Реферат
по дисциплине:
« Математика»
на тему:
«Архимед - великий математик»
Выполнил:
ученик 7 «А» класса
средней школы № 45
Маринов Кирилл
Проверил:
Кабуркина
Маргарита Николаевна
Чебоксары 2009
АРХИМЕД (ок. 287 до н. э., Сиракузы, Сицилия 212 до н. э., там же)
Архимед получил блестящее образование у своего отца, астронома и математика Фидия, родственника сиракузского тирана Гиерона II, покровительствовавшего Архимеду. В юности провел несколько лет в крупнейшем культурном центре того времени Александрии, где познакомился с Эрастосфеном. Затем до конца жизни жил в Сиракузах. Во время 2-й Пунической войны Архимед организовал инженерную оборону города. Изобретенные им военные метательные и др. машины (о них рассказывает Плутарх в жизнеописании римского полководца Марцелла) в течение двух лет сдерживали осаду Сиракуз римлянами. Архимеду приписывается также сожжение римского флота направленным на него через систему вогнутых зеркал солнечным светом, но это вряд ли достоверно. Гений Архимеда вызывал такое восхищение у римлян, что Марцелл приказал сохранить ему жизнь, но при взятии Сиракуз он был убит не узнавшим его солдатом.
В наше время имя Архимеда связывают главным образом с его замечательными математическими работами, однако в античности он прославился также как изобретатель различного рода механических устройств и инструментов, о чем сообщают авторы, жившие в более позднюю эпоху. Правда, авторство Архимеда во многих случаях вызывает сомнения. Так, считается, что Архимед был изобретателем т.н. архимедова винта, который служил для подъема воды на поля и явился прообразом корабельных и воздушных винтов, хотя, судя по всему, такого рода устройство использовалось и раньше. Не внушает особого доверия и то, что рассказывает Плутарх в Жизнеописании Марцелла. Здесь говорится, что в ответ на просьбу царя Гиерона продемонстрировать, как тяжелый груз может быть сдвинут малой силой, Архимед «взял трехмачтовое грузовое судно, которое перед этим с превеликим трудом вытянули на берег много людей, усадил на него множество народа и загрузил обычным грузом. После этого Архимед сел поодаль и стал без особых усилий тянуть на себя канат, перекинутый через полиспаст, отчего судно легко и плавно, словно по воде, «поплыло» к нему». Именно в связи с этой историей Плутарх приводит замечание Архимеда, что, «если бы имелась иная Земля, он сдвинул бы нашу, перейдя на ту» (более известный вариант этого высказывания сообщает Папп Александрийский: «Дайте мне, где стать, и я сдвину Землю»). Вызывает сомнение и подлинность истории, поведанной Витрувием, что будто бы царь Гиерон поручил Архимеду проверить, из чистого ли золота сделана его корона или же ювелир присвоил часть золота, сплавив его с серебром. «Размышляя над этой задачей, Архимед как-то зашел в баню и там, погрузившись в ванну, заметил, что количество воды, переливающейся через край, равно количеству воды, вытесненной его телом. Это наблюдение подсказало Архимеду решение задачи о короне, и он, не медля ни секунды, выскочил из ванны и, как был нагой, бросился домой, крича во весь голос о своем открытии: «Эврика! Эврика!» (греч. «Нашел! Нашел!»)».
Более достоверным представляется свидетельство Паппа, что Архимеду принадлежало сочинение Об изготовлении [небесной] сферы, речь в котором шла, вероятно, о построении модели планетария, воспроизводившей видимые движения Солнца, Луны и планет, а также, возможно, звездного глобуса с изображением созвездий. Во всяком случае Цицерон сообщает, что тот и другой инструмент захватил в Сиракузах в качестве трофеев Марцелл. Наконец, Полибий, Ливий, Плутарх и Цец сообщают о грандиозных баллистических и иных машинах, построеннных Архимедом для отражения римлян.
Если мы что-то знаем о его работах, то лишь благодаря тому интересу, который питали к ним в Константинополе в 6–9 в. Эвтокий, математик, родившийся в конце 5 в., прокомментировал по крайней мере три работы Архимеда, по-видимому, наиболее известные в то время: О шаре и цилиндре, Об измерении круга и О равновесии плоских фигур. Работы Архимеда и комментарии Эвтокия изучали и преподавали математики Анфимий из Тралл и Исидор из Милета, архитекторы собора св. Софии, возведенного в Константинополе в правление императора Юстиниана. Реформа преподавания математики, которую проводил в Константинополе в 9 в. Лев Фессалоникийский, по-видимому, способствовала собиранию работ Архимеда. Тогда же он стал известен мусульманским математикам. Теперь мы видим, что арабским авторам недоставало некоторых наиболее важных работ Архимеда, таких как О квадратуре параболы, О спиралях, О коноидах и сфероидах, Исчисление песчинок и О методе. Но в целом арабы овладели методами, изложенными в других работах Архимеда, и нередко блестяще ими пользовались.
Средневековые латиноязычные ученые впервые услышали об Архимеде в 12 в., когда появились два перевода с арабского на латынь его сочинения Об измерении круга. Лучший перевод принадлежал знаменитому переводчику Герарду Кремонскому, и в последующие три столетия он послужил основой многих изложений и расширенных версий. Герарду принадлежал также перевод трактата Слова сынов Моисеевых арабского математика 9 в. Бану Мусы, в котором приводились теоремы из сочинения Архимеда О шаре и цилиндре с доказательством, аналогичным приведенному у Архимеда. В начале 13 в. Иоанн де Тинемюэ перевел сочинение О криволинейных поверхностях, по которому видно, что автор был знаком с другой работой Архимеда – О шаре и цилиндре. В 1269 доминиканец Вильгельм из Мербеке перевел с древнегреческого весь корпус работ Архимеда, кроме Исчисления песчинок, Метода и небольших сочинений Задача о быках и Стомахион. Для перевода Вильгельм из Мербеке использовал две из трех известных нам византийских рукописей (рукописи А и В). Мы можем проследить историю всех трех. Первая из них (рукопись А), источник всех копий, снятых в эпоху Возрождения, по-видимому, была утрачена примерно в 1544. Вторая рукопись (рукопись В), содержавшая работы Архимеда по механике, в том числе сочинение О плавающих телах, исчезла в 14 в. Копий с нее снято не было. Третья рукопись (рукопись С) не была известна до 1899, а изучать ее стали лишь с 1906. Именно рукопись С стала драгоценной находкой, так как содержала великолепное сочинение О методе, известное ранее лишь по отрывочным фрагментам, и древнегреческий текст О плавающих телах, исчезнувший после утраты в 14 в. рукописи В, которую использовал при переводе на латынь Вильгельм из Мербеке. Этот перевод имел хождение в 14 в. в Париже. Он использовался также Якобом Кремонским, когда в середине 15 в. тот предпринял новый перевод корпуса сочинений Архимеда, входивших в рукопись А (т.е. за исключением сочинения О плавающих телах). Именно этот перевод, несколько поправленный Региомонтаном, был опубликован в 1644 в первом греческом издании трудов Архимеда, хотя некоторые переводы Вильгельма из Мербеке были изданы в 1501 и 1543. После 1544 известность Архимеда начала возрастать, и его методы оказали значительное влияние на таких ученых, как Симон Стевин и Галилей, а тем самым, хотя и косвенно, воздействовали на формирование современной механики.
Сохранившиеся математические сочинения Архимеда можно разделить на три группы. Сочинения первой группы посвящены в основном доказательству теорем о площадях и объемах криволинейных фигур или тел. Сюда относятся трактаты О шаре и цилиндре, Об измерении круга, О коноидах и сфероидах, О спиралях и О квадратуре параболы. Вторую группу составляют работы по геометрическому анализу статических и гидростатических задач: О равновесии плоских фигур, О плавающих телах. К третьей группе можно отнести различные математические работы: О методе механического доказательства теорем, Исчисление песчинок, Задача о быках и сохранившийся лишь в отрывках Стомахион. Существует еще одна работа – Книга о предположениях (или Книга лемм), сохранившаяся лишь в арабском переводе. Хотя она и приписывается Архимеду, в своем нынешнем виде она явно принадлежит другому автору (поскольку в тексте имеются ссылки на Архимеда), но, возможно, здесь приведены доказательства, восходящие к Архимеду. Несколько других работ, приписываемых Архимеду древнегреческими и арабскими математиками, утеряны.
Дошедшие до нас работы не сохранили своей первоначальной формы. Так, судя по всему, I книга трактата О равновесии плоских фигур является отрывком из более обширного сочинения Элементы механики; кроме того, она заметно отличается от II книги, написанной явно позднее. Доказательство, упоминаемое Архимедом в сочинении О шаре и цилиндре, было утрачено ко 2 в. н.э. Работа Об измерении круга сильно отличается от первоначального варианта, и предложение II в ней скорее всего заимствовано из другого сочинения. Заглавие О квадратуре параболы вряд ли могло принадлежать самому Архимеду, так как в его время слово «парабола» еще не использовалось в качестве названия одного из конических сечений. Тексты таких сочинений, как О шаре и цилиндре и Об измерении круга, скорее всего, подвергались изменениям в процессе перевода с дорийско-сицилийского на аттический диалект.
При доказательстве теорем о площадях фигур и объемах тел, ограниченных кривыми линиями или поверхностями, Архимед постоянно использует метод, известный как «метод исчерпывания». Изобрел его, вероятно, Евдокс (расцвет деятельности ок. 370 до н.э.) – по крайней мере, так считал сам Архимед. К этому методу время от времени прибегает и Евклид в XII книге Начал. Доказательство с помощью метода исчерпывания, в сущности, представляет собой косвенное доказательство от противного. Иначе говоря, утверждение «А равно В» считается истинным в том случае, когда принятие противоположного утверждения, «А не равно В», ведет к противоречию. Основная идея метода исчерпывания заключается в том, что в фигуру, площадь или объем которой требуется найти, вписывают (или вокруг нее описывают, либо же вписывают и описывают одновременно) правильные фигуры. Площадь или объем вписанных или описанных фигур увеличивают или уменьшают до тех пор, пока разность между площадью или объемом, которые требуется найти, и площадью или объемом вписанной фигуры не становится меньше заданной величины. Пользуясь различными вариантами метода исчерпывания, Архимед смог доказать различные теоремы, эквивалентные в современной записи соотношениям S = 4pr2 для площади поверхности шара, V = 4/3pr3 для его объема, теореме о том, что площадь сегмента параболы равна 4/3 площади треугольника, имеющего те же оcнование и высоту, что и сегмент, а также многие другие интересные теоремы.
Хотя Архимед был в первую очередь геометром, он совершил ряд интересных экскурсов и в область численных расчетов, пусть примененные им методы и не вполне ясны. В предложении III сочинения Об измерении круга он установил, что число p меньше и больше. Из доказательства видно, что он располагал алгоритмом получения приближенных значений квадратных корней из больших чисел. Интересно отметить, что у него приведена и приближенная оценка числа , а именно: . В сочинении, известном под названием Исчисление песчинок, Архимед излагает оригинальную систему представления больших чисел, позволившую ему записать число , где само Р равно . Эта система потребовалась ему, чтобы сосчитать, сколько песчинок понадобилось бы, чтобы заполнить Вселенную.
В труде о спирали Архимед исследовал свойства т.н. архимедовой спирали, записал в полярных координатах характеристическое свойство точек спирали, дал построение касательной к этой спирали, а также определил ее площадь.
В истории физики Архимед известен как один из основоположников успешного применения геометрии к статике и гидростатике. В I книге сочинения о равновесии плоских фигур он приводит чисто геометрический вывод закона рычага. По сути, его доказательство основано на сведении общего случая рычага с плечами, обратно пропорциональными приложенным к ним силам, к частному случаю равноплечего рычага и равных сил. Все доказательство от начала и до конца пронизано идеей геометрической симметрии.
В своем сочинении о плавающих телах Архимед применяет аналогичный метод к решению задач гидростатики. Исходя из двух допущений, сформулированных на геометрическом языке, Архимед доказывает теоремы (предложения) относительно величины погруженной части тел и веса тел в жидкости как с большей, так и с меньшей плотностью, чем само тело. В предложении VII, где говорится о телах более плотных, чем жидкость, выражен т.н. закон Архимеда, согласно которому «всякое тело, погруженное в жидкость, теряет по сравнению со своим весом в воздухе столько, сколько весит вытесненная им жидкость». В книге II содержатся тонкие соображения относительно устойчивости плавающих сегментов параболоида.
Список использованной литературы
1.Ф. Рудио, О квадратуре круга, ГТТИ, 1934.
2.В. П. Щереметевский, Очерки по истории математики, Учпедгиз, 1940.
3.С. Я. Лурье, Архимед, АН СССР, 1945.
4.С. Н. Шрейдер, Три задачи древней геометрии. Из опыта проведения внеклассной работы по математике в средней школе, Учпедгиз, 1955.
5.В. И. Лебедев, Очерки по истории точных наук, вып. 4, Знаменитые задачи древности, М., 1917.
www.yurii.ru
Скачать реферат по математике «Великие математики: Архимед. Закон Архимеда» в формате doc
Скачать презентацию «Великие математики: Архимед. Закон Архимеда» в формате ppt
В этой статье Школьный портал представляет Вам качественный реферат и красочную презентацию по математике на тему «Великие математики: Архимед. Закон Архимеда», где изложена подробная информация об этом выдающемся человеке и, поистине, исторической личности.
Родившись на острове Сицилия в городе Сиракузы в 3 веке до нашей эры, для более полного изучения наук, Архимед направился в Александрию (Египет). Там было организовано сообщество ученых, именовавшееся — Мусейоном. Члены этого сообщества посвятили себя науке и исследованиям, за что получали от царя плату. В их распоряжении была огромная библиотека, насчитывавшая 700 тысяч экземпляров книг. Изучали они несколько дисциплин: математику, медицину, литературу и астрономию.
Позже Архимед возвращается из Александрии в Сиракузы, причину чего авторы трактуют по-разному. Это и царившие в Александрии лесть, постоянные попытки ученых понравиться правителям Египта, и отношение к механике как к исключительно «ремесленному навыку», который достоин только раба. Уже к этому времени механика очень сильно притягивала взоры Архимеда.
Известно, что основная масса его работ, представляют собой — письма друзьям (Досифею, Эрастофену, Конону). Вернувшись в Сиракузы, он привнес сюда с собой богатейший опыт исследований таких областей, как математика, астрономия, физика, инженерное дело. За ним замечали, что он совсем не задумывается о своем бытии, а увлечен только вычислениями и изобретательством.
Интересен тот факт, что Архимед, забывая о пище и бане, мог чертить повсюду: на песке, пепле, пыли, а иногда и на собственном теле. Настолько погруженный в свои исследования, мысль о выталкивающей силе, которая действует на погруженное тело в жидкости, пришедшая к нему прямо в ванне, настолько вдохновила его, что он нагишом проносился по улицам Сиракуз со своей знаменитой ныне на весь мир фразой — «Эврика!» (в пер. «Я нашел!»).
Великие математики имеют в своих рядах имя Архимеда неспроста. Архимед является автором большого количества открытий и гениальных изобретений. Конструкции многих механизмов стали известны на весь мир. Это и машины, орошающие поля, и системы рычагов и блоков, чтобы поднимать тяжелые грузы (краны). И водоподъемный механизм, и военные метательные аппараты. Им была сооружена уникальная система блоков, позволившая одному человеку спустить на воду большой корабль «Сиракосия». С тех пор и стала крылатой его фраза: «Предоставьте мне точку опоры, я поверну Землю».
Гениальность инженерного искусства Архимед проявил во время осады Сиракуз, когда солдаты римского консула Марцелла надолго были остановлены невиданными машинами у стен города. Это были сконструированные им громадные катапульты, стрелявшие с поразительной точностью каменными глыбами, а также метательные машины, установленные в бойницах, которые выбрасывали множество ядер.
Кроме того, созданные по его технологии береговые краны забрасывали вражеские корабли каменными и свинцовыми глыбами, бросая их с большой высоты. Некоторые авторы рассказывают и о сконструированной Архимедом системы вогнутых зеркал, которые во время осады Сиракуз, направленные на корабли противника, поджигали их преломленными лучами. Увы, об этих сооружениях и механизмах нам стало известно лишь из работ Плутарха и некоторых других историков, так как сам Архимед не считал нужным записывать некоторые свои озарения.
О своих открытиях, за которые и был прославлен Архимед, он не оставил ни единого сочинения. Единственный трофей Марцелла (римский консул), после завоевания Сиракуз, была знаменитая «сфера» Архимеда — глобус небесный, представлявший модель небесных светил. О других секретах машин Древний Рим так и не узнал.
По одной из версий, Архимед погиб от рук римского легионера, когда отказался явиться к Марцеллу, захватившего его родной город. Об этом и о многих любопытных событиях из жизни Архимеда, вы можете узнать, скачав реферат и презентацию «Великие математики: Архимед. Закон Архимеда» по ссылке в начале статьи.
Просмотреть презентацию «Великие математики: Архимед. Закон Архимеда» можно ниже ↓
Скачать презентацию «Великие математики: Архимед. Закон Архимеда» в формате ppt
nashashcola.ru
Архимед - величайший из математиков древности; родился в Сиракузах, в 287 г. до Р.Х., был родственником царя Гиерона II.
Математика обязана этому знаменитому ученому своими драгоценнейшими открытиями и важнейшими истинами, образующими блестящую эру прогресса в древности. Биографы Архимеда не оставили нам сведений, под чьим руководством он занимался в детстве; но кто бы ни были его учителя, он их превзошел.
Известно лишь, что Архимед был знаком с элементарными принципами Евклида. Все отрасли математики одинаково входили в предмет изучений в исследований Архимеда, но геометрия и механика принадлежат к числу тех, которыми он занимался с большим успехом и превосходством: он предавался им с таким усердием и самопожертвованием, что забывал ради них про существенные жизненные потребности, и не раз его рабы обязаны были принуждать его воспользоваться их услугами.
К великому несчастию для человечества, многие его открытия из области геометрии не дошли до нас, но и того, что составляет наше достояние, совершенно достаточно, чтобы предать его память заслуженному бессмертию. Арифметику Архимед обогатил своим трактатом, под названием «Псамит» (пер. на русском языке Ф. Петрушевским, 1824), в котором он указывает способ для вычисления количества песчинок, могущих заключиться в объеме земного шара.
В области геометрии Архимед сделал открытие, которое поныне выражается в законе: «сегмент, шар и цилиндр с одинаковыми основаниями и при равных высотах относятся между собою, как 1, 2, 3», или, что «шар равен 2/3 описанного около него цилиндра». Это открытие доставило Архимеду так много радостей, что он изъявил желание иметь эпитафией на своем гробу шар, вписанный в цилиндр, найденный закон об отношении шара к цилиндру составляет предмет прекрасного трактата Архимеда «О шаре и цилиндре».
В другом трактате: «Об измерении длины окружности» Архимед впервые доказывает истину, что площадь круга равна площади треугольника, высота которого равна радиусу, а основание - периферии. Отношение длины окружности к диаметру круга (что ныне известно под видом p) Архимед пытался выразить при помощи вписанных и описанных правильных многоугольников и нашел это отношение в пределах 22/7, и 223/71, что весьма близко подходить к величине ныне общепринятого p.
Из других дошедших до нас сочинений Архимеда по геометрии особенно замечательно «Исследование коноидов и сфероидов» (2 т.), при чем он последние сравнивает с цилиндром и шаром с одинаковыми высотами и равными диаметрами и выводить их взаимные отношения. К этим важным открытиям Архимеда по геометрии надо прибавить еще другие, которые не менее способствовали славе сиракузского ученого, а именно, квадратуру параболы и исследование свойств спиралей, одна из которых получила даже названо «Архимедовой спирали».
Мы не упомянем еще о некоторых сочинениях Архимеда по чистой математике, из которых дошла до нас только малая часть, а перейдем к другой отрасли работ Архимеда. Важные открытия сделанные Архимедом в механике, дают ему право считаться творцом этой ветви математических наук. Все познания, которыми обладали до него по этому предмету, включая сюда и трактаты Аристотеля, не выходили из категории первоначальных понятий и неопределенных гипотез, характеризовавших зародышевое состояние этой науки.
Архимед же быстро превзошел своих предшественников и первый установил верные принципы статики и особенно - гидростатики. Статика Архимеда основана на идее центра тяжести, впервые им высказанной и при том так уверенно, что он мог сказать однажды: «Дайте мне точку опоры, и я подниму земной шар». Что касается открытий Архимеда по гидростатике, то передают следующие обстоятельства, вызвавшие бессмертный принцип Архимеда: «Всякое тело при погружении в жидкость теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость».
Гиерон, царь сиракузский, подозревая своего ювелира в обмане при выделки золотой короны, поручил своему родственнику Архимеду открыть обман и доказать, что в корону примешано серебра больше, чем следовало. Долго, безуспешно трудился Архимед над решением предложенной задачи, пока наконец случайно во время купания открыл основной гидростатический закон и пришел от своего открытия в такой восторг, что голый, с криками «eurhka» (я нашел!) побежал из купальни домой, чтобы испробовать свою теорию, которая так прекрасно впоследствии подтвердилась.
В древности Архимеду приписывали до 40 открытий в области практической механики, но не все они описаны его биографами и комментаторами, так что некоторые известны лишь по названию, как то: архимедов рычаг, полиспаст и др. Архимедов винт применил он, будучи в Египте, к осушке залитых Нилом местностей. Укажем также на изобретенный Архимедом планетарий - прибор, который с наглядностью показывал движение небесных тел.
Не менее замечательно, что Архимед знал про силу водяных паров и пытался применить ее к орудиям своего века, так наз. метательным снарядам. Римляне, под предводительством консула Марцелла, осаждали во время второй Пунической войны (212 г. до Р.Х.) родину Архимеда - Сиракузы.
Посвятив себя защите Сиракуз, Архимед стал душой самого упорного и вместе с тем самого искусного сопротивления, о котором говорит история. Он построил метательные снаряды, причинившие много вреда римскому войску.
Историки Полибий, Ливий и Плутарх, описавшие эту редкую по выдержанности осаду, повествуют, что Архимед построил также громадные «зажигательные стёкла» (двояковыпуклые чечевицы), посредством которых сжег римский флот. Тем не менее, Архимед не мог спасти свою родину от печальной участи: римляне вторглись в город.
Солдаты, предававшиеся грабежу, не пропустили и дома Архимеда; который в это время сидел на полу, посыпанном песком, на котором чертил свои геометрические фигуры. Архимед встретил победителей классическими словами: «Не трогай моих фигур!» (Noli turbare circulos meos!), но варвар не пощадил старца и умертвил его на месте.
Так кончил свою плодотворную деятельность Архимед на 75 году жизни, окруженный двойным ореолом славы, приобретенной наукой и редким патриотизмом. На его могилу поставили цилиндр, с включенным (вписанным) в него шаром, чтобы этим увековечить его открытие взаимного отношения шара и цилиндра, которому он придавал особое значение.
Страницы: 123 следующая→
Цицерон, будучи квестором Сицилии, отыскал этот памятник, скрытый в кусте. Оставшиеся после него сочинения собрал Торелли (Оксфорд, 1792 г.), Гейберг (Лейпциг, 1680 г.). Они были переведены и объяснены Ницце (Штральзунд, 1824). Отдельные сочинения его переведены Гаубером (Тюбинген, 1798 г.), Гофманом (Ашафенб., 1817 г.), Крюгером (Кведлинб. и Лейпциг, 1820 г.) и Гутенекером (Вюрцбург, 1828 г.).
Он жил так невообразимо давно, что память о нем, словно древняя галера, плывущая по океану времени, обросла ракушками вымыслов и легенд. И наверное, за 2262 года легенд этих стало больше, чем правды.
Отец его был математиком и астрономом и состоял в близком родстве с Гиероном, тираном Сиракуз. Архимед с детства подружился с миром чисел и всю жизнь не переставал восхищаться строгой логикойих вечных законов, рядом с которыми законы мира людей так преходящи и несовершенны. Он чувствовал это особенно остро в Александрии, где всесильные Птолемеи, по словам одного странствующего философа, «откармливают легионы книжных червей ручных, что ведут бесконечные споры в птичнике муз…». «Ручные книжные черви» - цвет науки и поэзии той поры - были собраны здесь со всех берегов, дабы прославить своими трудами повелителей Египта. Это было время тонкой и умной лести, обаятельного заискивания, чистосердечного раболепства, когда желание нравиться Птолемею охватило не только склонный к восторгам ум поэтов, но и гений астрономов, физиков, геометров. Может быть, это изощренное в выражении верноподданнических чувств общество и заставило молодого ученого из Сиракуз расстаться с фолиантами богатейшей библиотеки мира и уплыть домой, в Сицилию. А может быть, он покинул Александрию еще и потому, что не мог разделять модных там Аристотелевых воззрений на механику как на «ремесленный навык», достойный раба. Именно механика, прекрасная, не уступающая по красоте своей геометрии, влекла его к себе все более. Он понимает, что законы рычага - это поистине вселенские законы, и выстраивает цепь механических постулатов и теорем, которой позавидовал бы сам Евклид. Домой, в Сиракузы, он привез основы новой науки, которую потомки назовут статикой и на ней, как на незыблемом фундаменте, построят заоблачное здание механики.
В Сиракузах он живет без забот, он окружен почетом, вниманием и не нуждается в средствах. Впрочем, он мало думает о своем бытии, увлеченный вычислениями. Злые языки говорили, что Архимед забывал о пище, подолгу не бывал в бане и готов был чертить везде: в пыли, пепле, на песке, даже на собственном теле. В ванне вдруг осенила его мысль о выталкивающей силе, действующей на погруженное в жидкость тело, и, забыв обо всем, голый, бежал он по улицам Сиракуз с победным кличем: «Эврика!» («Я нашел!») Его мало заботит людская молва и суд потомков - увы, подчас чересчур мало. Некоторые озарения свои он даже не считает нужным записывать, и мы никогда не узнаем, как удалось ему извлекать квадратные корни из очень больших чисел до появления правила извлечения корней.
Труды Архимеда в астрономии, геометрии, механике велики и многочисленны, но в нем неистребимо жила страсть к изобретательству, к материальному воплощению найденных теоретических закономерностей. Архимед - редчайшее в науке сочетание высокого теоретика с виртуозом инженером. И сегодня нельзя без восхищения и удивления читать дошедшие до нас строки Плутарха, рассказывающие об осаде Сиракуз римским полководцем Марцеллом. Десятки сконструированных Архимедом катапульт всех «калибров» метали каменья в корабли захватчиков, на их головы неслись тучи копий и дротиков из метательных машин. Хитроумные журавлеподобные механизмы поднимали своими клювами людей и сбрасывали их с высоты. Были машины, способные даже корабли поднять над водой за нос, чтобы затем низвергнуть их в пучину. «Что ж, придется нам прекратить войну против геометра», - невесело шутил Марцелл. Архимед победил. Он совершил высочайший научный и гражданский подвиг, этот «Главный Конструктор» древних Сиракуз. И когда предательство открыло римлянам ворота в город, он погиб как солдат под мечом римского легионера.
«Архимед был настолько горд наукой… - писал Плутарх, - что именно о тех своих открытиях, благодаря которым он приобрел славу… он не оставил ни одного сочинения». Да, мы не знаем конструкций его боевых машин. Я подумал: может быть, там, в осажденных Сиракузах, в 212 году до нашей эры и родилась секретность, и пергаменты с чертежами Архимеда были первыми, на которых стоял гриф недоступности…
Факт остается фактом: Древний Рим так и не узнал всех секретов Архимедовых машин, и единственным трофеем Марцелла, украшением его дома стала знаменитая «сфера» Архимеда - сложнейшая модель небесных светил. Много лет спустя, глядя на нее, Марк Туллий Цицерон сказал»… этот сицилиец обладал гением, которого, казалось бы, человеческая природа не может достигнуть».
На своей могильной плите Архимед повелел выгравировать шар и цилиндр - символы его геометрических открытий. Могила заросла репейником, и место это было забыто очень скоро. Лишь через 137 лет после его смерти тот же Цицерон разыскал у Ахродийских ворот этот могильный камень, на котором песчинки, поднятые душным сирокко - ветром из Сахары, уже стерли часть знаков.
А потом могила опять затерялась, теперь уже навсегда. Но осталось имя Архимеда. И через века всегда будут слышать потомки его радостный, гордый возглас, боевой клич науки, пароль каждого, кто ищет: «Эврика!», «Я нашел!»
Достижения в математике
Задача о трисекции угла
Задача о делении угла на три равные части возникла из потребностей архитектуры и строительной техники. При составлении рабочих чертежей, разного рода украшений, многогранных колоннад, при строительстве, внутренней и внешней отделки храмов, надгробных памятников древние инженеры, художники встретились с необходимостью уметь делить окружность на три равные части, а это часто вызывало затруднения. Оригинальное и вместе с тем чрезвычайно простое решение задачи о трисекции угла дал Архимед.
Измерение круга
Задача о квадратуре круга заключается в следующем: построить квадрат, площадь которого была бы равна площади данного круга. Большой вклад в решение этой задачи внес Архимед. В своем трактате «Измерение круга» он доказывает следующие три теоремы:
Теорема первая: Площадь круга равна площади прямоугольного треугольника, один из катетов которого равняется длине окружности круга, а другой радиусу круга.
Теорема вторая: Площадь круга относится к площади квадрата, построенного на диаметре, приблизительно, как 11:14.
Теорема третья: C-3d < d и C-3d > d, где С - длина окружности, а d-ее диаметр. Откуда, d < C-3d < d. Верхнюю и нижнюю границы для числа Архимед получил путем последовательного рассмотрения отношений периметров к диаметру правильных описанных и вписанных в круг многоугольников, начиная с шестиугольника и кончая 96-угольником. Если приравнять верхней границе, то получим архимедово значение (архимедово число).
Спираль Архимеда
Архимедова спираль плоская трансцендентная кривая. Архимедова спираль описывается точкой M, движущейся равномерно по прямой d, которая вращается вокруг точки O, принадлежащей этой прямой. В начальный момент движения M совпадает с центром вращения O прямой.
Инфинитезимальные методы
В группу инфинитезимальных методов входят: метод исчерпывания, метод интегральных сумм, дифференциальные методы. Одним из самых ранних методов является метод интегральных сумм. Он применялся при вычислении площадей фигур, объемов тел, длин кривых линий. Для вычисления объема, тело вращения разбивается на части, и каждая часть аппроксимируется (приближается) описанными и вписанными телами, объемы которых можно вычислить. Теперь остается выбрать аппроксимирующие сверху и снизу тела таким образом, чтобы разность их объемов могла быть сделана сколь угодно малой. Дифференциальным методом Архимед находил касательную к спирали.
bukvasha.ru
Архимед - величайший из математиков древности; родился в Сиракузах, в 287 г. до Р.Х., был родственником царя Гиерона II.
Математика обязана этому знаменитому ученому своими драгоценнейшими открытиями и важнейшими истинами, образующими блестящую эру прогресса в древности. Биографы Архимеда не оставили нам сведений, под чьим руководством он занимался в детстве; но кто бы ни были его учителя, он их превзошел.
Известно лишь, что Архимед был знаком с элементарными принципами Евклида. Все отрасли математики одинаково входили в предмет изучений в исследований Архимеда, но геометрия и механика принадлежат к числу тех, которыми он занимался с большим успехом и превосходством: он предавался им с таким усердием и самопожертвованием, что забывал ради них про существенные жизненные потребности, и не раз его рабы обязаны были принуждать его воспользоваться их услугами.
К великому несчастию для человечества, многие его открытия из области геометрии не дошли до нас, но и того, что составляет наше достояние, совершенно достаточно, чтобы предать его память заслуженному бессмертию. Арифметику Архимед обогатил своим трактатом, под названием «Псамит» (пер. на русском языке Ф. Петрушевским, 1824), в котором он указывает способ для вычисления количества песчинок, могущих заключиться в объеме земного шара.
В области геометрии Архимед сделал открытие, которое поныне выражается в законе: «сегмент, шар и цилиндр с одинаковыми основаниями и при равных высотах относятся между собою, как 1, 2, 3», или, что «шар равен 2/3 описанного около него цилиндра». Это открытие доставило Архимеду так много радостей, что он изъявил желание иметь эпитафией на своем гробу шар, вписанный в цилиндр, найденный закон об отношении шара к цилиндру составляет предмет прекрасного трактата Архимеда «О шаре и цилиндре».
В другом трактате: «Об измерении длины окружности» Архимед впервые доказывает истину, что площадь круга равна площади треугольника, высота которого равна радиусу, а основание - периферии. Отношение длины окружности к диаметру круга (что ныне известно под видом p) Архимед пытался выразить при помощи вписанных и описанных правильных многоугольников и нашел это отношение в пределах 22/7, и 223/71, что весьма близко подходить к величине ныне общепринятого p.
Из других дошедших до нас сочинений Архимеда по геометрии особенно замечательно «Исследование коноидов и сфероидов» (2 т.), при чем он последние сравнивает с цилиндром и шаром с одинаковыми высотами и равными диаметрами и выводить их взаимные отношения. К этим важным открытиям Архимеда по геометрии надо прибавить еще другие, которые не менее способствовали славе сиракузского ученого, а именно, квадратуру параболы и исследование свойств спиралей, одна из которых получила даже названо «Архимедовой спирали».
Мы не упомянем еще о некоторых сочинениях Архимеда по чистой математике, из которых дошла до нас только малая часть, а перейдем к другой отрасли работ Архимеда. Важные открытия сделанные Архимедом в механике, дают ему право считаться творцом этой ветви математических наук. Все познания, которыми обладали до него по этому предмету, включая сюда и трактаты Аристотеля, не выходили из категории первоначальных понятий и неопределенных гипотез, характеризовавших зародышевое состояние этой науки.
Архимед же быстро превзошел своих предшественников и первый установил верные принципы статики и особенно - гидростатики. Статика Архимеда основана на идее центра тяжести, впервые им высказанной и при том так уверенно, что он мог сказать однажды: «Дайте мне точку опоры, и я подниму земной шар». Что касается открытий Архимеда по гидростатике, то передают следующие обстоятельства, вызвавшие бессмертный принцип Архимеда: «Всякое тело при погружении в жидкость теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость».
Гиерон, царь сиракузский, подозревая своего ювелира в обмане при выделки золотой короны, поручил своему родственнику Архимеду открыть обман и доказать, что в корону примешано серебра больше, чем следовало. Долго, безуспешно трудился Архимед над решением предложенной задачи, пока наконец случайно во время купания открыл основной гидростатический закон и пришел от своего открытия в такой восторг, что голый, с криками «eurhka» (я нашел!) побежал из купальни домой, чтобы испробовать свою теорию, которая так прекрасно впоследствии подтвердилась.
В древности Архимеду приписывали до 40 открытий в области практической механики, но не все они описаны его биографами и комментаторами, так что некоторые известны лишь по названию, как то: архимедов рычаг, полиспаст и др. Архимедов винт применил он, будучи в Египте, к осушке залитых Нилом местностей. Укажем также на изобретенный Архимедом планетарий - прибор, который с наглядностью показывал движение небесных тел.
Не менее замечательно, что Архимед знал про силу водяных паров и пытался применить ее к орудиям своего века, так наз. метательным снарядам. Римляне, под предводительством консула Марцелла, осаждали во время второй Пунической войны (212 г. до Р.Х.) родину Архимеда - Сиракузы.
Посвятив себя защите Сиракуз, Архимед стал душой самого упорного и вместе с тем самого искусного сопротивления, о котором говорит история. Он построил метательные снаряды, причинившие много вреда римскому войску.
Историки Полибий, Ливий и Плутарх, описавшие эту редкую по выдержанности осаду, повествуют, что Архимед построил также громадные «зажигательные стёкла» (двояковыпуклые чечевицы), посредством которых сжег римский флот. Тем не менее, Архимед не мог спасти свою родину от печальной участи: римляне вторглись в город.
Солдаты, предававшиеся грабежу, не пропустили и дома Архимеда; который в это время сидел на полу, посыпанном песком, на котором чертил свои геометрические фигуры. Архимед встретил победителей классическими словами: «Не трогай моих фигур!» (Noli turbare circulos meos!), но варвар не пощадил старца и умертвил его на месте.
Так кончил свою плодотворную деятельность Архимед на 75 году жизни, окруженный двойным ореолом славы, приобретенной наукой и редким патриотизмом. На его могилу поставили цилиндр, с включенным (вписанным) в него шаром, чтобы этим увековечить его открытие взаимного отношения шара и цилиндра, которому он придавал особое значение.
Страницы: 123 следующая→
Цицерон, будучи квестором Сицилии, отыскал этот памятник, скрытый в кусте. Оставшиеся после него сочинения собрал Торелли (Оксфорд, 1792 г.), Гейберг (Лейпциг, 1680 г.). Они были переведены и объяснены Ницце (Штральзунд, 1824). Отдельные сочинения его переведены Гаубером (Тюбинген, 1798 г.), Гофманом (Ашафенб., 1817 г.), Крюгером (Кведлинб. и Лейпциг, 1820 г.) и Гутенекером (Вюрцбург, 1828 г.).
Он жил так невообразимо давно, что память о нем, словно древняя галера, плывущая по океану времени, обросла ракушками вымыслов и легенд. И наверное, за 2262 года легенд этих стало больше, чем правды.
Отец его был математиком и астрономом и состоял в близком родстве с Гиероном, тираном Сиракуз. Архимед с детства подружился с миром чисел и всю жизнь не переставал восхищаться строгой логикойих вечных законов, рядом с которыми законы мира людей так преходящи и несовершенны. Он чувствовал это особенно остро в Александрии, где всесильные Птолемеи, по словам одного странствующего философа, «откармливают легионы книжных червей ручных, что ведут бесконечные споры в птичнике муз…». «Ручные книжные черви» - цвет науки и поэзии той поры - были собраны здесь со всех берегов, дабы прославить своими трудами повелителей Египта. Это было время тонкой и умной лести, обаятельного заискивания, чистосердечного раболепства, когда желание нравиться Птолемею охватило не только склонный к восторгам ум поэтов, но и гений астрономов, физиков, геометров. Может быть, это изощренное в выражении верноподданнических чувств общество и заставило молодого ученого из Сиракуз расстаться с фолиантами богатейшей библиотеки мира и уплыть домой, в Сицилию. А может быть, он покинул Александрию еще и потому, что не мог разделять модных там Аристотелевых воззрений на механику как на «ремесленный навык», достойный раба. Именно механика, прекрасная, не уступающая по красоте своей геометрии, влекла его к себе все более. Он понимает, что законы рычага - это поистине вселенские законы, и выстраивает цепь механических постулатов и теорем, которой позавидовал бы сам Евклид. Домой, в Сиракузы, он привез основы новой науки, которую потомки назовут статикой и на ней, как на незыблемом фундаменте, построят заоблачное здание механики.
В Сиракузах он живет без забот, он окружен почетом, вниманием и не нуждается в средствах. Впрочем, он мало думает о своем бытии, увлеченный вычислениями. Злые языки говорили, что Архимед забывал о пище, подолгу не бывал в бане и готов был чертить везде: в пыли, пепле, на песке, даже на собственном теле. В ванне вдруг осенила его мысль о выталкивающей силе, действующей на погруженное в жидкость тело, и, забыв обо всем, голый, бежал он по улицам Сиракуз с победным кличем: «Эврика!» («Я нашел!») Его мало заботит людская молва и суд потомков - увы, подчас чересчур мало. Некоторые озарения свои он даже не считает нужным записывать, и мы никогда не узнаем, как удалось ему извлекать квадратные корни из очень больших чисел до появления правила извлечения корней.
Труды Архимеда в астрономии, геометрии, механике велики и многочисленны, но в нем неистребимо жила страсть к изобретательству, к материальному воплощению найденных теоретических закономерностей. Архимед - редчайшее в науке сочетание высокого теоретика с виртуозом инженером. И сегодня нельзя без восхищения и удивления читать дошедшие до нас строки Плутарха, рассказывающие об осаде Сиракуз римским полководцем Марцеллом. Десятки сконструированных Архимедом катапульт всех «калибров» метали каменья в корабли захватчиков, на их головы неслись тучи копий и дротиков из метательных машин. Хитроумные журавлеподобные механизмы поднимали своими клювами людей и сбрасывали их с высоты. Были машины, способные даже корабли поднять над водой за нос, чтобы затем низвергнуть их в пучину. «Что ж, придется нам прекратить войну против геометра», - невесело шутил Марцелл. Архимед победил. Он совершил высочайший научный и гражданский подвиг, этот «Главный Конструктор» древних Сиракуз. И когда предательство открыло римлянам ворота в город, он погиб как солдат под мечом римского легионера.
«Архимед был настолько горд наукой… - писал Плутарх, - что именно о тех своих открытиях, благодаря которым он приобрел славу… он не оставил ни одного сочинения». Да, мы не знаем конструкций его боевых машин. Я подумал: может быть, там, в осажденных Сиракузах, в 212 году до нашей эры и родилась секретность, и пергаменты с чертежами Архимеда были первыми, на которых стоял гриф недоступности…
Факт остается фактом: Древний Рим так и не узнал всех секретов Архимедовых машин, и единственным трофеем Марцелла, украшением его дома стала знаменитая «сфера» Архимеда - сложнейшая модель небесных светил. Много лет спустя, глядя на нее, Марк Туллий Цицерон сказал»… этот сицилиец обладал гением, которого, казалось бы, человеческая природа не может достигнуть».
На своей могильной плите Архимед повелел выгравировать шар и цилиндр - символы его геометрических открытий. Могила заросла репейником, и место это было забыто очень скоро. Лишь через 137 лет после его смерти тот же Цицерон разыскал у Ахродийских ворот этот могильный камень, на котором песчинки, поднятые душным сирокко - ветром из Сахары, уже стерли часть знаков.
А потом могила опять затерялась, теперь уже навсегда. Но осталось имя Архимеда. И через века всегда будут слышать потомки его радостный, гордый возглас, боевой клич науки, пароль каждого, кто ищет: «Эврика!», «Я нашел!»
Достижения в математике
Задача о трисекции угла
Задача о делении угла на три равные части возникла из потребностей архитектуры и строительной техники. При составлении рабочих чертежей, разного рода украшений, многогранных колоннад, при строительстве, внутренней и внешней отделки храмов, надгробных памятников древние инженеры, художники встретились с необходимостью уметь делить окружность на три равные части, а это часто вызывало затруднения. Оригинальное и вместе с тем чрезвычайно простое решение задачи о трисекции угла дал Архимед.
Измерение круга
Задача о квадратуре круга заключается в следующем: построить квадрат, площадь которого была бы равна площади данного круга. Большой вклад в решение этой задачи внес Архимед. В своем трактате «Измерение круга» он доказывает следующие три теоремы:
Теорема первая: Площадь круга равна площади прямоугольного треугольника, один из катетов которого равняется длине окружности круга, а другой радиусу круга.
Теорема вторая: Площадь круга относится к площади квадрата, построенного на диаметре, приблизительно, как 11:14.
Теорема третья: C-3d < d и C-3d > d, где С - длина окружности, а d-ее диаметр. Откуда, d < C-3d < d. Верхнюю и нижнюю границы для числа Архимед получил путем последовательного рассмотрения отношений периметров к диаметру правильных описанных и вписанных в круг многоугольников, начиная с шестиугольника и кончая 96-угольником. Если приравнять верхней границе, то получим архимедово значение (архимедово число).
Спираль Архимеда
Архимедова спираль плоская трансцендентная кривая. Архимедова спираль описывается точкой M, движущейся равномерно по прямой d, которая вращается вокруг точки O, принадлежащей этой прямой. В начальный момент движения M совпадает с центром вращения O прямой.
Инфинитезимальные методы
В группу инфинитезимальных методов входят: метод исчерпывания, метод интегральных сумм, дифференциальные методы. Одним из самых ранних методов является метод интегральных сумм. Он применялся при вычислении площадей фигур, объемов тел, длин кривых линий. Для вычисления объема, тело вращения разбивается на части, и каждая часть аппроксимируется (приближается) описанными и вписанными телами, объемы которых можно вычислить. Теперь остается выбрать аппроксимирующие сверху и снизу тела таким образом, чтобы разность их объемов могла быть сделана сколь угодно малой. Дифференциальным методом Архимед находил касательную к спирали.
www.coolreferat.com
Краевое государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования
«Красноярский базовый медицинский колледж имени В. М. Крутовского.»
Реферат
Великий математик Архимед
Дисциплина: Математика
Выполнила: студентка 103 гр
Кириллова Мария
Архимед родился в Сиракузах в 287 году до н. э. и там же занимался научной
деятельностью. Учился сначала у своего отца, астронома Фидия, потом в
Александрии, где познакомился с учениками Эвклида, с которыми всю жизнь
поддерживал оживленную переписку. Известно также, что Гераклид написал
биографию Архимеда, не дошедшую до нас.
Архимед — автор ряда необыкновенно глубоких и оригинальных работ по
математике и этим отличается от Эвклида, который стал известен скорее как
систематик знаний, существовавших до него. Работы Архимеда состоят из
расчетов площадей фигур, ограниченных кривыми, и объемов тел, ограниченных
произвольными плоскостями — поэтому Архимед может по справедливости
считаться отцом интегрального исчисления, возникшего на два тысячелетия
позже. Говорят, будто важнейшим своим открытием Архимед считал
доказательство, что объем шара и описанного вокруг него цилиндра относятся
между собой как 2:3. Архимед просил своих друзей поместить это
доказательство на его могильной плите. Архимед пытался решить проблему
квадратуры круга и достиг в этом выдающихся результатов:
1. Площадь круга равна площади прямоугольного треугольника с катетами,
равными длине и радиусу окружности (?г2).
2. Площадь круга так относится к площади описанного вокруг него квадрата,
как 11 :14.
3. Отношение длины окружности к диаметру
больше З1/7 и меньше 310/71.
Перечисленные научные находки — это только небольшая часть творчества
Архимеда. Его произведения отличаются сложностью изложения он не заботился
о доступности, писал сжато, пропуская звенья, по его мнению, легкие для
понимания, по-видимому считал, что читатель будет обладать определенным
уровнем подготовки. Те, кто подобно Плутарху, восхваляли ясность изложения
Архимеда, по-видимому, не читали его произведений, а вот известный
французский математик Франсуа Виет признавал, что не все в них ему понятно.
Несмотря на это, Архимед оказал огромное влияние на развитие математики.
Его усердно переводили и комментировали арабы, а потом западноевропейские
ученые. На основании сохранившихся биографических сведений, достоверность
которых, к сожалению, не может быть подтверждена, можно составить себе
некоторое представление об Архимеде, как о человеке и ученом. В частности,
Архимед по этим данным несколько напоминает классический тип „рассеянного
ученого". По преданию, Архимед долго размышлял над способом решения задачи,
порученной ему царем Героном, о количестве примеси серебра в его золотой
короне. Когда однажды Архимед вошел в ванну и увидел, как вытекает
вытесненная его телом вода, ему внезапно пришла идея, что по объему
вытесненной воды можно определить объем любого тела, а значит и короны.
Пораженный открытием, он выскочил из ванны и, как был нагим, побежал по
улице, крича „эврика", то есть — нашел. Архимеду приписывают также
известное выражение: „дайте мне точку опоры (или дайте мне место, на
котором я мог бы стать), и я сдвину землю". По-видимому, оно было высказано
в связи со спуском корабля на воду. Рабочие были не в силах сдвинуть с
места этот корабль. Им помог Архимед, создавший систему блоков (полиспаст),
при помощи которой один человек, то есть сам царь, совершил эту работу.
Плутарх восславил Архимеда за его участие в защите родного города Сиракуз
от римлян. При помощи изобретенных Архимедом катапульт осажденные поражали
врагов крупными камнями и свинцом, а особые краны позволяли им топить
вражеские корабли. Эти и другие, похожие на них, предания свидетельствуют о
том, что Архимед отказался от платоновской традиции полного отрыва науки от
практики, хотя не сохранилась, а может быть и вообще не существовала,
работа Архимеда по прикладной математике. Архимед был убит в 212 г. до н.
э. римским солдатом во время занятий любимой наукой. Последние его слова,
обращенные к своему убийце, содержали якобы просьбу не уничтожать чертеж,
над которым он размышлял. Сто лет спустя Цицерон нашел могилу Архимеда по
шару, вписанному в цилиндр, изображенному на могильном камне.
Об Архимеде - великом математике и механике - известно больше, чем о
других ученых древности. Прежде всего достоверен год его смерти - год
падения Сиракуз, когда ученый погиб от руки римского солдата. Впрочем,
историки древности Полибий, Ливии, Плутарх мало рассказывали о его
математических заслугах, от них до наших времен дошли сведения о чудесных
изобретениях ученого, сделанных во время службы у царя Гиерона II. Известна
история о золотом венце царя. Чистоту его состава Архимед проверил при
помощи найденного им закона выталкивающей силы, и его возгласе «Эврика!»,
т.е. «Нашел!». Другая легенда рассказывает, что Архимед соорудил систему
блоков, с помощью которой один человек смог спустить на воду огромный
корабль «Сиракосия». Крылатыми стали произнесенные тогда слова Архимеда:
«Дайте мне точку опоры, и я поверну Землю».
Инженерный гений Архимеда с особой силой проявился при осаде Сиракуз,
богатого торгового города на острове Сицилия.
Воины римского консула Марцелла были надолго задержаны у стен города
невиданными машинами: мощные катапульты прицельно стреляли каменными
глыбами, в бойницах были установлены метательные машины, выбрасывающие
грады ядер, береговые краны поворачивались за пределы стен и забрасывали
корабли противника каменными и свинцовыми глыбами, крючья подхватывали
корабли и бросали их вниз с большой высоты, системы вогнутых зеркал (в
некоторых рассказах - щитов) поджигали корабли. В «Истории Марцелла»
Плутарх описывает ужас, царивший в рядах римских воинов: «Как только они
замечали, что из-за крепостной стены показывается веревка или бревно, они
обращались в бегство с криком, что вот Архимед еще ыдумал новую машину на
их погибель».
Огромен вклад Архимеда и в развитие математики. Спираль Архимеда
описываемая точкой, двигающейся по вращающемуся кругу, стояла особняком
среди многочисленных кривых, известных его современникам. Следующая
кинематически определенная кривая - циклоида - появилась только в XVII в.
Архимед научился находить касательную к своей спирали (а его
предшественники умели проводить касательные только к коническим сечениям),
нашел площадь ее витка, а также площадь эллипса, поверхности конуса и шара,
объемы шара и сферического сегмента. Особенно он гордился открытым им
соотношением объема шара и описанного вокруг него цилиндра, которое равно
2:3.
Архимед много занимался и проблемой квадратуры круга . Ученый
вычислил отношение длины окружности к диаметру (число л) и нашел, что
оно заключено между 310/71 и 31/7.
Созданный им метод вычисления длины окружности и площади фигуры был
существенным шагом к созданию дифференциального и интегрального исчислений,
появившихся лишь 2000 лет спустя.
Архимед нашел также сумму бесконечной геометрической прогрессии со
знаменателем 1/4. В математике это был первый пример бесконечного ряда.
Большую роль в развитии математики сыграло его сочинение «Псаммит» - «О
числе песчинок», в котором он показывает, как с помощью существовавшей
системы счисления можно выражать сколь угодно большие числа. В качестве
повода для своих рассуждений он использует задачу о подсчете количества
песчинок внутри видимой Вселенной. Тем самым было опровергнуто
существовавшее тогда мнение о наличии таинственных «самых больших чисел».
Литература:
1. Шеренга великих математиков, Наша Ксенгарня,
Варшава – 1970, с. 13-15;
2. Энциклопедический словарь юного математика, 2-ое изд., составитель
Савин А.П., из-во «Педагогика» -1989г, с.29
referat911.ru
Реферат
по дисциплине:
« Математика»
на тему:
«Архимед — великий математик»
Выполнил:
ученик 7 «А» класса
средней школы № 45
Маринов Кирилл
Проверил:
Кабуркина
Маргарита Николаевна
Чебоксары 2009
АРХИМЕД (ок. 287 до н. э., Сиракузы, Сицилия 212 до н. э., там же)
Архимед получил блестящее образование у своего отца, астронома и математика Фидия, родственника сиракузского тирана Гиерона II, покровительствовавшего Архимеду. В юности провел несколько лет в крупнейшем культурном центре того времени Александрии, где познакомился с Эрастосфеном. Затем до конца жизни жил в Сиракузах. Во время 2-й Пунической войны Архимед организовал инженерную оборону города. Изобретенные им военные метательные и др. машины (о них рассказывает Плутарх в жизнеописании римского полководца Марцелла) в течение двух лет сдерживали осаду Сиракуз римлянами. Архимеду приписывается также сожжение римского флота направленным на него через систему вогнутых зеркал солнечным светом, но это вряд ли достоверно. Гений Архимеда вызывал такое восхищение у римлян, что Марцелл приказал сохранить ему жизнь, но при взятии Сиракуз он был убит не узнавшим его солдатом.
В наше время имя Архимеда связывают главным образом с его замечательными математическими работами, однако в античности он прославился также как изобретатель различного рода механических устройств и инструментов, о чем сообщают авторы, жившие в более позднюю эпоху. Правда, авторство Архимеда во многих случаях вызывает сомнения. Так, считается, что Архимед был изобретателем т.н. архимедова винта, который служил для подъема воды на поля и явился прообразом корабельных и воздушных винтов, хотя, судя по всему, такого рода устройство использовалось и раньше. Не внушает особого доверия и то, что рассказывает Плутарх в Жизнеописании Марцелла. Здесь говорится, что в ответ на просьбу царя Гиерона продемонстрировать, как тяжелый груз может быть сдвинут малой силой, Архимед «взял трехмачтовое грузовое судно, которое перед этим с превеликим трудом вытянули на берег много людей, усадил на него множество народа и загрузил обычным грузом. После этого Архимед сел поодаль и стал без особых усилий тянуть на себя канат, перекинутый через полиспаст, отчего судно легко и плавно, словно по воде, «поплыло» к нему». Именно в связи с этой историей Плутарх приводит замечание Архимеда, что, «если бы имелась иная Земля, он сдвинул бы нашу, перейдя на ту» (более известный вариант этого высказывания сообщает Папп Александрийский: «Дайте мне, где стать, и я сдвину Землю»). Вызывает сомнение и подлинность истории, поведанной Витрувием, что будто бы царь Гиерон поручил Архимеду проверить, из чистого ли золота сделана его корона или же ювелир присвоил часть золота, сплавив его с серебром. «Размышляя над этой задачей, Архимед как-то зашел в баню и там, погрузившись в ванну, заметил, что количество воды, переливающейся через край, равно количеству воды, вытесненной его телом. Это наблюдение подсказало Архимеду решение задачи о короне, и он, не медля ни секунды, выскочил из ванны и, как был нагой, бросился домой, крича во весь голос о своем открытии: «Эврика! Эврика!» (греч. «Нашел! Нашел!»)».
Более достоверным представляется свидетельство Паппа, что Архимеду принадлежало сочинение Об изготовлении [небесной] сферы, речь в котором шла, вероятно, о построении модели планетария, воспроизводившей видимые движения Солнца, Луны и планет, а также, возможно, звездного глобуса с изображением созвездий. Во всяком случае Цицерон сообщает, что тот и другой инструмент захватил в Сиракузах в качестве трофеев Марцелл. Наконец, Полибий, Ливий, Плутарх и Цец сообщают о грандиозных баллистических и иных машинах, построеннных Архимедом для отражения римлян.
Если мы что-то знаем о его работах, то лишь благодаря тому интересу, который питали к ним в Константинополе в 6–9 в. Эвтокий, математик, родившийся в конце 5 в., прокомментировал по крайней мере три работы Архимеда, по-видимому, наиболее известные в то время: О шаре и цилиндре, Об измерении круга и О равновесии плоских фигур. Работы Архимеда и комментарии Эвтокия изучали и преподавали математики Анфимий из Тралл и Исидор из Милета, архитекторы собора св. Софии, возведенного в Константинополе в правление императора Юстиниана. Реформа преподавания математики, которую проводил в Константинополе в 9 в. Лев Фессалоникийский, по-видимому, способствовала собиранию работ Архимеда. Тогда же он стал известен мусульманским математикам. Теперь мы видим, что арабским авторам недоставало некоторых наиболее важных работ Архимеда, таких как О квадратуре параболы, О спиралях, О коноидах и сфероидах, Исчисление песчинок и О методе. Но в целом арабы овладели методами, изложенными в других работах Архимеда, и нередко блестяще ими пользовались.
Средневековые латиноязычные ученые впервые услышали об Архимеде в 12 в., когда появились два перевода с арабского на латынь его сочинения Об измерении круга. Лучший перевод принадлежал знаменитому переводчику Герарду Кремонскому, и в последующие три столетия он послужил основой многих изложений и расширенных версий. Герарду принадлежал также перевод трактата Слова сынов Моисеевых арабского математика 9 в. Бану Мусы, в котором приводились теоремы из сочинения Архимеда О шаре и цилиндре с доказательством, аналогичным приведенному у Архимеда. В начале 13 в. Иоанн де Тинемюэ перевел сочинение О криволинейных поверхностях, по которому видно, что автор был знаком с другой работой Архимеда – О шаре и цилиндре. В 1269 доминиканец Вильгельм из Мербеке перевел с древнегреческого весь корпус работ Архимеда, кроме Исчисления песчинок, Метода и небольших сочинений Задача о быках и Стомахион. Для перевода Вильгельм из Мербеке использовал две из трех известных нам византийских рукописей (рукописи А и В). Мы можем проследить историю всех трех. Первая из них (рукопись А), источник всех копий, снятых в эпоху Возрождения, по-видимому, была утрачена примерно в 1544. Вторая рукопись (рукопись В), содержавшая работы Архимеда по механике, в том числе сочинение О плавающих телах, исчезла в 14 в. Копий с нее снято не было. Третья рукопись (рукопись С) не была известна до 1899, а изучать ее стали лишь с 1906. Именно рукопись С стала драгоценной находкой, так как содержала великолепное сочинение О методе, известное ранее лишь по отрывочным фрагментам, и древнегреческий текст О плавающих телах, исчезнувший после утраты в 14 в. рукописи В, которую использовал при переводе на латынь Вильгельм из Мербеке. Этот перевод имел хождение в 14 в. в Париже. Он использовался также Якобом Кремонским, когда в середине 15 в. тот предпринял новый перевод корпуса сочинений Архимеда, входивших в рукопись А (т.е. за исключением сочинения О плавающих телах). Именно этот перевод, несколько поправленный Региомонтаном, был опубликован в 1644 в первом греческом издании трудов Архимеда, хотя некоторые переводы Вильгельма из Мербеке были изданы в 1501 и 1543. После 1544 известность Архимеда начала возрастать, и его методы оказали значительное влияние на таких ученых, как Симон Стевин и Галилей, а тем самым, хотя и косвенно, воздействовали на формирование современной механики.
Сохранившиеся математические сочинения Архимеда можно разделить на три группы. Сочинения первой группы посвящены в основном доказательству теорем о площадях и объемах криволинейных фигур или тел. Сюда относятся трактаты О шаре и цилиндре, Об измерении круга, О коноидах и сфероидах, О спиралях и О квадратуре параболы. Вторую группу составляют работы по геометрическому анализу статических и гидростатических задач: О равновесии плоских фигур, О плавающих телах. К третьей группе можно отнести различные математические работы: О методе механического доказательства теорем, Исчисление песчинок, Задача о быках и сохранившийся лишь в отрывках Стомахион. Существует еще одна работа – Книга о предположениях (или Книга лемм), сохранившаяся лишь в арабском переводе. Хотя она и приписывается Архимеду, в своем нынешнем виде она явно принадлежит другому автору (поскольку в тексте имеются ссылки на Архимеда), но, возможно, здесь приведены доказательства, восходящие к Архимеду. Несколько других работ, приписываемых Архимеду древнегреческими и арабскими математиками, утеряны.
Дошедшие до нас работы не сохранили своей первоначальной формы. Так, судя по всему, I книга трактата О равновесии плоских фигур является отрывком из более обширного сочинения Элементы механики; кроме того, она заметно отличается от II книги, написанной явно позднее. Доказательство, упоминаемое Архимедом в сочинении О шаре и цилиндре, было утрачено ко 2 в. н.э. Работа Об измерении круга сильно отличается от первоначального варианта, и предложение II в ней скорее всего заимствовано из другого сочинения. Заглавие О квадратуре параболы вряд ли могло принадлежать самому Архимеду, так как в его время слово «парабола» еще не использовалось в качестве названия одного из конических сечений. Тексты таких сочинений, как О шаре и цилиндре и Об измерении круга, скорее всего, подвергались изменениям в процессе перевода с дорийско-сицилийского на аттический диалект.
При доказательстве теорем о площадях фигур и объемах тел, ограниченных кривыми линиями или поверхностями, Архимед постоянно использует метод, известный как «метод исчерпывания». Изобрел его, вероятно, Евдокс (расцвет деятельности ок. 370 до н.э.) – по крайней мере, так считал сам Архимед. К этому методу время от времени прибегает и Евклид в XII книге Начал. Доказательство с помощью метода исчерпывания, в сущности, представляет собой косвенное доказательство от противного. Иначе говоря, утверждение «А равно В» считается истинным в том случае, когда принятие противоположного утверждения, «А не равно В», ведет к противоречию. Основная идея метода исчерпывания заключается в том, что в фигуру, площадь или объем которой требуется найти, вписывают (или вокруг нее описывают, либо же вписывают и описывают одновременно) правильные фигуры. Площадь или объем вписанных или описанных фигур увеличивают или уменьшают до тех пор, пока разность между площадью или объемом, которые требуется найти, и площадью или объемом вписанной фигуры не становится меньше заданной величины. Пользуясь различными вариантами метода исчерпывания, Архимед смог доказать различные теоремы, эквивалентные в современной записи соотношениям S = 4pr2 для площади поверхности шара, V = 4/3pr3 для его объема, теореме о том, что площадь сегмента параболы равна 4/3 площади треугольника, имеющего те же оcнование и высоту, что и сегмент, а также многие другие интересные теоремы.
Хотя Архимед был в первую очередь геометром, он совершил ряд интересных экскурсов и в область численных расчетов, пусть примененные им методы и не вполне ясны. В предложении III сочинения Об измерении круга он установил, что число p меньше и больше. Из доказательства видно, что он располагал алгоритмом получения приближенных значений квадратных корней из больших чисел. Интересно отметить, что у него приведена и приближенная оценка числа, а именно:. В сочинении, известном под названием Исчисление песчинок, Архимед излагает оригинальную систему представления больших чисел, позволившую ему записать число, где само Р равно. Эта система потребовалась ему, чтобы сосчитать, сколько песчинок понадобилось бы, чтобы заполнить Вселенную.
В труде о спирали Архимед исследовал свойства т.н. архимедовой спирали, записал в полярных координатах характеристическое свойство точек спирали, дал построение касательной к этой спирали, а также определил ее площадь.
В истории физики Архимед известен как один из основоположников успешного применения геометрии к статике и гидростатике. В I книге сочинения о равновесии плоских фигур он приводит чисто геометрический вывод закона рычага. По сути, его доказательство основано на сведении общего случая рычага с плечами, обратно пропорциональными приложенным к ним силам, к частному случаю равноплечего рычага и равных сил. Все доказательство от начала и до конца пронизано идеей геометрической симметрии.
В своем сочинении о плавающих телах Архимед применяет аналогичный метод к решению задач гидростатики. Исходя из двух допущений, сформулированных на геометрическом языке, Архимед доказывает теоремы (предложения) относительно величины погруженной части тел и веса тел в жидкости как с большей, так и с меньшей плотностью, чем само тело. В предложении VII, где говорится о телах более плотных, чем жидкость, выражен т.н. закон Архимеда, согласно которому «всякое тело, погруженное в жидкость, теряет по сравнению со своим весом в воздухе столько, сколько весит вытесненная им жидкость». В книге II содержатся тонкие соображения относительно устойчивости плавающих сегментов параболоида.
Список использованной литературы
1.Ф. Рудио, О квадратуре круга, ГТТИ, 1934.
2.В. П. Щереметевский, Очерки по истории математики, Учпедгиз, 1940.
3.С. Я. Лурье, Архимед, АН СССР, 1945.
4.С. Н. Шрейдер, Три задачи древней геометрии. Из опыта проведения внеклассной работы по математике в средней школе, Учпедгиз, 1955.
5.В. И. Лебедев, Очерки по истории точных наук, вып. 4, Знаменитые задачи древности, М., 1917.
www.ronl.ru
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Графовская средняя общеобразовательная школа».
Реферат на тему:
« АРХИМЕД
—ВЕЛИЧАЙШИЙ
ДРЕВНЕГРЕЧЕСКИЙ
МАТЕМАТИК, ФИЗИК,
Выполнил: учащийся 10 класса Дмитренко Роман
Проверила: Пидоря Валентина Николаевна
учитель математики
Графовка 2009 г.
АРХИМЕД
—ВЕЛИЧАЙШИЙ ДРЕВНЕГРЕЧЕСКИЙ
МАТЕМАТИК, ФИЗИК,
Архимед (3 век до н.в)
Эврика!
Более двадцати веков и с каждым последующим веком все чаще творческое напряжение человеческой мысли завершается удовлетворенно-эмоциональным восклицанием «Эврика!» (нашел!).
Нашел решение новой задачи,
проблемы! Эврика! Придумал новый метод решения!
Эврика! Сделал открытие! Эврика!
По преданию, это ставшее крылатым восклицание, знаменующее торжество разума, подарил человечеству великий Архимед — самый знаменитый в плеяде самобытных математиков Древней Греции, обладавший, по словам английского математика Джона Валлиса (1616—1703). поразительной проницательностью: «Он заложил первоосновы почти всех открытий, развитием которых гордится наш век».
Преданье старинное знает весь свет.
Как, тешась горячею ванной,
Открыл свой великий закон Архимед.
Связав его с выходкой странной...
Сияющий выскочил вон Архимед
Из ванны горячей, где мылся,
И прямо из бани, как был не одет,
Куда-то бежать он пустился...
Картина, достойная кисти богов:
По улице, солнцем нагретой.
Пунктир, оставляя из мокрых следов
Бежит Архимед неодетый.
Толпа сиракузцев несется послед,
В восторге от бешеной гонки.
И громко ликует, когда Архимед
Выкрикивал «Эврика» -звонко.
Нашел! Он нашел тот желанный ответ.
Который искал так упорно!
« Нашел!» — в упоенье кричал Архимед.
«Нашел!» — повторяли зазорно...
Отрывок из поэмы И. И. Каванцава
По сей день во всех школах мира изучается закон Архимеда о телах, погруженных в жидкость!
Однажды школьница участливо посетовала: «Бедные гении! Они
вынуждены были открывать то, что мы проходим в школе!»
Действительно, трудно даже представить себе, что было такое время, когда ни один человек на земном шаре не умел вычислять объем и поверхность шара, центр тяжести треугольника, конуса, сегмента параболы, величину силы, выталкивающей тело, погруженное в жидкость, так просто и точно, как теперь это делает любой из нас. Первым, кому покорились эти и многие другие задачи, был Архимед.
«...Я сдвину Землю»
Родина Архимеда - г. Сиракузы (Сицилия). Первоначальным его образованием руководил отец—математик и астроном Фидий, умело побуждая сына к творческому познанию астрономии, механики и математики. Позже тяга к углублению теоретических знаний — результат воспитания и природного дарования привела Архимеда в Александрию (Египет) — тогдашний мировой научный центр.
В Александрии первые его блестящие успехи были достигнуты в теоретической механике и ее практических применениях. Замечательным его изобретением была машина для поливки полей («винт-улитка»), имевшая и до сих пор имеющая большое хозяйственное значение в Египте, где дождей почти не бывает и где все сельское хозяйство основано на искусственном орошении.
Вернувшись из Александрии в Сиракузы, Архимед в течение 5—10 лет делает выдающиеся открытия в геометрии. Одновременно развивает бурную инженерную деятельность: конструирует разнообразные остроумные оборонительные сооружения и военные машины для своего города. Архимед первым ввел понятие центра тяжести фигуры и разработал методы его вычисления для различных фигур, открыл и сформулировал «закон рычага». Известно eще одно его горделиво-образное восклицание, пережившее века: «Лайте мне точку опоры, и я сдвину Землю» Разумеется. Эти слова не более чем поэтическая гипербола.
Не тронь моих кругов!
В 212 году до н.э. римские легионы, двинувшиеся на завоевание Карфагена (вторая Пуническая война), длительное время безуспешно пытались ворваться в Сиракузы—город, расположенный на их пути к Карфагену.
Оборона города держалась гениальной инженерной изобретательностью Архимеда. При помощи нескольких десятков хорошо отполированных щитов сиракузских воинов, собирающих в одну точку отраженные солнечные зайчики, он поджигал галеры римлян, с моря подступавших к стенам юрода, или схватывал галеры железными челюстям и клюва ми, выдвигавшимися из-за стен, ограждавших город, и разбивал их о скалы, топил в пучине моря. Невиданные доселе баллисты катапульты Архимеда обрушивали на легионы римлян град камней массой почти в четверть тонны.
Отступили римляне от Сиракуз, но далеко не ушли, а горожане и утомленные воины затеяли традиционное празднество в честь Артемиды. Этим тактическим промахом воспользовались римляне. В ночь праздника, когда потерявшие бдительность защитники города заснули, отряд римлян бесшумно поднялся на стену, перебил стражу и открыл ворота. Ворвавшиеся римляне учинили варварскую резню, грабеж, насилия.
Но ничто не могло отвлечь семидесятипятилетнего Архимеда от глубоких размышлений над решением какой-то очередной задачи.
По одной версии предания, первым знаком того, что город пал, была для Архимеда тень римского солдата, упавшая на чертеж, построенный Архимедом на пыльной земле. Солдат наступил на чертеж, и рассердившийся Архимед воскликнул:„Nolilangerecirculosmeas!"— «He трогай моих чертежей!» Разъяренный солдат поднял меч и убил безоружного старца.
Он был задумчив и спокоен.
Загадкой круга увлечен...
Нам мил невежественный войн
Взмахнул разбойничьим мечом.
Чертил мыслитель с вдохновеньем.
Сдавил лишь сердце тяжкий груз:
«Ужель гореть моим твореньям
Среди развалин Сиракуз?»
И думал Архимед: «Поникну ль
Я головой на смех врагу?»
Рукою твердой взял он циркуль —
Провел последнюю дугу.
Уж пыль клубилась над дорогой,
То в рабство путь, в ярмо цепей.
Убей меня, но лишь не трогай,
О варвар, этих чертежей!»
Учитель математики К. Ф. Анкудинов
По другой версии предания, солдат убил Архимеда за его отказ подчиниться приказу идти с солдатом к Марцеллу — командиру римлян. Так или иначе, но восклицание «Не порти мои круги!» стало афоризмом— заповедью высокой морали на все последующие эпохи.
Архимед
Нет, не всегда смешон и узок
Мудрец, глухой к делам Земли:
Уже на рейде в Сиракузах
Стаяли римлян корабли.
Над математиком курчавым
Солдат занес короткий нож,
А он на отмели песчаной
Окружность вписывал в чертеж.
Ах, если б смерть — лихую гостью
Мне также встретить повезло.
Как Архимед, чертивший тростью
В минуту гибели- число!
Дмитрий Кедрин
А известный поэт ЧерногорииЗувдия Ходжич(род. в ! 944 г.), как" бы заново осмысливая последние слова Архимеда, написал взволнованное стихотворение:
Не трогайте моих кругов
Делайте со мною, что хотите,
Вздерните меня на звездном крюке.
Мокрыми цепями укротите,
Жгите ноги и ломайте руки,
Цельте в сердце мне и в наших вдов.
Но
Не трогайте моих кругов.
По водам томящегося жаждой,
Под палящим солнцем загоняйте,
Пусть на мне свой меч проверит
каждый.
Ни колени бросьте и пытайте.
В ссылку я отправиться готов.
Но
Не трогайте моих кругов.
«Скифы» или порошок термита
Нависает в будущем над нами —
Под меня подсыпьте динамита.
Сиракузы мы спасем кругами.
Не прощайте мне чужих долгов.
Но
Не трогайте моих кругов.
Слабою натруженной рукою
Север с югом сдвину; дни и ночи
Не давайте ни на миг покою,
Известью гашеной жгите очи.
Лгу перед лицом наших судов,
Но
Не трогайте моих кругов.
Перевод с сербского Б. Слуцкого
Первый в математической физике
Архимед первым в истории науки широко применил математику к решению физических задач (основы гидростатики, условия устойчивости плавающих тел и другие задачи так называемой математической физики).
«В истории есть очень немного имен и книг, пронизывающих века и даже тысячелетия и непрестанно влияющих на развитие культуры, техники и науки. В точном естествознании такими остались и на сегодняшний день геометрия Евклида и
superbotanik.net
