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韋達是哪一國的數學家
韋達是哪一國的數學家
更新时间:2025-04-26 12:19:41

代數學是數學中最古老的的學科之一,從最早的整數,有理數,到方程,再到群環域,最後到如今各種各樣的代數體系,代數學這個學科幾經興衰後才發展如今這樣的數學主流學科。那麼代數學發展過程中最重要的節點是什麼呢?我們從整個數學發展的曆史來看,符号代數的出現無疑是一件不可或缺的裡程碑事件,而符号代數的關鍵人物正是我們中學生都知道的被譽為“符号代數之父”的法國數學家韋達。

韋達(François Viète,1540~1603)出生于法國普瓦圖地區的一個貴族家庭,他早年的職業是律師,這一點和費馬很像,實際上我們可以發現,很多當時的數學家都當過律師,這是因為律師是最體面的工作之一,貴族子弟中有能力的人中很多都會選擇從事這一職業。後來韋達走上仕途,在政府部門出任議員等職。但數學一直是韋達的“業餘愛好”,為此他花費了幾乎所有閑暇時間,實際上在韋達的時代,還沒有出現專職的數學家。

韋達是哪一國的數學家(法國數學家韋達和符号代數)1

在韋達之前,數學家們基本是沿用被稱為“代數學之父”的古希臘數學家丢番圖(Diophantus)所留下的代數符号體系,即使後人有所改進,也隻不過是将單詞縮寫而已,加減這樣的運算符号也隻是用字母代替,這一局面一直持續到16世紀初。到了韋達的時代,為了數學的有效發展,一些數學家有了以符号代替詞語的意識,但一直都不成體系,而韋達則是曆史上第一個有意識而且系統使用字母和符号的數學家。

韋達是哪一國的數學家(法國數學家韋達和符号代數)2

韋達的習慣是用輔音字母表示已知數而用元音字母表示未知數,而用拉丁語表示數的指數,例如a^2他記作a quadratum。盡管韋達明确地使用了“ ”和“-”的運算符号,但卻沒表示乘法和相等的符号,而仍是用拉丁語表示,例如他将

a^3 3a^2b 3ab^2 b^3=(a b)^3

記作

a cubus b in a quadr. 3 a inb quad. 3 b cubo aequalia a b cubo.

這些都說明,韋達的符号體系還是不全面的,後來經過許多數學家的完善才形成了我們今天的體系,例如笛卡爾明确地以字母表前面的字母a,b,c等表示已知數或方程的系數,而已字母表最後的x,y,z等表示未知量或方程未知數,這樣的習慣被沿用至今。

有了符号體系後,一些傳統的代數知識才開始成為系統。三次和四次代數方程的求解是16世紀最重大的數學成就之一,但在韋達之前,數學家往往隻能針對各種類型的方程求解,例如卡爾達諾在他著名的《大法》一書中所涉及的方程高達66種,而每一種都有特殊的解法,這無疑徒增學習和傳播數學的壓力。韋達用自己的符号系統改寫了前人的解方程方法,直接用含系數的代數式将解表示了出來,他還順便得到了如今我們熟知的關于方程根系的“韋達公式”。對于二次和三次方程的韋達公式,韋達本人給出了證明,同時,他也給出了一般n次方程的韋達公式,但他沒能證明,這樣的證明直到兩百年後,在高斯證明了代數學基本定理後才得到完全的證明。

韋達是哪一國的數學家(法國數學家韋達和符号代數)3

除去方程論外,韋達在三角函數方面的貢獻也非常大,例如他給出了正切定理,正弦差公式以及球面三角形的餘弦公式等。令人驚訝的是,在沒有微積分的時代裡,他還給出了一般n倍角的正弦公式:

韋達是哪一國的數學家(法國數學家韋達和符号代數)4

利用這個n倍角公式,韋達曾成功地解出了一個45次方程的23個根!這裡我們要特别說明,在韋達的時代,還沒有複數的概念,所以他得到的根隻有實根。

不僅如此,韋達還給出了曆史上第一個圓周率π的解析表達式:

韋達是哪一國的數學家(法國數學家韋達和符号代數)5

可以說,韋達是同時代裡最傑出的數學家之一,他的貢獻豐富,創造性強而且影響深遠,尤其是他的符号體系思想深深改變了代數學的面貌,自此代數學才開始成為一門獨立而系統的數學學科。韋達無愧為“符号代數之父”!

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