用代数方法解决平面几何问题
代数和几何算数学的区别?
代数和几何算数学的区别?
代数研究的自然是数的学问,几何当然研究图形的学问。
首先,代数在教育当中的系统学习是从小学的算数,初中的方程与式子,高中的不等式,平面向量,大学的高等代数。小学学学习数的基本运算,是具体的数,准确来说不能为代数,代数,是代表这数,用字母代表数在方程里面准确提出,应该说只要用字母代表数的学问都是代数,显然小学数学基本上都是具体的数。初中数学接触了方程之外,还有代数式及其运算,而代数式有其基本的规则运算法则。
高中数学的主线还是函数,而代数方面只是其运算工具,到了大学高等代数才是真正的高级代数学问。
几何方面在初中接触平面几何,高中是立体几何与平面解析几何,平面解析几何与代数息息相关,大学几何是立体解析几何内容。
代数几何讲什么的,谁来介绍一下历史发展?
Dieudonne把代数几何学的历史分为七个时期:
前史(prehistory,Ca.400BC-1630A.D),
探索阶段(Exploration,1630-1795),
射影几何的黄金时代(1795-1850),
Riemann(黎曼)和双有理几何的时代(1850- 1866),
发展和混乱时期(1866-1920),
涌现新结构和新思想的时期(1920-1950),
最后的一个阶段,也就是代数几何史上最辉煌的时期,层(sheaf)和概型(Scheme)的时代(1950-)。
代数几何学的对象原来是欧氏平面中的代数曲线,即由多项式P(x,y)0定义的轨迹,比如最简单的平面代数曲线——直线和圆,古希腊时代就已经在研究圆锥曲线和一些简单的三次,四次代数曲线了。承前述可以看出,研究代数方程组的公共零点集离不开坐标表示,所以,真正意义上的研究还得从Descartes(笛卡尔)和Fermat(费马)创立几何图形的坐标表示开始说起,但这已经是17世纪的事情了。解析几何学对于代数曲线和曲面已经有相当完整的结果了,从Newton(牛顿)开始已着手对三次代数曲线进行分类,共得出72类。
从这时起,分类问题便成为代数几何中的重要问题了,这些问题成为大量研究工作的推动力。但是,反过来,正是由于对三次的或四次的代数曲线进行的分类过于繁复,从而推动了解析几何学向代数几何学的过度,也就是在更加粗糙的水平上进行分类和进行一般的理论研究。
18世纪,AG(代表代数几何,以下类同)的基本问题是代数曲线或代数曲面的相交问题,相当于代数方程组中的消元问题,这个时期得到的基本成果是Bezout定理(贝竹定理):
设X,Y是P^2中两支不同的曲线,次数分别为d和e,令X#Y{P_1, P_2,......P_s}是它们的交点, 在每个点处的相交数分别记为 I(X,Y;P_j), 则
∑I(X,Y;P_j)de。
随着19世纪射影几何学的兴起,开始用射影几何方法来研究代数曲线,其中引进了无穷远点及虚点和用齐次多项式及射影坐标P (X_0,X_1,X_2)0来表示代数曲线,并且允许出现复坐标,1834年,德国数学家普吕克尔得出关于平面曲线的普吕克尔公式,这个公式把平面代数曲线的代数特征和几何特征联系起来了,如次数和拐点数等,特别是由此证明了一般三次代数曲线(即椭圆曲线)皆有9个拐点,1839年,他还发现四次曲线有28条二重切线,其中至多8条是实的。
上面就是前三个阶段代数几何学的一个概貌。