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李善蘭,原名李心蘭,字竟芳,號(hào)秋紉,別號(hào)壬叔。出生于1811年 1月22日,逝世于1882年12月9日,浙江海寧人,是中國(guó)近代著名的數(shù)學(xué)、天文學(xué)、力學(xué)和植物學(xué)家,為中國(guó)近代數(shù)學(xué)家的前驅(qū),清代數(shù)學(xué)史上的杰出代表。創(chuàng)立了二次平方根的冪級(jí)數(shù)展開(kāi)式,研究各種三角函數(shù),反三角函數(shù)和對(duì)數(shù)函數(shù)的冪級(jí)數(shù)展開(kāi)式(現(xiàn)稱(chēng)“自然數(shù)冪求和公式”),這是李善蘭也是19世紀(jì)中國(guó)數(shù)學(xué)界最重大的成就。
李善蘭于清嘉慶十五年(1810年)1月2日生于浙江海寧縣硤石鎮(zhèn)。10歲即通《九章算術(shù)》,15歲通習(xí)《幾何原本》六卷,17歲參加杭州鄉(xiāng)試未中。道光二十五年(1845年)以所著《四元解》二卷呈浙江名士顧觀光,說(shuō)“深思七晝夜,盡通其法”。從此鉆研天文、歷算,成為遠(yuǎn)近聞名的數(shù)學(xué)家。 1852年-1866年受聘于墨海書(shū)館任編譯。同治二年(1863年)被招致曾國(guó)藩幕中。同治五年(1866年)曾國(guó)藩出資三百金為李善蘭刻《幾何原本》后九卷。1868年,入同文館總教習(xí),執(zhí)教算法,前后八年。同治十三年(1874年)升戶(hù)部主事。光緒二年(1876年)升員外郎。光緒八年(1882年)升郎中。
成就 李善蘭在數(shù)學(xué)研究方面的成就,主要有尖錐術(shù)、垛積術(shù)和素?cái)?shù)論三項(xiàng)。尖錐術(shù)理論主要見(jiàn)于《方圓闡幽》、《弧矢啟秘》、《對(duì)數(shù)探源》三種著作,成書(shū)年代約為1845年,當(dāng)時(shí)解析幾何與微積分學(xué)尚未傳入中國(guó)。李善蘭創(chuàng)立的“尖錐”概念,是一種處理代數(shù)問(wèn)題的幾何模型,他對(duì)“尖錐曲線”的描述實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于給出了直線、拋物線、立方拋物線等方程。
他創(chuàng)造的“尖錐求積術(shù)”。相當(dāng)于冪函數(shù)的定積分公式和逐項(xiàng)積分法則。他用“分離元數(shù)法”獨(dú)立地得出了二項(xiàng)平方根的冪級(jí)數(shù)展開(kāi)式結(jié)合“尖錐求積術(shù)”,得到了π的無(wú)窮級(jí)數(shù)表達(dá)式。各種三角函數(shù)和反三角函數(shù)的展開(kāi)式,以及對(duì)數(shù)函數(shù)的展開(kāi)式。
在使用微積分方法處理數(shù)學(xué)問(wèn)題方面取得了創(chuàng)造性的成就。垛積術(shù)理論主要見(jiàn)于《垛積比類(lèi)》,寫(xiě)于1859~1867年間,這是有關(guān)高階等差級(jí)數(shù)的著作。李善蘭從研究中國(guó)傳統(tǒng)的垛積問(wèn)題入手,獲得了一些相當(dāng)于現(xiàn)代組合數(shù)學(xué)中的成果。例如,“三角垛有積求高開(kāi)方廉隅表”和“乘方垛各廉表”實(shí)質(zhì)上就是組合數(shù)學(xué)中著名的第一種斯特林?jǐn)?shù)和歐拉數(shù)。馳名中外的“李善蘭恒等式”。
自20世紀(jì)30年代以來(lái),受到國(guó)際數(shù)學(xué)界的普遍關(guān)注和贊賞??梢哉J(rèn)為,《垛積比類(lèi)》是早期組合論的杰作。素?cái)?shù)論主要見(jiàn)于《考數(shù)根法》,發(fā)表于1872年,這是中國(guó)素?cái)?shù)論方面最早的著作。在判別一個(gè)自然數(shù)是否為素?cái)?shù)時(shí),李善蘭證明了著名的費(fèi)馬素?cái)?shù)定理,并指出了它的逆定理不真。
曾獨(dú)立發(fā)明對(duì)數(shù)微積分,并在組合恒等式方面提出李善蘭恒等式。35歲時(shí)刻印《方圓闡幽》、《弧矢啟秘》和《對(duì)數(shù)探源》三種數(shù)學(xué)著作。
1867年,刊行《則古昔齋算學(xué)十三種》(其中包括《方圓闡幽》,《弧矢啟秘》,《對(duì)數(shù)探源》,《垛積比類(lèi)》,《四元解》,《麟德術(shù)解》,《橢圓正術(shù)解》,《橢圓新術(shù)》,《橢圓拾遺》,《火器真訣》,《尖錐變法解》,《級(jí)數(shù)徊求》,(天算或問(wèn)》)。
1872年著《考數(shù)根法》,發(fā)表于《中西聞見(jiàn)錄》第二期,這是中算史上最早的一篇關(guān)于素?cái)?shù)的論文。 在1852年-1866年,與偉烈亞力合譯《幾何原本》后9卷,完成明代利瑪竇、徐光啟未竟之業(yè)。 又與偉烈亞力、韋廉臣、艾約瑟合譯《談天》、《代數(shù)學(xué)》、《代微積拾級(jí)》(美國(guó)伊萊亞斯·羅密士著)、《圓錐曲線說(shuō)》、《奈端數(shù)理》、《重學(xué)》、《植物學(xué)》等書(shū),由墨海書(shū)館雕版刊行,對(duì)中國(guó)知識(shí)界有很大影響。
影響 在1852年至1859年中,共譯書(shū)七、八部,計(jì)七、八十萬(wàn)字,直接引進(jìn)大量數(shù)學(xué)符號(hào):=、×、÷、<、>,而且他的翻譯工作具獨(dú)創(chuàng)性,創(chuàng)譯了許多數(shù)學(xué)名詞:代數(shù)、常數(shù)、變數(shù)、已知數(shù)、函數(shù)、系數(shù)、指數(shù)、級(jí)數(shù)、單項(xiàng)式、多項(xiàng)式、微分、橫軸、縱軸、切線、法線、曲線、漸近線、相似等,其他學(xué)科如:植物等,這些譯名獨(dú)具匠心,自然貼切,其中許多譯名隨同他的譯著被引入日本,且沿用至今。
1868年,李善蘭被薦任北京同文館天文算學(xué)總教習(xí),直至1882年他逝世為止,從事數(shù)學(xué)教育十余年,其間審定了《同文館算學(xué)課藝》、《同文館珠算金躊針》等數(shù)學(xué)教材,培養(yǎng)了一大批數(shù)學(xué)人才,是中國(guó)近代數(shù)學(xué)教育的鼻祖。 |
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