伟大数学家欧拉对数学的贡献副本Word下载.docx
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这本书连他的几位老师都没读过,可小欧拉却读得津津有味,遇到不懂的地方,就用笔作个记号,事后再向别人请教。
13岁就进巴塞尔大学读书,这在当时是个奇迹,曾轰动了数学界。
小欧拉是这所大学,也是整个瑞士大学校园里年龄最小的学生。
在大学里得到当时最有名的数学家微积分权威约翰·
伯努利(JohannBernoulli,1667-1748年)的精心指导,并逐渐与其建立了深厚的友谊。
约翰·
伯努利后来曾这样称赞青出于蓝而胜于蓝的学生:
“我介绍高等分析时,它还是个孩子,而你将他带大成人。
”两年后的夏天,欧拉获得巴塞尔大学的学士学位,次年,欧拉又获得巴塞尔大学的哲学硕士学位。
1725年,欧拉开始了他的数学生涯。
1725年约翰·
伯努利的儿子丹尼尔·
伯努利赴俄国,并向沙皇喀德林一世推荐了欧拉,这样,在1727年5月17日欧拉来到了彼得堡.1733年,年仅26岁的欧拉担任了彼得堡科学院数学教授.1735年,欧拉解决了一个天文学的难题(计算彗星轨道),这个问题经几个著名数学家几个月的努力才得到解决,而欧拉却用自己发明的方法,三天便完成了.然而过度的工作使他得了眼病,并且不幸右眼失明了,这时他才28岁.1741年欧拉应普鲁士彼德烈大帝的邀请,到柏林担任科学院物理数学所所长,直到1766年,后来在沙皇喀德林二世的诚恳敦聘下重回彼得堡,不料没有多久,左眼视力衰退,最后完全失明.不幸的事情接踵而来,1771年彼得堡的大火灾殃及欧拉住宅,带病而失明的64岁的欧拉被围困在大火中,虽然他被别人从火海中救了出来,但他的书房和大量研究成果全部化为灰烬了.
沉重的打击,仍然没有使欧拉倒下,他发誓要把损失夺回来.欧拉完全失明以后,虽然生活在黑暗中,但仍然以惊人的毅力与黑暗搏斗,凭着记忆和心算进行研究,直到逝世,竟达17年之久.
1783年9月18日,在不久前才刚计算完气球上升定律的欧拉,在兴奋中突然停止了呼吸,享年76岁。
欧拉生活、工作过的三个国家:
瑞士、俄国、德国,都把欧拉作为自己的数学家,为有他而感到骄傲。
二.欧拉的名言
1.如果命运是块顽石,我就化为大锤,将它砸得粉碎!
2.虽然不允许我们看透自然界本质的秘密,从而认识现象的真实原因,但仍可能发生这样的情形:
一定的虚构假设足以解释许多现象。
三.欧拉的著作
《代数学入门》、《微分学原理》、《无穷分析引论》、《积分学原理》、《寻求具有某种极大或极小性质的曲线的方法》、《关于曲面上曲线的研究》、《代数学入门》…
四.欧拉解决的著名七桥问题
1七桥问题SevenBridgesProblem
18世纪著名古典数学问题之一。
在哥尼斯堡的一个公园里,有七座桥将普雷格尔河中两个岛及岛与河岸连接起来(如图)。
问是否可能从这四块陆地中任一块出发,恰好通过每座桥一次,再回到起点?
欧拉于1736年研究并解决了此问题,他把问题归结为如左图的“一笔画”问题,证明上述走法是不可能的。
Euler把每一块陆地考虑成一个点,连接两块陆地的桥以线表示。
后来推论出此种走法是不可能的。
他的论点是这样的,除了起点以外,每一次当一个人由一座桥进入一块陆地(或点)时,他(或她)同时也由另一座桥离开此点。
所以每行经一点时,计算两座桥(或线),从起点离开的线与最后回到始点的线亦计算两座桥,因此每一个陆地与其他陆地连接的桥数必为偶数。
五.欧拉在数学得出的结论
1.欧拉线
欧拉于1765年在他的著作《三角形的几何学》中首次提出定理:
三角形的重心在欧拉线上,即三角形的重心、垂心和外心共线。
他证明了在任意三角形中,以上四点共线。
欧拉线上的四点中,九点圆圆心到垂心和外心的距离相等,而且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半。
如又图,欧拉线(图中的红线)是指过三角形的垂心(蓝)、外心(绿)、重心(黄)和欧拉圆圆心(红点)的一条直线
2.欧拉函数
φ(x)=x(1-1/p1)(1-1/p2)(1-1/p3)(1-1/p4)…..(1-1/pn),其中p1,p2……pn为x的所有质因数,x是不为0的整数。
φ
(1)=1(唯一和1互质的数(小于等于1)就是1本身)。
(注意:
每种质因数只一个。
比如12=2*2*3
若n是质数p的k次幂,φ(n)=p^k-p^(k-1)=(p-1)p^(k-1),因为除了p的倍数外,其他数都跟n互质。
设n为正整数,以φ(n)表示不超过n且与n互
素的正整数的个数,称为n的欧拉函数值,这里函数
φ:
N→N,n→φ(n)称为欧拉函数。
3.欧拉定理
在数论中,欧拉定理,(也称费马-欧拉定理)是一个关于同余的性质。
欧拉定理表明,若n,a为正整数,且n,a互质,则:
4.欧拉恒等式
其中e是自然指数的底,i是虚数单位,π是圆周率。
这条恒等式第一次出现于1748年欧拉在洛桑出版的书Introduction。
这是复分析的欧拉公式的特例:
对任何实数x,
,作代入即给出恒等式。
理查德·
费曼称这恒等式为“数学最奇妙的公式”,因为它把5个最基本的数学常数简洁地连系起来。
这个等式也叫做欧拉公式,它是数学里最令人着迷的一个公式,它将数学里最重要的几个数学联系到了一起:
两个超越数:
自然对数的底e,圆周率π,两个单位:
虚数单位i和自然数的单位1,以及数学里常见的0。
数学家们评价它是“上帝创造的公式”,我们只能看它而不能理解它
5.欧拉多面体
若用f表示一个正多面体的面数,e表示棱数,v表示顶点数,则有f+v-e=2
我对欧拉的一个定理的研究
——欧拉线
莱昂哈德·
欧拉线上的四点中,九点圆圆心到垂心和外心的距离相等,而且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半。
欧拉线是指过三角形的垂心、外心、重心和欧拉圆圆心的一条直线。
注:
三角形三边的中点,三高的垂足和三个欧拉点(连结三角形各顶点与垂心所得三线段的中点)九点共圆,称为欧拉圆。
证明:
证法1
作△ABC的外接圆?
连结并延长BO?
交外接圆于点D。
连结AD、CD、AH、CH、OH。
作中线AM?
设AM交OH于点G’
∵BD是直径
∴∠BAD、∠BCD是直角
∴AD⊥AB,DC⊥BC
∵CH⊥AB,AH⊥BC
∴DA//CH,DC//AH
∴四边形ADCH是平行四边形
∴AH=DC
∵M是BC的中点,O是BD的中点
∴OM=1/2DC
∴OM=1/2AH
∵OM//AH
∴△OMG’∽△HAG’
∴AG’/MG’=AH/MO=2/1
∴G’是△ABC的重心
∴G与G’重合
∴O、G、H三点在同一条直线上
∴△OMG∽△HAG,OM/AH=1/2
∴OG/HG=1/2
证法2
设H,G,O,分别为△ABC的垂心、重心、外心
。
联结AG并延长交BC于D,则可知D为BC中点。
联结OD,又因为O为外心,所以OD⊥BC。
联结AH并延长交BC于E,因H为垂心,所以AE⊥BC。
所以OD//AE,有∠ODA=∠EAD。
由于G为重心,则GA:
GD=2:
1。
联结CG并延长交BA于F,则可知F为AB中点。
同理,OF//CM.所以有∠OFC=∠MCF
联结FD,有FD平行AC,且有DF:
AC=1:
2。
FD平行AC,所以∠DFC=∠FCA,∠FDA=∠CAD,又∠OFC=∠MCF,∠ODA=∠EAD,相减可得∠OFD=∠HCA,∠ODF=∠EAC,所以有△OFD∽△HCA,所以OD:
HA=DF:
2;
又GA:
1所以HA:
OD=GA:
1
又∠ODA=∠EAD,所以△OGD∽△HGA。
所以∠OGD=∠AGH,又联结AG并延长,所以∠AGH+∠DGH=180°
所以∠OGD+∠DGH=180°
即O、G、H三点共线。
证法3
利用向量证明,简单明了
设H,G,O,分别为△ABC的垂心、重心、外心.,D为BC边上的中点。
∵向量OH=向量OA+向量AH=向量OA+2向量OD……………………………………………………………………
(1)
=向量OA+向量OB+向量BD+向量OC+向量CD
=向量OA+向量OB+向量OC;
而向量OG=向量OA+向量AG
=向量OA+1/3(向量AB+向量AC)……………………………………………
(2)
=1/3[向量OA+(向量OA+向量AB)+(向量OA+向量AC)]
=1/3(向量OA+向量OB+向量OC).
∴向量OG=1/3向量OH,
∴O、G、H三点共线且OG=1/3OH。
欧拉线的应用1:
平面上共圆的5个点,任取其中3点组成三角形,过其重心作另外两点连线的垂线,共有10条。
则这10线交于一点。
设5个点对应的向量分别是z1,z2,z3,z4,z5,且它们的模相等。
因为|z1|=|z2|,所以0,z1,z2,z1+z2这四个点构成一个菱形,所以它们的对角线垂直,所以垂直于z1、z2的连线就相当于平行于z1+z2。
这样经过三角形z3,z4,z5的重心,且垂直于z1,z2连线的直线方程就是
z(t)=(z3+z4+z5)/3+t(z1+z2),其中t是任意实数。
取t=1/3,就得到(z1+z2+z3+z4+z5)/3在这直线上。
同理可得这点在所有这类直线上。
2:
平面上共圆的5个点,任取其中3点组成三角形,过其垂心作另外两点连线的垂线,共有10条。
3:
平面上共圆的5个点,任取其中3点组成三角形,过其九点圆圆心作另外两点连线的垂线,共有10条。
第2,3个结论缘于以下事实:
对欧拉贡献研究总结
一.瑞士教育与研究国务秘书CharlesKleiber曾表示:
“没有欧拉的众多科学发现,今天的我们将过着完全不一样的生活。
”法国数学家拉普拉斯则认为:
读读欧拉,他是所有人的老师。
[2]2007年,为庆祝欧拉诞辰300周年,瑞士政府、中国科学院及中国教育部于2007年4月23日下午在北京的中国科学院文献情报中心共同举办纪念活动,回顾欧拉的生平、工作以及对现代生活的影响。
我认为欧拉是是18世纪数学界最杰出的人物之一,他不但为数学界作出贡献,更把整个数学推至物理的领域,,平均每年写出八百多页的论文,他是数学史上最多产的数学家。
正因为他的惊人的记忆力与口算速度震惊世界。
“天才在于勤奋,欧拉就是这条真理的化身。
”李文林表示,“很多科学家都很勤奋,而欧拉最为典型。
他失明后的十多年都是在完全看不见的情况下作研究。
欧拉心算能力很强,可以通过口述让别人记录。
有一次欧拉的两个学生算无穷级数求和,算到第17项时两人在小数点后第50位数字上发生争执,欧拉这时进行心算,迅速给出了正确答案。
”
二.通过这次对伟大数学家欧拉对数学贡献的研究,加深了自己对数学的兴趣,同时也让我学会了欧拉锲而不舍的精神。
如果命运是块顽石,我就化为大锤,将它砸得粉碎!
研究过程资料
初等数论中欧拉定理的学习
初中竞赛时学到的欧拉线
我做出的欧拉线的证法
参考文献--------
XX网页
XX知道
中国知网
第一范文网