Аналитическая геометрия

Аналитическая геометрия

Аналити́ческая геоме́трия — раздел геометрии, в котором геометрические фигуры и их свойства исследуются средствами алгебры.

В основе этого метода лежит так называемый метод координат, впервые применённый Декартом. Каждому геометрическому соотношению этот метод ставит в соответствие некоторое уравнение, связывающее координаты фигуры или тела.

Содержание

Историческая справка

Идея координат и уравнения кривой была не чужда ещё древним грекам. Архимед, и особенно Аполлоний Пергский, в своих сочинениях приводили так называемые симптомы конических сечений, которые в ряде случаев совпадают с нашими уравнениями. Однако дальше дело не пошло — из-за невысокого уровня древнегреческой алгебры и слабого интереса к кривым, отличным от прямой и окружности.

В Европе первым использовал координатное изображение (для функции, зависящей от времени) Николай Орезмский (XIV век), который называл координаты, по аналогии с географическими, долготой и широтой. К этому времени развитое понятие о координатах уже существовало в астрономии и географии.

Решающий шаг был сделан после того, как Виет (XVI век) сконструировал символический язык для записи уравнений и положил начало системной алгебре.

Около 1637 года Ферма распространяет через Мерсенна мемуар «Введение в изучение плоских и телесных мест», где выписывает и обсуждает (в символике Виета) уравнения различных кривых 2-го порядка в прямоугольных координатах. Для упрощения вида уравнений широко используется преобразование координат. Ферма наглядно показывает, насколько новый подход проще и плодотворней чисто геометрического. Однако мемуар Ферма широкой известностью не пользовался. Гораздо большее влияние имела «Геометрия» Декарта, вышедшая в том же 1637 году, которая независимо и гораздо более полно развивала те же идеи.

Декарт включает в геометрию более широкий класс кривых, в том числе «механические» (трансцендентные, вроде спирали), и провозглашает, что у каждой кривой есть определяющее уравнение. Он строит такие уравнения для алгебраических кривых, проводит их классификацию (позже основательно переделанную Ньютоном). Декарт подчёркивает, хотя и не доказывает, что основные характеристики кривой не зависят от выбора системы координат.

Система координат у Декарта была перевёрнута по сравнению с современной (ось ординат горизонтальна), и отрицательные координаты не рассматривались. Термины «абсцисса» и «ордината» изредка встречаются у разных авторов, хотя в широкое употребление их ввёл только Лейбниц в конце XVII века, вместе с термином «координаты». Название «Аналитическая геометрия» утвердилось в самом конце XVIII века.

Декарт поместил в «Геометрию» множество примеров, иллюстрирующих огромную мощь нового метода, и получает немало результатов, неизвестных древним. Возможные пространственные применения он упоминает, но не приводит.

Аналитический метод Декарта немедленно взяли на вооружение Схоотен, Валлис и многие другие видные математики. Они комментировали «Геометрию», исправляли её недочёты, применяли новый метод в других задачах. Например, Валлис впервые рассматривает конические сечения как плоские кривые (1655), причём уже использует отрицательные абсциссы и косоугольные координаты.

Ньютон не только опирался на координатный метод в своих работах по анализу, но и продолжил геометрические исследования Декарта. Он классифицировал кривые 3-го порядка, выделив 4 типа и 58 видов; позже он добавил ещё 14. Эти результаты были получены около 1668 года, опубликованы вместе с его «Оптикой» в 1704 году.

Система координат Ньютона уже ничем не отличается от современной. Для каждой кривой определяются диаметр, ось симметрии, вершины, центр, асимптоты, особые точки и т. п.

В «Началах» Ньютон старался всё доказывать в манере древних, без координат и бесконечно малых; однако несколько применений новых методов там всё же имеется. Гораздо бо́льшую роль аналитическая геометрия играет в его «Всеобщей арифметике». В большинстве случаев он не посчитал нужным привести доказательства, чем обеспечил работой на долгие годы целую армию комментаторов.

В первой половине XVIII века в основном продолжалось изучение алгебраических кривых высших порядков; Стирлинг обнаружил 4 новых типа, не замеченных Ньютоном. Были выявлены и классифицированы особые точки.

Клеро в 1729 году представил Парижской академии «Исследования о кривых двоякой кривизны». Эта книга по существу положила начало трем геометрическим дисциплинам: аналитической геометрии в пространстве, дифференциальной геометрии и начертательной геометрии.

Общую и очень содержательную теорию кривых и поверхностей (преимущественно алгебраических) предложил Эйлер. В своём «Введении в анализ бесконечно малых» (1748) он дал классификацию кривых 4-го порядка и показал, как определить радиус кривизны. Там, где это удобно, используются косоугольные или полярные координаты. Отдельная глава посвящена неалгебраическим кривым.

Во второй половине XVIII века аналитическая геометрия, получив мощную поддержку зрелого анализа, завоевала новые вершины (Эйлер, Лагранж, Монж), однако рассматривается уже скорее как аппарат дифференциальной геометрии.

Разделы

Основные разделы аналитической геометрии

См. также

Литература

  • Бортаковский А. С., Пантелеев А. В. Аналитическая геометрия в примерах и задачах: Учеб. пособие. — М.: Высш. шк., 2005. — 496 с. (Серия «Прикладная математика»).
  • Ильин В. А., Позняк Э. Г. Аналитическая геометрия. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. — 240 с.
  • История математики под редакцией А. П. Юшкевича в трёх томах, М.: Наука.



Wikimedia Foundation. 2010.

Смотреть что такое "Аналитическая геометрия" в других словарях:

  • АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ — 1) наука о кривых линиях 2 й степени. 2) приложение алгебры к геометрии. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. АНАЛИТИКА ИЛИ АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ наука, прилагающая математический анализ к исследованию …   Словарь иностранных слов русского языка

  • АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ — АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ, см. КООРДИНАТНАЯ ГЕОМЕТРИЯ …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ — АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ, раздел геометрии, в котором геометрические образы изучаются средствами алгебры. Существенным при этом является применение координат и исследование геометрических свойств по свойствам уравнений. Основы аналитической… …   Современная энциклопедия

  • АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ — раздел геометрии, в котором свойства геометрических образов (точек, линий, поверхностей) устанавливаются средствами алгебры при помощи метода координат, т. е. путем изучения свойств уравнений, графиками которых эти образы являются. В… …   Большой Энциклопедический словарь

  • аналитическая геометрия — сущ., кол во синонимов: 1 • ангем (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 …   Словарь синонимов

  • Аналитическая геометрия — АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ, раздел геометрии, в котором геометрические образы изучаются средствами алгебры. Существенным при этом является применение координат и исследование геометрических свойств по свойствам уравнений. Основы аналитической… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ — часть математики, в которой изучаются свойства геометрических образов (точек, линий, поверхностей и тел) средствами (см.) и анализа на основе метода координат …   Большая политехническая энциклопедия

  • АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ — раздел геометрии, который исследует простейшие геометрические объекты средствами элементарной алгебры на основе метода координат. Создание аналитической геометрии обычно приписывают Р.Декарту, изложившему ее основы в последней главе своего… …   Энциклопедия Кольера

  • Аналитическая геометрия —         раздел геометрии. Основными понятиями А. г. являются простейшие геометрические образы (точки, прямые, плоскости, кривые и поверхности второго порядка). Основными средствами исследования в А. г. служат метод координат (см. ниже) и методы… …   Большая советская энциклопедия

  • АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГЕОМЕТРИЯ — раздел геометрии. Основными понятиями А. г. являются простейшие геометрич. образы (точки, прямые, плоскости, кривые и поверхности 2 го порядка). Основными средствами исследования в А. г. служат метод координат и методы элементарной алгебры.… …   Математическая энциклопедия

Книги

  • Аналитическая геометрия, И.И. Сомов. Эта книга будет изготовлена в соответствии с Вашим заказом по технологии Print-on-Demand. Воспроизведено в оригинальной авторской орфографии издания 1907 года (издательство "S.-Peterburg,… Подробнее  Купить за 755 руб
  • Аналитическая геометрия, В. А. Ильин, Э. Г. Позняк. Учебник написан на основе опыта преподавания авторов в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова. Первое издание вышло в 1968 г., второе (1971 г.) и третье (1981 г.)… Подробнее  Купить за 483 руб
  • Аналитическая геометрия, Золотаревская Д.И.. Настоящее учебное пособие соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования Российской Федерации. Оно включает в себя все вопросы,… Подробнее  Купить за 466 руб
Другие книги по запросу «Аналитическая геометрия» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.