评论;第12卷,杂录及《地磁图》.历史贡献高斯分布18岁的高斯发现了质数分布定理和最小二乘法。
通过对足够多的测量数据的处理后,可以得到一个新的、概率性质的测量结果。
在这些基础之上,高斯随后专注于曲面与曲线的计算,并成功得到高斯钟形曲线(正态分布曲线)。
其函数被命名为标准正态分布(或高斯分布),并在概率计算中大量使用。
在高斯19岁时,仅用没有刻度的尺子与圆规便构造出了正17边形(阿基米德与牛顿均未画出)。
并为流传了2000年的欧氏几何提供了自古希腊时代以来的第一次重要补充。
三角形全等定理高斯在计算的谷神星轨迹时总结了复数的应用,并且严格证明了每一个n阶的代数方程必有n个复数解。
在他的第一本著名的著作《数论》中,作出了二次互反律的证明,成为数论继续发展的重要基础。
代数基本定理的八种证明方法
维普资讯
代 数 基 本 定 理 的 八 种 证 明 方 法
潮 兰萍
(安徽 广播 电视 大学安庆 市分校 ,安 徽 安庆 246001)
摘 要:本文应用复变函数的知识 ,引进多项式的分析性质 ,从复变函数 的解析性 出发 ,分别利用指数 函数的 性质 ,最大模原理 ,最小模原理 和复积分的有关定理中的柯西积分定理 ,平均值定理和残数定理对代 数基本定理给出了八种证 明方法。
上解 析 ,根据柯 西积分定理 有
f 出=o ( .12l …
另一方 面 ,令 M=max{J a.J,i=0,l…. 一1I, 我 们可 推知
f =0
与 (2)矛盾 【证 法三 ] 记m=infl P(z)l 因 l P(=)l一 +∞
I 一号l<
(z一 *)所 以存在 o使 J P( )l_ 现证 明 m=0,
≥J口 J } 一} +.一·+乎
I l州-一(1 l+-.·+l乎
』
(其 中 0 =m/D ,i=0,1,… ,R一1)。取正数 使 当
(其中 a,6为任意 给定 的复数 ,FR:I zl: 包 I zI 时有
围 。.6)。由残 数定 理
,(4 6):击 (-,(6)一-,(d))
界 )。令 A为 0(C )的一个 连通分支 、则 OA[ 0(0
(C 1)。于是存 在 Z0E A使 I P(Z0)s I P(z)I,V E
且u M 。又 P(z)在 以 内不 为常数 ,故 由最小 模原理 ,
P( )在 以 内至少存 在一个零 点 。
从证 明中可 以看 出 ,对 Vm> 0,集合 0(C )的每
几何与代数的证明
几何与代数的证明作为数学的两个重要分支,几何和代数在解决问题和证明定理时有着密切的联系。
几何主要研究空间中的形状、大小、位置等概念,而代数则关注数与符号之间的关系和运算。
本文将探讨几何与代数之间的证明方法,并分别以几何证明和代数证明为例进行详细说明。
一、几何证明几何证明是通过运用几何学的基本定理、公理和推理方法来证明几何问题。
下面以证明平行线性质为例进行说明。
定理:若两条直线与一条横截线形成内错角,则这两条直线平行。
证明:设直线l1与直线l2与横截线m形成内错角∠α和∠β。
根据内错角性质可知,α+β=180°。
为了证明l1与l2平行,我们需要证明∠α与∠β的对应角相等。
因为l1与m相交,所以有两个内角∠1和∠2与∠α相对,根据同位角性质可知∠1=∠α。
同理,l2与m相交时也有两个内角∠3和∠4与∠β相对,根据同位角性质可知∠3=∠β。
由于∠1=∠α,∠3=∠β,所以我们可以得出∠1=∠3。
由此可证明∠α和∠β的对应角相等,即∠α=∠β。
根据等角对应定理可知,若两个对应角相等,则这两条直线l1和l2平行。
以上便是通过几何证明方法证明平行线性质的过程。
在几何证明中,我们通过观察图形、构造辅助线、利用基本定理和推理等方法,来推出结论并证明定理的正确性。
二、代数证明代数证明是通过代数运算和方程等手段来证明数学问题。
下面以证明平方差公式为例进行说明。
定理:对于任意实数a和b,有(a+b)(a-b)=a^2-b^2。
证明:我们可以采用代数的方法证明平方差公式。
首先展开左边的表达式(a+b)(a-b),得到a^2-ab+ab-b^2。
再根据加法结合律和加法逆元的性质,可以将中间的ab和-b^2合并得到a^2-b^2。
因此,左边等于右边,即(a+b)(a-b)=a^2-b^2。
通过代数运算和运用等式的性质,我们可以证明平方差公式的正确性。
代数证明的过程中,我们经常运用数学定律和运算法则,通过逻辑推理将给定的问题归结为已知的数学结论。
高斯简介及主要事迹(3篇)
第1篇一、高斯简介卡尔·弗里德里希·高斯(Carl Friedrich Gauss,1777年4月30日-1855年2月23日),德国数学家、物理学家、天文学家。
高斯是数学史上最伟大的数学家之一,被誉为“数学王子”。
他的研究成果涵盖了数学的各个分支,对现代数学的发展产生了深远的影响。
二、高斯的主要事迹1. 数论领域的贡献(1)证明了代数基本定理:高斯在1801年发表的论文《算术研究》中,证明了代数基本定理,即每一个非零的复系数多项式都有至少一个复根。
这一成果为复数理论的发展奠定了基础。
(2)提出了高斯整数:高斯在1801年的论文中,首次提出了高斯整数的概念,即形如a+bi的数,其中a、b为整数,i为虚数单位。
高斯整数在数论研究中具有重要的地位。
(3)解决了二次互反律:高斯在1801年发现了二次互反律,即对于任意的两个整数m和n,当n不等于0且m的奇偶性与n的奇偶性相同时,存在整数x和y,使得m^2 = nx^2 + ny^2。
这一成果为解决丢番图方程奠定了基础。
2. 几何学领域的贡献(1)非欧几何的萌芽:高斯在1827年发表了论文《关于曲面的一般研究》,提出了非欧几何的基本思想。
他认为,几何学的研究对象不仅仅是平面,还包括曲面。
这一观点为后来的非欧几何发展奠定了基础。
(2)最小二乘法:高斯在1795年提出了最小二乘法,这是一种处理数据误差和不确定性问题的数学方法。
最小二乘法在统计学、物理科学等领域有着广泛的应用。
3. 天文学领域的贡献(1)高斯-塞德尔迭代法:高斯在1809年提出了高斯-塞德尔迭代法,这是一种求解线性方程组的迭代方法。
该方法在数值计算中具有重要的地位。
(2)地球椭球形的计算:高斯在1821年计算出了地球椭球形的参数,为后来的地球物理研究和地理信息系统的发展提供了重要的数据基础。
4. 物理学领域的贡献(1)电磁学:高斯在电磁学领域的研究成果为麦克斯韦方程组的建立奠定了基础。
