数学文化解析几何产生共21页
数学文化
展涛，山东大学校长
展涛，男，回族，1963年4月出 生，山东兖州人，中共党员，理 学博士，教授，博士生导师。 1979年9月入山东大学数学系学 习，先后获得学士、硕士、博士 学位；1987年留校任教，先后被 评聘为讲师、副教授、教授； 1991年1月至1992年12月获德国 洪堡基金会奖励基金，赴德国弗 莱堡大学从事合作研究；1993年 4月任山东大学数学系副主任； 1995年3月任山东大学副校长； 1996年12月任山东大学党委常委、 副校长；2000年7月任山东大学 党委常委、校长。
关联 人 数 还 广 系系 为 学 包 义 ，， 成 教 括 ： 等数 分 育 数 除 等学 ， ， 学 上 。与 数 数 史 述 。各 学 学 ， 内 。种 与 发 数 涵 。文 社 展 学 以 化会中美外 的的的，，
他方 狭 们法 义 的、 ： 形观 数 成点 学 及、 的 发语 思 展言 想 。、 、 以精 及神 、
公公 拉 从 时古 元元 图 爱 期希 腊 前前 学 奥 数 三七 派 尼 学 世世 为 亚 分 纪纪 止 学 中，派 为 叶约到 三 到为柏 个
古希腊的数学家
古希腊的数学家 泰勒斯，被誉为科学之祖 毕达哥拉斯，发现勾股定理 欧几里德，以后欧洲几何学的基础 阿基米德，善用穷举法、趋近观念 丢番图，代数之父
中国的数学
祖冲之：计算出圆周率在 3．1415926和3.1415927之间， 成为世界上最早把圆周率数值推 算到七位数字以上的科学家。
杨辉：《详解九章算法》《杨辉算法》 杨辉三角是一个由数字排列成的三角 形数表，一般形式如下：
1 1 1 1 1 1 1 1 6 4 3 6 2 3 4 1 1 1 5 1 6 1
阅读材料笛卡尔与解析几何
2、笛卡儿创立解析几何
聆听故事：笛卡儿与坐标系
解析几何就这样诞生了
笛卡儿的理论以两个观念为基础：坐标观念和利用 坐标方法把带有两个未知数的任意代数方程看成平面 上的一条曲线。
笛卡儿的功绩是把数学中两个研究对象“形” 与 “数” 统一起来，并在数学中引入“变量”，完成了 数学史上一项划时代的变革 。
问题3、在空间直角坐标系中标出下列各点： A(0,2,4) B(1,0,5) C(0,2,0) D(1,3,4)
z
D
4
3
O
y
1
D`
x
四、小结
1、学习认识科学巨人笛卡儿 2、感知解析几何的创立和发展过程 3、解析几何应用举例
五、课后实践
1、从科学巨人笛卡儿身上你学到了什么？ 2、将解析几何的发展史整理成学习报告 3、解析几何的应用
数 学文 化 之
笛卡儿与解析几何
宿州学院附属实验中学数学组 窦本旺
凄美的爱情故事
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一、走进科学巨匠笛卡儿
笛卡儿的生平
出生：1596年3月31日（法国安德尔-卢瓦尔） 逝世：1650年2月11日（瑞典斯德哥尔摩）
笛卡儿的伟大贡献
哲学方面（我思故我在 ）
5、解析几何的意义
解析几何的创立，在数学史上具有划时代的意义。 恩格斯给出极高的评价：“数学中的转折点是笛卡儿 的变量，有了变量，运动进入了数学；有了变量，辩 证法进入数学；有了变量，微分和积分也就立刻成为 必要的了。”解析几何作为有效的数学工具，沟通了 数学中的数与形、代数与几何等基本对象之间的联系， 使得几何问题可转化成代数运算来解决，也使得代数 问题拥有几何背景而变得直观易懂。
数学文化
• 哈密顿（1805-1865）进大学之前没有受过学 哈密顿（1805-1865） 校教育，22岁大学生被授予天文学教授 校教育，22岁大学生被授予天文学教授 “布尔 罕桥”上发现了四元数， 罕桥”上发现了四元数，数域的扩张人生的坎坷 阿贝尔（1802-1829） 的证明（ 阿贝尔（1802-1829）完成了鲁菲尼 的证明（交 高斯审阅，未受到重视）一生贫穷， 高斯审阅，未受到重视）一生贫穷，颠沛流离的 生活，未满27 27岁因肺炎病逝 生活，未满27岁因肺炎病逝 伽罗华（1811-1831）18岁开始先后三次将方程 伽罗华（1811-1831）18岁开始先后三次将方程 求解的论文呈送法国科学院 ，未受重视临死前 将思路记录下来， 在他去世40 将思路记录下来，并托付给了朋友 在他去世40 年后， 年后，他的思想方法很快形成了代数结构的一般 理论 。
1 数学的萌芽时期（至公元前六、五世纪）
1.1 至公元前二世纪） 巴比伦 (至公元前二世纪）的数学
• • • •
两河流域的“美索布达米亚” 19世纪40年代考古学家发掘出巴比伦的古城 在算术和代数的成就 “楔形”文字 泥版书 （如图1.1）
古巴比伦带有四边形和数字符号30 30； 图1.1 古巴比伦带有四边形和数字符号30； 24，51，10；42，25，35的泥版书 1，24，51，10；42，25，35的泥版书
黑暗的中世纪 吸收东方文化——十字军远征 吸收东方文化 十字军远征 文艺复兴运动 演绎与实验（ 培根561-1626） 培根561 科学方法 ：演绎与实验（F·培根561-1626） 代数的符号化： 代数的符号化： 塔塔利亚（1499-1557） 塔塔利亚（1499-1557）三次方程的求解 卡当（1501大术》 卡当（1501-1576 ）的《大术》 韦达（1540-1603）使代数学成为符号数学 韦达（1540-1603）
数学文化与解析几何(解析版)
九、数学文化与解析几何例108. 数学中有许多形状优美、寓意美好的曲线，例如：四叶草曲线就是其中一种，其方程为+=x y x y 22223().给出下列四个结论： ①曲线C 有四条对称轴；②曲线C 上的点到原点的最大距离为41； ③曲线C 第一象限上任意一点作两坐标轴的垂线与两坐标轴围成的矩形面积最大值为81； ④四叶草面积小于π4.其中，所有正确结论的序号是（ ）A ．①②B ．①③C ．①③④D ．①②④ 【解析】①：当x 变为−x 时， +=x y x y 22223()不变，所以四叶草图象关于y 轴对称；当y 变为−y 时，+=x y x y 22223()不变，所以四叶草图象关于x 轴对称；当y 变为x 时，+=x y x y 22223()不变，所以四叶草图象关于=y x 轴对称；当y 变为−x 时，不变，所以四叶草图象关于y x =−轴对称；综上可知：有四条对称轴，故正确；②：因为，所以()222322222x y x y x y ⎛⎫++=≤ ⎪⎝⎭，所以2214x y +≤，所以12≤，取等号时2218x y ==，所以最大距离为12，故错误； ③：设任意一点(),P x y ，所以围成的矩形面积为xy ，因为，所以()()3322222x y x y xy =+≥，所以18xy ≤，取等号时4x y ==，所以围成矩形面积的最大值为，故正确； ④：由②可知2214x y +≤，所以四叶草包含在圆2214x y +=的内部，因为圆的面积为：144S ππ=⋅=，所以四叶草的面积小于，故正确.故选：C.例109. 太极图被称为“中华第一图”．从孔庙大成殿粱柱，到楼观台、三茅宫标记物；从道袍、卦摊、中医、气功、武术到南韩国旗⋯⋯，太极图无不跃居其上．这种广为人知的太极图，其形状如阴阳两鱼互抱在一起，因而被称为“阴阳鱼太极图”．在如图所示的阴阳鱼图案中，阴影部分可表示为()()()2222224,11110x y A x y x y x y x ⎧⎫⎧+≤⎪⎪⎪⎪⎪⎪=+−≤++≥⎨⎨⎬⎪⎪⎪≤⎪⎪⎪⎩⎩⎭或，设点(,)x y A ∈，则2z x y =+的取值范围是( )A．[2−−B．[−， C．[−2+ D ．[4−，2+【解析】如图，作直线20x y +=，当直线上移与圆22(1)1x y +−=相切时，2z x y =+取最大值，此时，圆心(0,1)到直线2z x y=+的距离等于11=，解得z的最大值为：2，当下移与圆224x y+=相切时，2x y+2=，即z的最小值为：−，所以[z∈−+．故选：．例110.唐代诗人李颀的诗《古从军行》开头两句说：“白日登山望烽火，黄昏饮马傍交河．”诗中隐含着一个有趣的数学问题一“将军饮马”问题，即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发，先到河边饮马后再回军营，怎样走才能使总路程最短？在平面直角坐标系中，设军营所在区域为222x y+≤，若将军从点()3,0A处出发，河岸线所在直线方程为4x y+=，并假定将军只要到达军营所在区域即回到军营，则“将军饮马”的最短总路程为（）．A．B−CD．3【解析】由题点()3,0A和军营所在区域在河岸线所在直线方程的同侧，设点()3,0A关于直线4x y+=的对称点(,)A a b'，AA'中点3(,)22a bM+在直线4x y+=上，342213a bba+⎧+=⎪⎪⎨−⎪=⎪−⎩解得：41ab=⎧⎨=⎩，即(4,1)A'，设将军饮马点为P，到达营区点为B，则总路程PB PA PB PA'+=+，要使路程最短，只需PB PA'+最短，即点A'到军营的最短距离，即点A'到222x y+≤区域的最短距离为：OA'=故选：B。
笛卡尔
笛卡尔目录[隐藏]生平成就荣誉解析几何的诞生影响及评价勒奈·笛卡尔（Rene Descartes）,1596年3月31日生于法国都兰城。
笛卡尔是伟大的哲学家、物理学家、数学家、生理学家。
解析几何的创始人。
[编辑本段]生平勒奈·笛卡尔Rence Descartes,1596～1650)法国哲学家、物理学家和数学家。
1 596年3月31日生于法国小镇拉埃的一个贵族家庭。
因家境富裕从小多病，学校允许他在床上早读，养成终生沉思的习惯和孤僻的性格。
1606年他在欧洲最有名的贵族学校──耶稣会的拉弗莱什学校上学，1616年在普依托大学学习法律与医学，对各种知识特别是数学深感兴趣。
在军队服役和周游欧洲中他继续注意“收集各种知识”，“随处对遇见的种种事物注意思考”，1629～1649年在荷兰写成《方法谈》（1637）及其附录《几何学》、《屈光学》、《哲学原理》（1644）。
1650年2月11日卒于斯德哥尔摩，死后还出版有《论光》（1664）等。
笛卡尔1596年3月31日生于法国土伦省莱耳市的一个贵族之家，笛卡儿的父亲是布列塔尼地方议会的议员，同时也是地方法院的法官,笛卡尔在豪华的生活中无忧无虑地度过了童年。
他幼年体弱多病，母亲病故后就一直由一位保姆照看。
他对周围的事物充满了好奇，父亲见他颇有哲学家的气质，亲昵地称他为“小哲学家”。
父亲希望笛卡尔将来能够成为一名神学家，于是在笛卡儿八岁时，便将他送入L a fleche(拉夫雷士）的耶稣会学校，接受古典教育。
校方为照顾他的孱弱的身体，特许他可以不必受校规的约束，早晨不必到学校上课，可以在床上读书。
因此，他从小养成了喜欢安静，善于思考的习惯。
笛卡儿1612年到普瓦捷大学攻读法学，四年后获博士学位。
1616年笛卡儿结束学业后，便背离家庭的职业传统，开始探索人生之路。
他投笔从戎，想借机游历欧洲，开阔眼界。
这期间有几次经历对他产生了重大的影响。
一次，笛卡尔在街上散步，偶然间看到了一张数学题悬赏的启事。
《数学文化欣赏》课件
数学在工程中的应用
数学在机械工程中的应用
01
机械设计、力学分析、优化设计等方面都离不开数学，数学模
型和算法为机械工程提供了重要的技术支持。
数学在土木工程中的应用
02
建筑设计、结构设计、施工组织等方面都需要用到大量的数学
知识，数学是土木工程的核心工具之一。
数学在电子工程中的应用
03
电路设计、信号处理、电磁场分析等方面都需要用到数学知识
音乐与数学的相互影响
音乐和数学在历史上相互影响，许多 著名的音乐家和数学家都曾在对方领 域有所建树，如巴赫、傅立叶等。
02
数学的历史
数学的起源
01
02
03
数学的萌芽
早在原始社会时期，人类 在生产实践中就开始积累 数学经验，如计数、测量 等。
古埃及数学
古埃及人发展了数学符号 系统，并解决了大量实际 问题，如土地测量、建筑 设计和税收计算等。
数据分析
数据分析已经成为各行各业不可或缺的一部分，数学在数据挖掘 、统计分析等领域的应用将更加广泛。
THANKS
感谢观看
数学在金融领域的应用
金融市场的发展需要数学的支持，如风险管理、投资组合 优化、量化交易等领域将更加依赖于数学模型和算法。
数学与其他学科的交叉研究
数学与生物学
数学在生物学中的应用越来越广 泛，如生物信息学、基因组学等 领域需要数学方法进行数据处理
和统计分析。
数学与物理学
数学在物理学中扮演着重要的角 色，如量子力学、相对论等领域 需要高深的数学知识进行理论推
解析几何的诞生
笛卡尔和费马等人的工作，为解析几何的诞生奠定了基础，推动了微积分学的 发展。
微积分的创立
2023年新高考数学创新题型微专题09 解析几何专题(数学文化)(解析版)
专题09 解析几何专题（数学文化）一、单选题1．（2022·全国·高三专题练习）古希腊数学家阿波罗尼奥斯采用平面切割圆锥的方法来研究圆锥曲线，用垂直于圆锥轴的平面去截圆雉，得到的截面是圆；把平面再渐渐倾斜得到的截面是椭圆.若用面积为128的矩形ABCD 截某圆锥得到椭圆τ，且τ与矩形ABCD 的四边相切.设椭圆τ在平面直角坐标系中的方程为()222210x y a b a b +=>>，下列选项中满足题意的方程为（ ） A ．2216416x y +=B ．2211664x y +=C ．22125616x y +=D ．2216432x y +=【答案】A【分析】由题得32ab =，再判断选项得解.【详解】解：矩形ABCD 的四边与椭圆相切，则矩形的面积为22128a b ⋅=，所以32ab =. 只有选项A 符合. 故选：A2．（2023·全国·高三专题练习）第24届冬季奥林匹克运动会，将于2022年2月在北京和张家口举行，北京冬奥会会徽以汉字“冬”为灵感来源，运用中国书法的艺术形态，将厚重的东方文化底蕴与国际化的现代风格融为一体，呈现出新时代的中国新形象、新梦想．会徽图形上半部分展现滑冰运动员的造型，下半部分表飘舞的丝带，下部为奥运五环，不仅象征五大洲的团结，而且强调所有参赛运动员应以公正、坦诚的运动员精神在比赛场上相见．其中奥运五环的大小和间距按以下比例（如图）：若圆半径均为12，则相邻圆圆心水平距离为26，两排圆圆心垂直距离为11，设五个圆的圆心分别为12345,,,,O O O O O ，若双曲线C 以13,O O 为焦点、以直线24O O 为一条渐近线，则C 的离心率为（ ）A B C ．1311D ．125【答案】B【分析】根据给定条件，建立平面直角坐标系，求出双曲线渐近线的方程，结合离心率的意义计算作答.【详解】依题意，以点2O 为原点，直线13O O 为x 轴建立平面直角坐标系，如图，点4(13,11)O −−，设双曲线C 的方程为22221(0,0)x y a b a b −=>>，其渐近线为b y x a=±，因直线24O O 为一条渐近线，则有1113b a =，双曲线C 的离心率为e ===故选：B3．（2022春·云南曲靖·高二校考开学考试）加斯帕尔·蒙日（如图甲）是18~19世纪法国著名的几何学家，他在研究圆锥曲线时发现：椭圆的任意两条互相垂直的切线的交点都在同一个圆上，其圆心是椭圆的中心，这个圆被称为“蒙日圆”（图乙），则椭圆22:1169x y C +=的蒙日圆的半径为（ ）A ．3B ．4C ．5D ．6【答案】C【分析】由蒙日圆的定义，确定出圆上的一点即可求出圆的半径．【详解】解：由蒙日圆的定义，可知椭圆22:1169x y C +=的两条切线4x =、3y =的交点()4,3在圆上，所以蒙日圆的半径5R ==. 故选：C ．4．（2022·全国·的椭圆称为“最美椭圆”．已知椭圆C 为“最美椭圆”，且以椭圆C 上一点P 和椭圆两焦点为顶点的三角形的面积最大值为4，则椭圆C 的方程为（ ）．A ．2212x y +=B ．22142x y +=C ．22163x y +=D ．22184x y +=【答案】D【分析】先由e =2c a =与2b a =，再由12PF F S 的最大值得4bc =，进而求得28a =，24b =，故可得到椭圆C 的方程.【详解】解：由已知c e a ==c =，故b ，∵121211222PF F P P S F F y c y bc ==⨯≤，即()12max4PF F S bc ==，∴422a a ⨯=，得28a =，故22142b a ==，所以椭圆C 的方程为22184x y +=.故选：D ．5．（2022秋·江苏南京·高二南京市第一中学校考阶段练习）德国数学家米勒曾提出最大视角问题，这一问题一般的描述是：已知点A 、B 是MON ∠的ON 边上的两个定点，C 是OM 边上的一个动点，当C 在何处时，ACB ∠最大问题的答案是：当且仅当ABC 的外接圆与边OM 相切于点C 时，ACB ∠最大．人们称这一命题为米勒定理．已知点P ，Q 的坐标分别是(2,0)，(6,0)，R 是y 轴正半轴上的一动点，当PRQ ∠最大时，点R 的纵坐标为（ ）AB ．2C ．D ．4【答案】C【分析】由米勒定理确定PRQ △的外接圆与y 轴的位置关系，再应用垂径定理、直线与圆关系确定圆心和半径，进而写出PRQ △的外接圆的方程，即可求R 的纵坐标.【详解】因为P ，Q 分别是(2,0)，R 是y 轴正半轴上的一动点， 根据米勒定理知，当PRQ △的外接圆与y 轴相切时，PRQ ∠最大， 由垂径定理知，弦PQ 的垂直平分线必过PRQ △的外接圆圆心， 所以弦PQ 中点G 的坐标为(4,0)，故弦PQ 中点的横坐标即为PRQ △的外接圆半径的大小，即4r =，由垂径定理得圆心为，所以PRQ △的外接圆的方程为22(4)(16x y −+−=，令0x =，得R 的纵坐标为 故选：C6．（2022秋·新疆乌鲁木齐·高二乌市八中校考期中）德国天文学家开普勒发现天体运行轨道是椭圆，已知地球运行的轨道是一个椭圆，太阳在它的一个焦点上，若轨道近日点到太阳中心的距离和远日点到太阳中心的距离之比为28:29，那么地球运行轨道所在椭圆的离心率是（ ）A ．159B ．12C ．2956D ．157【答案】D【分析】根据题意可得2829a c a c −=+，进而即得. 【详解】设椭圆的长半轴长为a ，半焦距为c ， 由题意可得2829a c a c −=+， 所以57a c =，即157c a =， 因此地球运行轨道所在椭圆的离心率是157． 故选：D.7．（2022秋·福建·高二校联考期中）几何学史上有一个著名的米勒问题：“设点,M N 是锐角AQB ∠的一边QA 上的两点，试在QB 边上找一点P ，使得MPN ∠最大.”如图，其结论是：点P 为过M ，N 两点且和射线QB 相切的圆与射线QB 的切点.根据以上结论解决以下问题：在平面直角坐标系xOy 中，给定两点()()1,2,1,4M N −，点P 在x 轴上移动，当MPN ∠取最大值时，点P 的横坐标是（ ）A ．1B ．7−C ．1或1−D ．1或7−【答案】A【分析】利用米勒问题的结论，将问题转化为点P 为过M ，N 两点且和x 轴相切的圆与x 轴的切点，求出切点的横坐标即可.【详解】由题意知，点P 为过M ，N 两点且和x 轴相切的圆与x 轴的切点，线段MN 的中点坐标为()03，，线段MN 的垂直平分线方程为3y x −=−， 所以以线段MN 为弦的圆的圆心在线段MN 的垂直平分线3y x −=−上， 所以可设圆心坐标为(),3C a a −，又因为圆与x 轴相切，所以圆C 的半径3r a =−，又因为CN r =，所以()()()2221343a a a −+−−=−，解得1a =或7a =−，即切点分别为()1,0P 和()7,0P '−，由于圆上以线段MN （定长）为弦所对的圆周角会随着半径增大而圆周角角度减小，，且过点,,M N P '的圆的半径比过,,M N P 的圆的半径大，所以MP N MPN '∠<∠，故点()1,0P 为所求，所以当MPN ∠取最大值时，点P 的横坐标是1. 故选：A.8．（2022秋·北京·高二北大附中校考期末）公元前 4 世纪， 古希腊数学家梅内克缪斯利用垂直于母线的平面去截顶角分别为锐角、钝角和直角的圆锥，发现了三种圆锥曲线.之后，数学家亚理士塔欧、欧几里得、阿波罗尼斯等都对圆锥曲线进行了深 入的研究.直到 3 世纪末，帕普斯才在其《数学汇编》中首次证明：与定点和定直线的距离成定比的点的轨迹是圆锥曲线， 定比小于、大于和等于 1 分别对应椭圆、双曲线和抛物线.已知,A B 是平面内两个定点， 且 |AB | = 4，则下列关于轨迹的说法中错误的是（ ） A ．到,A B 两点距离相等的点的轨迹是直线 B ．到,A B 两点距离之比等于 2 的点的轨迹是圆 C ．到,A B 两点距离之和等于 5 的点的轨迹是椭圆 D ．到,A B 两点距离之差等于 3 的点的轨迹是双曲线 【答案】D【分析】判断到,A B 两点距离相等的点的轨迹是,A B 连线的垂直平分线，判断A;建立平面直角坐标系，求出动点的轨迹方程，可判断B;C,D .【详解】对于A ，到,A B 两点距离相等的点的轨迹是,A B 连线的垂直平分线，正确； 对于B ，以AB 为x 轴，AB 的中垂线为y 轴建立平面直角坐标系，则()()2,0,2,0A B −，设动点(,)P x y ，由题意知||2||PA PB =,2= ，化简为221064()39x y −+=， 即此时点的轨迹为圆，B 正确；对于C ，不妨设动点P 到,A B 两点距离之和等于5 ，即5PA PB +=，由于54>， 故到,A B 两点距离之和等于 5 的点的轨迹是以,A B 为焦点的椭圆，C 正确； 对于D ，设动点P 到,A B 两点距离之差等于3 ，即||||3−=PA PB ,由于34<， 故到,A B 两点距离之差等于3 的点的轨迹是双曲线靠近B 侧的一支，D 错误， 故选：D9．（2021秋·辽宁沈阳·高三沈阳二十中校联考期中）古希腊数学家欧几里得在《几何原本》中描述了圆锥曲线的共性，并给出了圆锥曲线的统一定义，只可惜对这一定义欧几里得没有给出证明．经过了500年，到了3世纪，希腊数学家帕普斯在他的著作《数学汇篇》中，完善了欧几里得关于圆锥曲线的统一定义，并对这一定义进行了证明．他指出，到定点的距离与到定直线的距离的比是常数e 的点的轨迹叫做圆锥曲线；当01e <<时，轨迹为椭圆；当1e =时，轨迹为抛物线；当1e >时，轨迹为双曲线．现有方程()()22221223m x y y x y +++=−+表示的曲线是双曲线，则m 的取值范围为（ ）A ．()0,8B ．()8,+∞C ．()0,5D ．()5,+∞【答案】A【分析】将原方程两边同时开平方，结合两点得距离公式和点到直线的距离公式，以及圆锥曲线的统一定义，可得关于m 的不等式，从而可得出答案.【详解】解：由方程()()22221223m x y y x y +++=−+，0m >，得()()2221223m x y x y ⎡⎤++=−+⎣⎦，223x y =−+，=可得动点(),x y 到定点()0,1−和定直线2230xy −+=， 1>，解得08m <<. 故选：A.10．（2022·全国·高三专题练习）如图①，用一个平面去截圆锥得到的截口曲线是椭圆.许多人从纯几何的角度出发对这个问题进行过研究，其中比利时数学家Germinaldandelin （17941847−）的方法非常巧妙，极具创造性.在圆锥内放两个大小不同的球，使得它们分别与圆锥的侧面､截面相切，两个球分别与截面相切于,E F ，在截口曲线上任取一点A ，过A 作圆锥的母线，分别与两个球相切于,C B ，由球和圆的几何性质，可以知道，AE AC =，AF AB =，于是AE AF AB AC BC +=+=.由,B C 的产生方法可知，它们之间的距离BC 是定值，由椭圆定义可知，截口曲线是以,E F 为焦点的椭圆.如图②，一个半径为2的球放在桌面上，桌面上方有一个点光源P ，则球在桌面上的投影是椭圆，已知12A A 是椭圆的长轴，1PA 垂直于桌面且与球相切，15PA =，则椭圆的焦距为（ ） A ．4 B ．6C ．8D ．12【答案】C【分析】设球O 与1PA 相切与点E ，可得2tan 3OPE ∠=，利用二倍角正切公式可得12tan A PA ∠，由此可得a ，由1A F a c =−可求得焦距.【详解】设球O 与1PA 相切与点E ，作出轴截面如下图所示，由题意知：2OE OF ==，523PE =−=，2tan 3OE OPE PE ∴∠==， ()12242tan 123tan tan 241tan 519OPE A PA OPE OPE ∠∴∠=∠===−∠−， 又15PA =，1212A A ∴=，6a ∴=，又12A F a c =−=，4c ∴=，∴椭圆的焦距为28c =.故选：C.11．（2022·全国·高三专题练习）阿基米德在他的著作《关于圆锥体和球体》中计算了一个椭圆的面积．当我们垂直地缩小一个圆时，我们得到一个椭圆，椭圆的面积等于圆周率π与椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积，已知椭圆2222:1(0)x y C a b a b+=>>的面积为，两个焦点分别为12,F F ，点P 为椭圆C 的上顶点．直线y kx =与椭圆C 交于A ，B 两点，若,PA PB 的斜率之积为89−，则椭圆C 的长轴长为（ ）A ．3B ．6C ．D ．【答案】B【分析】由题意得到方程组ab =①和2289b a =②，即可解出a 、b ，求出长轴长.【详解】椭圆的面积S ab π==，即ab =. 因为点P 为椭圆C 的上项点，所以()0,P b .因为直线y kx =与椭圆C 交于A ，B 两点，不妨设(),A m n ，则(),B m n −−且22221m n a b +=，所以22222a n m a b=−. 因为,PA PB 的斜率之积为89−，所以89n b n b m m −−−⋅=−−，把22222a n m a b=−代入整理化简得：2289b a =②①②联立解得：3,a b == 所以椭圆C 的长轴长为2a =6. 故选：B12．（2022秋·北京·高二北京工业大学附属中学校考期中）著名数学家华罗庚曾说过：“数无形时少直觉，形少数时难入微.”事实上，有很多代数问题可以转化为几何问题加以解决，平面上点(),M x y 与点(),N a b 的距离.结合上述观点，可得()f x =（ ）A ．5BCD ．2【答案】C【分析】记点(),0P x 、()5,1A −、()3,2B −−，可得出()f x PA PB =+，数形结合可求得()f x 的最小值.【详解】因为()f x =记点(),0P x 、()5,1A −、()3,2B −−，则()f x PA PB AB =+≥==f x当且仅当点P为线段AB与x轴的交点时，等号成立，即()故选：C.13．（2022秋·福建福州·高二福建省福州延安中学校考阶段练习）1949年公布的《国旗制法说明》中就五星的位置规定：大五角星有一个角尖正向上方，四颗小五角星均各有一个角尖正对大五角星的中心点．有人发现，第三颗小星的姿态与大星相近．为便于研究，如图，以大星的中心点为原点，建立直角坐标系，OO1，OO2，OO3，OO4分别是大星中心点与四颗小星中心点的连接线，α≈16°，则第三颗小星的一条边AB所在直线的倾斜角约为（）A．0°B．1°C．2°D．3°【答案】C【分析】根据5颗星的位置情况知∠BAO3＝18°，过O3作x轴的平行线O3E并确定∠OO3E的大小，即可知AB所在直线的倾斜角.【详解】∵O，O3都为五角星的中心点，∴OO3平分第三颗小星的一个角，又五角星的内角为36°知：∠BAO3＝18°，过O3作x轴的平行线O3E，如下图，则∠OO3E＝α≈16°，∴直线AB 的倾斜角为18°－16°＝2°. 故选：C14．（2022秋·湖北·高二宜城市第一中学校联考期中）在唐诗“白日登山望烽火，黄昏饮马傍交河”中隐含着一个有趣的数学问题——“将军饮马”问题，即将军在观望烽火之后从山脚下某处出发，先到河边饮马后再回到军营，怎样走才能使总路程最短？在平面直角坐标系中，设军营所在区域为()()22111x y ++−≤，若将军从点(1,0)处出发，河岸线所在直线方程为50x y +−=，并假定将军只要到达军营所在区域即认为回到军营，则“将军饮马”的最短总路程为（ ）A．B ．C ．1D ．1【答案】C【分析】先求出将军出发点M 关于河岸所在直线的对称点N ，再连接CN 交河岸所在直线于点P ，则由对称性可知1NC −为最短距离，求解即可． 【详解】解：如图，设()1,0M 关于河岸线所在直线:50l x y +−=的对称点N 为(,)a b ，根据题意，设军营所在区域为以圆心为C ，半径1r =的圆上和圆内所有点，1NC −为最短距离，先求出N 的坐标，MN 的中点为1(2a +，)2b，直线MN 的斜率为1，则(1)1115022ba ab ⎧⋅−=−⎪⎪−⎨+⎪+−=⎪⎩，解得54a b =⎧⎨=⎩，(5N ∴，4)，又(1,1)C −，所以111NC −==， 故选：C ．15．（2022秋·安徽合肥·高二合肥市第七中学校联考期中）国家体育场“鸟巢”的钢结构鸟瞰图如图1所示，内外两圈的钢骨架是离心率相同的椭圆；某校体育馆的钢结构与“鸟巢”相同，其平面图如图2所示，若由外层椭圆长轴一端点A 和短轴一端点B 分别向内层椭圆引切线AC ，BD ，且两切线斜率之积等于13−，则椭圆的离心率为（ ）A ．13B ．23CD【答案】D【分析】设内层椭圆方程为2221x y a b+，则外层椭圆方程为()()22221x y ma mb +=（1m >），分别列出过,A C 和,B D 的切线方程，联立切线和内层椭圆，由Δ0=分别转化出2212,k k 的表达式，结合221219k k ⋅=可求a 与b 关系式，齐次化可求离心率.【详解】设内层椭圆方程为22221x y a b +=（0a b >>），因为内、外层椭圆离心率相同，所以外层椭圆方程可设成()()22221x y ma mb +=（1m >），设切线AC 方程为()1y k x ma =+，与22221x y a b+=联立得，()2222224222113120ba k x ma k x m a k ab +++−=，由()()()23222224222111Δ240ma k b a k m a k a b =−+⋅−=，化简得：()2212211b k a m =⋅−，设切线BD 方程为2y k x mb =+，同理可求得()222221b k m a=−，所以()22242221222241113191b b b k k m a m a a ⎛⎫=⋅⋅⋅−==− −⎭=⎪⎝，2222222113b ac c a a a −==−=，所以2223c a =，因此3c e a ==. 故选：D二、多选题16．（2020秋·重庆巴南·高二重庆市实验中学校考阶段练习）2020年11月24日，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，它将首次带月壤返回地球，我们离月球的“距离”又近一步了.已知点()10M ，，直线:2l x =−，若某直线上存在点P ，使得点P 到点M 的距离比到直线l 的距离小1，则称该直线为“最远距离直线”，则下列结论正确的是（ ） A ．点P 的轨迹曲线是一条线段 B ．26y x =+不是“最远距离直线” C ．112y x =+是“最远距离直线” D ．点P 的轨迹与直线'l ：=1x −是没有交会的轨迹(即两个轨迹没有交点) 【答案】BCD【分析】由题意结合抛物线的定义可得点P 的轨迹，可以判断选项A ，根据抛物线的曲线性质可判断选项D ，对于选项B 和C ，结合题意可知，判断直线是否是“最远距离直线”,只需要联立抛物线与直线方程，通过判断方程是否有解即可.【详解】由题意可得：点P 到点M 的距离比等于点P 到直线l 的距离，由抛物线的定义可知，点P 的轨迹是以()10M ，为焦点的抛物线，即：24y x =， 故A 选项错误；对于选项B 和C ：判断直线是不是“最远距离直线”， 只需要判断直线与抛物线24y x =是否有交点，所以联立直线26y x =+与抛物线24y x =可得方程2590x x ++=， 易得方程2590x x ++=无实根，故选项B 正确； 同理，通过联立直线112y x =+与抛物线24y x =可得方程21240x x −+=， 易得方程2590x x ++=有实根，故选项C 正确；由于抛物线24y x =与其准线=1x −没有交点，所以选项D 正确； 故选：BCD.【点睛】抛物线方程中，字母p 的几何意义是抛物线的焦点F 到准线的距离，2p等于焦点到抛物线顶点的距离．而抛物线的定义是我们解题的关键，牢记这些对解题非常有益．17．（2022·广东·统考模拟预测）数学家华罗庚曾说：“数缺形时少直观，形少数时难入微．”事实上，很多代数问题可以转化为几何问题加以解决.(),A x y与点(),B a b 之间的距离的几何问题.结合上述观点，对于函数()f x =下列结论正确的是（ ）A ．()6f x =无解B ．()6f x =的解为x =C ．()f x 的最小值为D ．()f x 的最大值为【答案】BC【分析】根据两点间距离公式，结合椭圆的定义和性质分别进行判断即可．【详解】解：()f x =，设(),1P x ，()2,0A −，()2,0B ， 则()f x PA PB =+，若()6f x =，则64PA PB AB +=>=， 则P 的轨迹是以A ，B 为焦点的椭圆， 此时26a =，2c =，即3a =，2945b =−=，即椭圆方程为22195x y +=，当1y =时，得2141955x =−=，得2365x =，得5x =±，故A 错误，B 正确， B 关于1y =对称点为()2,2C ，则PA PB PA PC AC +=+≥，当,,A P C 三点共线时，()f x 最小，此时()f x AC =====，()f x 无最大值，故C 正确，D 错误， 故选：BC .18．（2022秋·广东茂名·高二统考期末）(多选)如图所示，“嫦娥四号”卫星将沿地月转移轨道飞向月球后，在月球附近一点P 变轨进入以月球球心F 为一个焦点的椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，之后卫星在P 点第二次变轨进入仍以F 为一个焦点的椭圆轨道Ⅱ绕月飞行．若用2c 1和2c 2分别表示椭圆轨道Ⅰ和Ⅱ的焦距，用2a 1和2a 2分别表示椭圆轨道Ⅰ和Ⅱ ）A ．1122a c a c +=+B ．1122a c a c −=−C ．11c a <22c a D ．1212c a a c >【答案】BD【分析】根据题意得1122a c a c PF −=−=，再结合不等式的性质即可得答案.【详解】观察图形可知1122a c a c +>+，即A 不正确；1122a c a cPF −=−=，即B 正确；由11220a c a c =−>−，120c c >> 知，112212a c a c c c −−<，即1212a a c c <，从而1212c a a c >,即：1212c c a a > ,即D 正确，C 不正确． 故选：BD【点睛】本题考查知识的迁移与应用，考查分析问题与处理问题的能力，是中档题.本题解题的关键在于由图知1122a c a c PF −=−=，进而根据不等式性质讨论求解. 19．（2022·全国·为黄金比，记为ω.定义：若椭圆的短轴与长轴之比为黄金比ω，则称该椭圆为“黄金椭圆”.以椭圆中心为圆心，半焦距长为半径的圆称为焦点圆.若黄金椭圆”：22221(0)x y a b a b +=>>与它的焦点圆在第一象限的交点为Q ，则下列结论正确的有（ ） A ．21ωω+=B ．黄金椭圆离心率e ω=C ．设直线OQ 的倾斜角为θ，则sin θω=D ．交点Q 坐标为(b ,ωb )【答案】AC【分析】A ：由方程210ωω+−=的根可判断正误；B ：由题设b aω=，根据椭圆参数关系及离心率c e a =即可判断正误；C ：由圆的性质有12QF QF ⊥且122QF F θ∠=，122QF QF a +=，结合同角平方关系、倍角正弦公式可判断正误；D ：由C 易得Q 点纵坐标为c ω且b c ≠，即可判断正误. 【详解】A ：方程210ωω+−=的一个根为ω=B：由题意知，b a ω==，则c e a ω====≠，错误； C ：易知12QF QF ⊥，且122QF F θ∠=，则212sin ,2cos 22QF c QF c θθ=⋅=⋅，所以122sin cos 222QF QF c a θθ⎛⎫+=⋅+= ⎪⎝⎭，即sin cos 22a c θθ+==1sin 1θω+===即sin 1θω==，正确；D ：由OQ c =，结合sin θω=知：Q 点纵坐标为sin c c θω=，而b c ≠，错误. 故选：AC【点睛】关键点点睛：根据黄金椭圆、焦点圆定义及椭圆参数关系，计算离心率、夹角正弦值以及判断交点坐标.20．（2022·全国·高二假期作业）1765年，数学家欧拉在其所著的《三角形几何学》一书中提出：任意三角形的外心､重心､垂心在同一条直线上，这条直线就是后人所说的“欧拉线”.已知ABC 的顶点()()1,0,0,2B C −，重心12,63G ⎛⎫⎪⎝⎭，则下列说法正确的是（ ）A ．点A 的坐标为3,02⎛⎫⎪⎝⎭B ．ABC 为等边三角形 C ．欧拉线方程为2430x y +−=D ．ABC 外接圆的方程为22151254864x y ⎛⎫⎛⎫−+−= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭【答案】ACD【分析】根据重心公式计算得到A 正确；计算5,2AB AC BC ===B 错误；计算线段BC 垂直平分线的方程得到C 正确；计算外接圆圆心为15,48M ⎛⎫⎪⎝⎭，得到圆方程，D 正确，得到答案.【详解】12,63G ⎛⎫ ⎪⎝⎭为ABC 的重心，设(),A x y ，由重心坐标公式()1016320233x y ⎧+−+=⎪⎪⎨++⎪=⎪⎩，解得320x y ⎧=⎪⎨⎪=⎩，3,02A ⎛⎫⎪⎝⎭，选项A 正确；5,2AB AC BC ===ABC 不是等边三角形，故选项B 错误；AB AC =，ABC 的外心､重心､垂心都位于线段BC 的垂直平分线上，ABC 的顶点()()1,0,0,2B C −，线段BC 的中点的坐标为1,12⎛⎫− ⎪⎝⎭，线段BC 所在直线的斜率()20201BC k −==−−，线段BC 垂直平分线的方程为11122y x ⎛⎫−=−+ ⎪⎝⎭，即2430x y +−=，ABC 的欧拉线方程为2430x y +−=，故选项C 正确；因为线段AB 的垂直平分线方程为14x =，ABC 的外心M 为线段BC 的垂直平分线与线段AB 的垂直平分线的交点，所以交点M 的坐标满足243014x y x +−=⎧⎪⎨=⎪⎩，解得15,48M ⎛⎫⎪⎝⎭，外接圆半径r MB ==ABC 外接圆方程为22151254864x y ⎛⎫⎛⎫−+−= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，故选项D 正确. 故选：ACD.21．（2023秋·江苏南京·高二校考期末）古希腊著名数学家阿波罗尼斯发现：平面内到两个定点A ，B 的距离之比为定值()1λλ≠的点的轨迹是圆，此圆被称为“阿波罗尼斯圆”.在平面直角坐标系中，已知()4,3A −，()2,3B ，动点P 满足2PAPB=，记点P 的轨迹为圆C ，又已知动圆D ：()()22cos sin 1x y θθ−+−=.则下列说法正确的是（ ）A ．圆C 的方程是()()224316x y −+−=B ．当θ变化时，动点D 的轨迹方程为221x y +=C ．当32πθ=时，过直线AD 上一点Q 引圆C 的两条切线，切点为E ，F ，则EQF ∠的最大值为2π D ．存在θ使得圆C 与圆D 内切 【答案】ABC【分析】对于A 根据“阿波罗尼斯圆”的定义列式化简即可；对于B ，设圆心(),D x y ，而cos sin x y θθ=⎧⎨=⎩，消去θ即可得到圆心D 的估计方程；对于C ，因为CQE △是直角三角形，根据三角函数找出CQE ∠的最大值，再得出EQF ∠的最大值；对于D ，根据两点间的距离公式计算出CD 范围，再根据两圆内切条件判断即可. 【详解】.解：设(),P x y ，由2PAPB=2=化简整理得：()()224316x y −+−=.故A 正确；设(),D x y ，则cos sin x y θθ=⎧⎨=⎩消去θ得221x y +=.故B 正确；当32πθ=时，()0,1D −，直线AD 的方程为：10x y ++=. 因为4sin CE CQE CQCQ∠==，要使EQF ∠最大，只需CQ 最小.所以min CQ ==()max sin CQE ∠=()max 4EQC π∠=.所以EQF ∠的最大值为2π，故C 正确；因为[]4,6CD =，若两圆内切有413CD =−=，故不存在θ使得3CD =，故D 错误. 故选: ABC22．（2022秋·江苏无锡·高二江苏省天一中学校考期末）双纽线最早于1694年被瑞士数学家雅各布﹒伯努利用来描述他所发现的曲线.在平面直角坐标系xOy 中，把到定点()1,0F a −，()2,0F a 距离之积等于()20a a >的点的轨迹称为双纽线C .已知点()00,P x y 是双纽线C 上一点，下列说法中正确的有（ ） A ．双纽线C 关于x 轴对称B ．022a a y −≤≤ C．双纽线C 上满足12PF PF =的点P 有两个 D ．PO 【答案】ABD【解析】对A ，设动点(),C x y ，则对称点(),x y −代入轨迹方程，显然成立；对B ，根据12PF F △的面积范围证明；对C ，若12PF PF =，则()00,P x y 在y 轴上，代入轨迹方程求解；对D ，根据余弦定理分析12PF F △中的边长关系，进而利用三角形的关系证明即可.【详解】对A ，设动点(),C x y ，由题意可得C 2a =把(),x y 关于x 轴对称的点(),x y −代入轨迹方程，显然成立，故A 正确； 对B ，因为()00,P x y ，故12121212011sin 22PF F SPF PF F PF F F y =⋅⋅∠=⋅． 又212PF PF a ⋅=，所以2120sin 2a F PF a y ∠=⋅，即012sin 22a ay F PF =∠≤，故022a a y −≤≤．故B 正确；对C ，若12PF PF =，则()00,P x y 在12F F 的中垂线即y 轴上．故此时00x =2a =，可得00y =，即()0,0P ，仅有一个，故C 错误； 对D ，因为12POF POF π∠+∠=， 故12cos cos 0POF POF ∠+∠=，222222112212022OP OF PF OP OF PF OP OF OP OF +−+−+=⋅⋅，因为12OF OF a ==，212PF PF a ⋅=，故22221222OP a PF PF +=+． 即()2221212222OP a PF PF PF PF +=−+⋅，所以()22122OP PF PF =−．又12122PF PF F F a −≤=，当且仅当P ，1F ，2F 共线时取等号． 故()222122(2)OP PF PF a =−≤，即222OP a ≤，解得OP ≤，故D 正确． 故选：ABD.【点睛】关键点睛：本题考查了动点轨迹方程的性质判定，因为轨迹方程比较复杂，故在作不出图像时，需要根据题意求出动点的方程进行对称性分析，同时结合解三角形的方法对所给信息进行辨析.三、填空题23．（2022秋·内蒙古赤峰·高二校考期末）油纸伞是中国传统工艺品，至今已有1000多年的历史．为宣传和推广这一传统工艺，某活动中将一把油纸伞撑开后摆放在户外展览场地上，如图所示．该伞沿是一个半径为260︒时，在地面形成了一个椭圆形影子，且伞柄底端正好位于该椭圆的长轴上，该椭圆的离心率e =_____________．【答案】12##0.5【分析】由伞沿半径及圆心到伞柄底端的距离，得伞柄与地面夹角为60︒，阳光光线与伞柄平行，易得椭圆长半轴，短半轴的长，可求出离心率.【详解】因为伞沿是半径为2设伞柄与地面的夹角为θ，则tan θ==60θ=︒，即阳光光线与伞柄平行，所以椭圆长半轴2sin 60a ==︒，短半轴2b =，离心率12e ==.故答案为：12.24．（2022秋·河南·高二校联考期末）台球赛的一种得分战术手段叫做“斯诺克”：在白色本球与目标球之间，设置障碍，使得本球不能直接击打目标球.如图，某场比赛中，某选手被对手做成了一个“斯诺克”，本球需经过边BC ，CD 两次反弹后击打目标球N ，点M 到,CD BC 的距离分别为200cm,60cm ，点N 到,CD BC 的距离分别为80cm,120cm ，将M ，N 看成质点，本球在M 点处，若击打成功，则tan θ=___________．【答案】914【分析】以C 为原点，,DC BC 边分别为x 轴，y 轴建立如图所示的平面直角坐标系，写出,M N 的坐标，求出N 关于x 轴的对称点N '的坐标，N '关于y 轴的对称点N ''的坐标，则直线MN ''方向为本球射出方向，利用斜率公式和诱导公式可求出结果.【详解】以C 为原点，,DC BC 边分别为x 轴，y 轴建立平面直角坐标系，如图，则(120,80),(60,200)N M −−−−，N 关于x 轴的对称点为(120,80),N N '−'关于y 轴的对称点为(120,80)N ''， 直线MN ''方向为本球射出方向，故π8020014tan()=2120609θ+−=+,9tan 14θ=. 故答案为：914. 25．（2022秋·云南·高三校联考阶段练习）大约在2000多年前，我国的墨子给出了圆的概念“一中同长也”，意思是说，圆有一个圆心，圆心到圆周的长都相等．这个定义比希腊数学家欧几里得给圆下定义要早100多年．已知直角坐标平面内有一点(2,0)C 和一动点P 满足||2CP =，若过点M 的直线l 将动点P 的轨迹分成两段弧，当劣弧所对的圆心角最小时，直线l 的斜率k =__________．2【分析】过定点M 的直线l 将动点P 的轨迹分成两段弧，当劣弧所对的圆心角最小时，圆心到直线l 的距离最远，即为圆心到M 的距离.此时，直线l 与CM 垂直，由1l CM k k =−可得答案. 【详解】依题意可知，动点P 的轨迹是以C 为圆心，2r =为半径的圆， 即22:(2)4C x y −+=e .因为22(12)34−+=<，故点M 在C 内. 当劣弧所对的圆心角最小时，CM l ⊥.因为直线CM的斜率CM k == 所以所求直线l的斜率k =故答案为：2. 26．（2022秋·湖南·高二校联考期中）古希腊数学家阿基米德早在2200多年前利用“逼近法”得到椭圆的面积除以圆周率等于椭圆的长半轴长与短半轴长的乘积，已知椭圆221287x y +=，则该椭圆的面积为________．【答案】14π【分析】根据椭圆方程求出a 、b ，依题意椭圆的面积S ab π=，从而计算可得.【详解】解：对于椭圆221287x y +=，则a =b =，所以椭圆的面积14S ab ππ==； 故答案为：14π27．（2022·广东韶关·统考一模）我们知道距离是衡量两点之间的远近程度的一个概念.数学中根据不同定义有好多种距离.平面上，欧几里得距离是()11,A x y 与()22,B x y 两点间的直线距离，即AB d =切比雪夫距离是()11,A x y 与()22,B x y 两点中横坐标差的绝对值和纵坐标差的绝对值中的最大值，即{}1212max ,AB d x x y y '=−−.已知P 是直线:2150l x y +−=上的动点，当P 与O （O 为坐标原点）两点之间的欧几里得距离最小时，其切比雪夫距离为___________. 【答案】6【分析】由条件确定P 与O 两点之间的欧几里得距离的最小值及对应的点P 的位置，再根据切比雪夫距离的定义求解即可.【详解】因为点P 是直线l ：2150x y +−=上的动点，要使OP 最小，则OP l ⊥，此时2l k =−，所以12POk =，由方程组215012x y y x +−=⎧⎪⎨=⎪⎩，解得6x =，3y =， 所以，P ，O 两点之间的切比雪夫距离为6. 故答案为：6.28．（2022·全国·高二假期作业）中国景德镇陶瓷世界闻名，其中青花瓷最受大家的喜爱，如图1这个精美的青花瓷它的颈部（图2转所形成的曲面，若该颈部中最细处直径为16厘米，瓶口直径为20厘米，则颈部高为______厘米．。
高中数学新教材中的数学文化
高中数学新教材中的数学文化章勤琼张维忠（浙江师范大学数理与信息工程学院, 浙江金华 320014）摘要：数学文化将使我们从一个全新的角度去理解数学教育及其研究。
《普通高中数学课程标准（实验）》明确提出了“体现数学的文化价值”这样的基本理念，具体到高中数学教材，是如何落实的呢？通过对人教版高中数学新教材的文本分析，笔者认为，对于数学文化，可作如下分类：体现科学价值的内容；体现应用价值的内容；体现人文价值的内容和体现美学价值的内容。
教材中所选取的数学文化的不同分类是跟不同的数学内容相关的。
而选取的数学文化内容体现了以下的价值取向：民族自豪感；热爱科学；热爱自然；重视历史；社会效益；理性分析和城市中心等。
关键词：数学文化；新教材；内容选取；价值取向《普通高中数学课程标准（实验）》中明确指出：“数学是人类文化的重要组成部分。
数学课程应适当反映数学的历史、应用和发展趋势，数学对推动社会发展的作用，数学的社会需求，社会发展对数学发展的推动作用，数学科学的思想体系，数学的美学价值，数学家的创新精神。
数学课程应帮助学生了解数学在人类文明发展中的作用，逐步形成正确的数学观。
”“体现数学的文化价值”是高中数学新课程的一个基本理念。
《〈普通高中数学课程标准〉解读》提出了在高中数学教材中体现数学文化的两条具体方案。
一是在高中阶段，要有选择性地介绍一些数学家的曲折的人生故事和在数学的探索道路上不畏艰难、勇于进取的精神；二是在编写高中数学教材时，将与教材相关的数学文化内容合情合理地展示在教材中。
那么，在高中数学新教材中，是否已经落实了这些基本理念？本文选取人民教育出版社2004年编写的普通高中课程标准实验教科书《数学》A版的必修1至必修5进行了相关统计分析，并对数学文化题材内容作了价值取向的分析，从一个侧面剖析了教材中落实数学文化的情况。
1．对数学文化内容的统计分析1.1有关统计的说明首先，这次统计选用的教材是人民教育出版社2004年编写的普通高中课程标准实验教科书《数学》A版的必修1至必修5。
数学文化
数学既不严峻，也不遥远，它既和所有的人类活动有关，又对每一个真正感兴趣的人有益。
R．C．Buck数学的传奇就是攀登智慧之山的传奇。
J．N．Kapur诗人对宇宙人生，须入乎其内，又须出乎其外。
入乎其内，故能写之。
出乎其外，故能观之。
入乎其内，故有生气。
出乎其外，故有高致。
王国维数学是研究现实世界中的数量关系与空间形式的一门科学。
由于实际的需要，数学在古代就产生了，现在已发展成一个分支众多的庞大系统。
数学与其他科学一样，反映了客观世界的规律，并成为理解自然、改造自然的有力武器。
对任何一门科学的理解，单有这门科学的具体知识是不够的，那怕你对这门科学的知识掌握得足够丰富，还需要对这门学科的整体有正确的观点，需要了解这门学科的本质。
我们的目的就是从历史的、哲学的和文化的高度给出关于数学本质的一般概念。
今从以下几个方面来谈这个问题。
一、数学与美中国古代著名哲学家庄子说：“判天地之美，析万物之理。
”日本物理学家，诺贝尔奖得主汤川秀树把这两句话印在他的书的扉页上，作为现代物理的指导思想及最高美学原则。
这两句话也是我们学习与研究数学的指导思想和最高美学原则。
通过本讲座，我们将展现数学精神的魅力，阐述数学推理之妙谛。
但数学之美的面纱是慢慢揭开的，数学推理的妙谛是逐渐展现的。
这涉及到科学与艺术的关系，而艺术与科学的联系是天然的。
实际上，一切科学、哲学、数学和艺术的研究对象不外乎，天──大宇宙；地，自然界及其中一切动植物──中宇宙；人──最精密、最完善的小宇宙。
既然科学和艺术的研究对象是相同的，所以它们必然是相辅相成的两个领域。
著名物理学家李政道说得好：“科学和艺术是不可分割的，正像一枚硬币的两面。
它们共同的基础是人类的创造力，它们追求的目标都是真理的普遍性。
”顺便指出，数学本身就是美学的四大构件之一。
这四大构件是，史诗、音乐、造型（绘画、建筑等）和数学。
因而数学教育是审美素质教育的一部分。
数学追求的目标是，从混沌中找出秩序，使经验升华为规律，将复杂还原为基本。
浅谈数学文化
浅谈数学文化1 引言什么是数学文化呢？笔者认为数学文化是指人类在数学历史活动过程中所创造的有价值的东西．按照这个定义，数学文化不仅包括数学知识，还应该包括数学精神、数学思维方法、研究方法等．数学所具有的独特文化内涵，对人们的思想、道德和观念的发生、发展有着重大的影响．但是现在人们又很难感受到这种文化的存在．因此当我们对数学文化的含义有了基本的认识之后，就为我们深入研究数学文化现象奠定了基础．２数学文化与人类文明、文化2.1 总述数学是人类社会进步的产物，也是推动社会发展的动力之一．数学与人类文明，与人类文化有着密切的关系．数学家曾指出：最近几十年的进步，社会科学的重要领域已经发展到不懂数学的人望尘莫及的阶段．数学作为一种文化在人类文明中一直是一种主要的文化力量．我国数学家齐民友认为从古到今数学都极大地促进了人类思想的解放，他指出：＂历史已经证明而且将继续证明，一种没有相当发达的数学的文化是注定要衰落的，一个不掌握数学作为一种文化的民族也是注定要衰落的＂[1]（P126）．数学不仅在科学推理科学研究、工程设计中具有重要的价值，而且在哲学方面也为大部分哲学思想的内容和研究方法提供了思路，在绘画、音乐、建筑和文学风格方面开辟了新的道路，甚至在探索人与宇宙的根本关系的问题上也提供了很好的答案．数学已成为理性的代名词并广泛渗透到以前由权威、习惯、风俗所统治的领域，为其思想和行动指明了方向．2.2 古希腊的数学发展及其影响古希腊数学是人类文明的重要发端，古希腊人作出的重大贡献在于他们认识到了数学在人类文明中的基础作用．毕达哥拉斯甚至提出：自然数是万物之母．毕达哥拉斯学派研究数学的目的是试图通过揭示数的奥秘来探索宇宙的永恒真理．他们对自身所处的环境作了细致的观察，发现了数与几何图形的密切联系，数与音乐的内在统一性，他们还发现数与天体的运动也有密切关系．于是他们得出结论：宇宙中的一切现象都以某种方式依赖于整数．但是当有人以现实的例证发现有数不能表示为两个整数的比，即不是有理数时，整个数学界震惊了．这就爆发了第一次数学危机．这一次危机是数学史上的一个里程碑，它的产生与解决都具有重要的意义，而且为以后欧几里得的＂几何原本＂与亚里士多得的逻辑体系的形成奠定了基础，从而成为现代科学的始祖．第一次数学危机表明了，当时希腊的数学产生了新的变化：证明在数学中崭露头角，数学开始由经验科学变为演绎科学．而中国，埃及，巴比伦，印度等国的数学没有经历这样的危机，因而一直停留在实验科学，即算术的阶段．古希腊的文化大约从公元前600年延续到公元前300年．古希腊数学家强调严密的推理，他们教育人们对事物进行抽象推理，激发人们对理想与美的追求．这种推理思想也对希腊的文学、哲学、建筑和雕刻产生了巨大影响．希腊数学文化给人类文明带来的影响可以概括如下：首先，它提出了自然数是万物之母，即宇宙规律的核心是数学．这坚定了人们将宇宙间一切现象的终极原因找出来并将其数量化的决心．其次，它孕育了一种理性精神，这种精神现在已经渗透到人类知识的一切领域．再次，它为欧几里得几何的产生奠定了基础，为人类的文化带来了丰厚的内容．最后，它研究了圆锥曲线，为以后天文学的研究提供了肥沃的土壤．跟随其后的古希腊数学家欧几里得的＂几何原本＂是数学史上的又一个伟大的里程碑．它的出现也对整个人类文明带来了巨大影响，其对人类的贡献在于继续发扬了古希腊数学的理性精神．几何原本的可贵之处在于虽然仅仅是几百条公理的证明却推导出那么多的知识．这些大量深奥的演绎结果使得希腊人和以后的文明了解到理性的力量，并运用于其它领域．神学家、逻辑学家、哲学家、政治家等等都纷纷仿效欧几里得的模式，如阿基米德的＂杠杆定律＂、牛顿的＂三大定律＂，甚至马尔萨斯的《人口论》以及美国总统杰斐逊起草的《独立宣言》都用到了欧式几何的思想．2.3 微积分发展及其影响微积分诞生之前，人类基本上还处在农耕文明时期．解析几何理论的建立开拓了数学的新领域，因为它对旧数学进行了总结，使代数和几何这两个独立的数学分支开始紧密地联系在一起，同时出现了变量这个概念．变量的产生为研究运动创造了条件，也使得微积分的建立成为可能．微积分开辟了变量数学的时代，数学开始描述变化，描述运动．恩格斯说：＂数学中的转折点是笛卡儿的变数．有了变数，运动进入了数学；有了变数，辩证法进入了数学；有了变数，微分和积分也就立刻成为必要的了＂．微积分的出现是整个数学史也是整个人类历史的一件大事．恩格斯曾这样称赞：＂在一切理论成就中，未必再有什么像十七世纪下半叶微积分的发明那样看作人类精神的最高胜利了＂．微积分是在生产技术和理论科学的推动之下产生的，诞生之后又对生产技术和自然科学的发展产生了巨大影响．它对人类文明的影响主要体现在以下几个方面：（1）数学自身．微积分改变了整个数学世界的面貌．虽然牛顿、莱布尼茨17世纪创立的微积分还存在着明显的逻辑缺陷，但是这种缺陷并未抑制它旺盛的生命力．可以说，在有了微积分之后的二、三百年期间，数学获得了极大的发展，获得了空前的繁荣．（2）自然科学领域．微积分诞生以后迅速得到了应用，最明显的是极大地推动了第一次，第二次工业革命．李文林教授指出：＂微积分作为一种强有力的新工具，推动了以机械运动为主题的17、18世纪整个科学技术的高涨，成为18世纪60、70年代开始的第一次产业革命的重要先导＂[2]（P364）．电磁学说的创始人麦克思韦说：＂倘若没有格林、高斯等数学家提出的位势理论，没有偏微分方程这个数学工具，我是不可能建立电磁理论的＂．此外，现代工程技术也少不了微积分的支撑．从机械到材料力学，从大坝到电站的建设，都要利用微积分的思想和方法．甚至在有了微积分和万有引力原理之后，人们才预见了人造卫星及宇宙飞行的可能，并且利用微积分计算出了宇宙速度．而今天人类广泛的经济活动、金融活动中，微积分也成了必不可少的工具，它对人类物质生活的影响将会越来越大．（3）人文、社会科学领域．只要研究变化规律就要用上微积分，因而微积分也渗透于人文、社会科学，用它来描述和研究规律性的东西．特别是哲学，微积分给了哲学家许多的启示，不仅影响到哲学方法，也影响到他们的世界观．辩证唯物主义更关注微积分．马克思和恩格斯都非常明确地认为：数学，特别是微积分是建立辩证唯物主义哲学的一个重要基础．2.4 数学支撑的信息时代信息时代就是计算机时代．今天我们广泛使用的改变了人类社会形态生活方式的计算机，它的方案是一位数学家设计出来的，他就是冯·诺依曼．不仅计算机的诞生依赖于数学，它的应用也需要数学更加自觉和更加广泛地渗透到科学技术的一切领域中去．随着电脑的出现，数学已渗入了各行各业，各种先进设备几乎无一例外地渗透了数学，有人称＂电脑是机械的外壳，数学的灵魂＂一点都不过份．信息时代的特点之一是高新技术的快速发展．而高新技术的基础是应用科学，应用科学的基础是数学．从卫星到核电站，从天气预报到家用电器，高技术、高精度、高速度、高自动、高安全、高质量、高效率等特点，都是通过建立数学模型和运用数学方法，借助于电脑来实现的．1991年的海湾战争被誉为＂数学战＂，足见数学在高新技术中的作用．信息时代下数学科学对经济发展越来越重要．现代社会经济发展的一个重要特征也是定量化．定量化成为描述各种经济现象的一个必不可少的手段和工具，一个国家的失业率、就业率、国民生产总值等，无一不是用数学手段刻画的．好的经济工作者固然是定性思维者，但他们不仅能进行定性的分析，还应该掌握对经济现象进行定量描述与分析的科学方法．这些都是精明的经济工作者所应具备的素质．这就需要他们精通数学这门科学．最后，需要指出，数学与人类文明的联系与应用是多方面、多层次的．数学与哲学、文学、建筑、音乐也都有深刻的联系，计算机诞生后，数学与其它文化的联系更加深入和广泛．联合国科教文组织在1992年发表了〖里约热内卢宣言〗，将2000年定为数学年，并指出＂纯粹数学与应用数学是理解世界及其发展的一把主要钥匙＂．数学在将来社会发展中将继续发挥着无可替代的作用．3 中西数学文化的差异中西方国家由于政治制度和学术氛围的不同，积淀的数学文化也有所不同．以古希腊的数学和中国传统数学的比较而言，两者都有辉煌的成就、优秀的传统．但是，它们之间又有着明显的差异．古希腊的社会是奴隶社会，奴隶主与奴隶之间当然无民主可言，但是奴隶主之间实行的却是民主政治，他们之间要选举，执政官要决定财政收入，决定是否发动战争，就要说服别人，而要说服别人，要让别人选举自己，需要有平等的交流环境，这就是推理思想的萌芽．而政治上这种思维模式也带动了学术上的辩论风气愈加浓厚．因为要让别人信服自己坚持的是真理，就需要证明．数学在这种背景下就产生了一个公理化的体系，这个公理化的标志就是严谨，这种严谨的逻辑性逐渐成为古希腊数学文化的一个显著特征．对后世产生巨大影响的巨著《几何原本》就是在这种情况下诞生的．而中国，虽然在春秋战国时期学术也非常繁荣，出现了百家争鸣的鼎盛现象，但是政治上没有实行古希腊统治者之间的民主政治，而是实行君王统治制度．虽然这个时期也是知识分子自由表达见解的黄金年代，但是它是封建君王的政治，知识分子比如数学家只能采取向君王进谏方式，请君王来接受自己的意见去治理国家，使国家富强．那么君王需要什么呢？需要丈量田亩、征加税收、管理土方的办法；需要管理各个粮食之间的比例、核算运输成本等策略，因此，实用就成为中国古代数学文化的基本特征，对后世同样产生较大影响的巨著《九章算术》也相继问世．综合来看古希腊数学属于公理化演绎体系，善于说＂理＂，首先给出公理、公设、定义，之后在此基础上有条不紊地、由简到繁地进行一系列定理的证明；中国数学则属于机械化算法体系，擅长于＂算＂，把问题分门别类，然后用一个固定的方程式解决一类问题的计算．那么如何看待中西数学文化上的差异呢？笔者认为一方面我们应当充分重视中国传统数学中的实用与算法的传统，另一方面又必须吸收人类一切有益的数学文化创造，这当然也包括古希腊的优秀文明．进入21世纪，世界各国在各个领域的合作愈加密切，数学文化也必将冲破地域限制，达到空前的大融合，为全人类带来福祉．４数学文化在课堂上的应用4.1 背景20世纪初数学曾经存在着与社会文化脱节的孤立倾向，甚至到现在还影响着中国的数学教育．在人们看来数学过于形式化，认为数学只是少数数学天才想象出来的＂自由创造物＂，数学的发展无须社会的推动，其真理性也不需要实践的检验．当然，数学的进步也无须人类文化的哺育，而是和所有文化现象一样，直接支配着人们的行动．这种孤立的数学文化，一方面使人们对数学望而生畏，甚至害怕接触数学；另一方面，又孤芳自赏，自言自语，令人把数学家当成＂怪人＂．而在学校里，数学原本是学生们喜爱的学科，却成为他们求学路上的绊脚石．为纠正这种孤立主义，许多数学家纷纷站出来，怀特．海的《数学文化论》力图把数学回归到文化层面，克莱因的《古今数学思想》着重营造数学文化的人文色彩．我国学者孙小礼等的《数学与文化》力图把数学从单纯的逻辑演绎推理的圈子中解放出来，重点在于分析数学文明史，充分揭示数学的文化内涵，肯定数学作为文化存在的价值．他指出：＂理解数学，研究数学与发展数学，都离不开对数学的本质、数学与生产实际、自然科学乃至人类文化的关系的认识．对数学的这种认识，在人类文化的每个历史时期中，都与哲学的发展同步地前进着＂[3](P264)．4.2 数学文化应用于课堂鉴于这种孤立主义倾向，我国教育界也对数学文化在课堂上的应用做出了尝试，并取得了一些可观的效果．如《全日制义务教育数学课程标准（实验稿）》在基本理念中就充分肯定了数学的文化价值，特别是在＂课程实施建议＂的＂教材编写建议＂中指出，教材可以在适当的地方介绍有关的数学背景知识（数学家的故事、数学趣闻与数学史料）．而《普通高中数学课程标准（实验）》则进一步强调；＂数学课程应适当反映数学的历史、应用和发展趋势，数学对推动社会发展的作用，数学的社会需求，社会发展对数学发展的推动作用，数学科学的思想体系，数学的美学价值，数学家的创新精神．数学课程应帮助学生了解数学在人类文明发展中的作用，逐步形成正确的数学观．为此，高中数学课程提倡体现数学的文化价值，并在适当的内容中提出对‘数学文化'的学习要求，设立‘数学史选讲’等专题＂．这些都体现了课堂上数学文化的重要性，令人欣慰．但是不可否认的是，运用数学文化进行教学还有很多不足之处，如只停留在激发学生兴趣、人文价值方面，很少涉及渗透文化价值方面的知识等．从某个角度来说，关注数学与自然世界的密切联系；关注数学发展史中的每一次飞跃及其伴随的思想上的解放；关注数学与其他相关学科，甚至于与人文世界的种种关联，固然是联系数学文化的方式，但是如果一味的关注与思索这些方面，数学课就会给人一种单薄、肤浅的感觉，只能是＂只见树木不见森林＂．据不完全统计，当前数学课有意体现这种狭隘的数学文化现象的高达80％，这已经是带有普遍性的问题了，应该引起我们关注和深入的思考．4.3 当今课堂上数学文化的主流及其作用因此，课堂上选取数学文化的落脚点应该是有价值的东西，那么数学文化的价值在哪儿？笔者认为数学文化是反映其历史的，数学文化教育应体现数学的文化价值．在教学时需要有更高的社会文化意识，努力挖掘数学史料的文化内涵，以提高数学教育的文化品位．为此良好的数学文化教育应该能使人们更好地理解和认识人文科学、自然科学及社会科学，更好地适应社会生活；应该能促进人们有条理地思考，有效地进行表达和交流，提高迅速地获取、筛选和处理各种信息的能力；应该能发展人的主动性、责任感和自信心，丰富人的精神世界，培养人实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神．日本学者米山国藏说：＂在学校学的数学知识，毕业后若没什么机会去用，不到一两年，很快就忘掉了．然而，不管他们从事什么工作，唯有深深铭刻在头脑中的数学的精神、数学的思维方法、研究方法、推理方法和看问题的着眼点等，却随时随地发生作用，使他们终身受益＂．这段话指出了数学文化的精髓，即数学文化以知识为载体，提炼知识中的思想、观点和方法，并运用这些思想、观点和方法，去分析、去解决、去研究、去探索今后学习和工作中的问题．这种数学精神和数学思想将会在塑造一个人的素质修养中发挥着重要作用．4.4 在数学课堂教学中渗透数学文化的途径基于以上阐述，其实可以用最简单、朴实的方法向学生渗透数学文化：在知识与技能的教学中，可以适时介绍知识产生的背景，教育学生学习数学家探求的精神，在过程与方法的教学中，可以有意提炼引导学生感悟数学思想方法，在培养学生数学兴趣的同时，可以让学生意会数学的美和辩证法，使学生体会到理性的魅力．具体来说：一以数学史为材料，揭示数学知识产生、发展的过程数学对许多学生来说是枯燥的，毫无有趣可言．为此教师应该在教学中联系教材，把数学史带入课堂，让学生更好的了解数学．例如在组织高二数学第十一章《概率》的教学时，可以穿插这门学科的产生历史：概率论产生于十七世纪中叶，当时引起数学家思考概率问题兴趣的却是赌博中的分赌金问题，在探讨赌博有关的问题中产生了一门研究随机现象规律的学科，即概率论．让学生了解这些实事，更加深入的理解数学的产生背景与发展，这样可以增加学习数学的信心，认识到数学并不是孤立的数学，使学生感受到数学就在我们的身边，它与我们的生活和科学技术有这密切的联系．二以数学家为例子，培养学生严谨态度、锲而不舍的探索精神数学在前进和发展的道路上是艰难坎坷的，数学家们为了追求真理，坚持不懈，有的甚至付出了宝贵的生命．因此在教学时可以举一些数学家勤勉的例子．如在《多面体欧拉定理的发现》的教学中可以对欧拉的生平作一个介绍：欧拉是科学史上最多产的一位的数学家，他从19岁开始发表论文，直到76岁，他的一生共写了800多本书籍和论文，欧拉之所以有如此多的论文问世与他那顽强的毅力分不开．他31岁右眼失明，晚年视力极差最终双目失明，即使这样他仍以坚强的毅力继续研究，口述了好几本书和400余篇的论文等等．这样介绍一些数学家是如何面对挫折又是如何执著追求的故事，对于他们正确看待学习过程中遇到的困难、树立学好数学的信心会产生巨大的作用，同时也可以引导学生学习数学家的优秀品质．三以数学应用为载体，体现数学的应用价值，渗透数学思想方法随着社会发展，科学技术进步，数学已深入到人类生活的方方面面，数学已经深入到所有领域，数学是其他学科的基础，对人类文明的发展起着巨大的作用，但现在的学生认识不到从课本中学到的数学知识在生活中有多少应用价值，或许他们正在运用数学，但不认为这属于数学的范畴．这需要教师有意识的展现数学的应用价值．如在讲授统计学时，可以举出《红楼梦》后40回作者的鉴定的例子：《红楼梦植物图鉴》的作者潘富俊研究发现《红楼梦》后40回中只有6成提到茶，且仅一种龙井茶；前80回逾92%提到茶，且有9种茶．他又将红楼梦中提及的200多种植物作为统计对象，发现前40回平均每回出现11.2种植物，中间40回平均每回出现10.7种植物，后40回平均每回只有出现3.7种植物．统计结果明显地证明《红楼梦》后40回不是曹雪芹所写．这个用统计的方法验证文学考证的事实，充分体现了数学的应用价值．总之，数学学习一旦使学生感受到了思维的乐趣，使学生领悟了数学知识的丰富、数学方法的精巧、数学思想的博大，数学思考的美妙，那么，数学的文化价值必然显露无遗．从这一意义上讲，数学文化又怎会仅属于那些生动、有趣的数学课堂?它的体现，又怎会局限于那些新颖活泼的形式？任何数学课堂，我们都可以用极其朴素的方式让学生去感受数学文化的魅丽，因为，拥有了思考，便拥有了数学的文化力量！参考文献:[1]齐民友．数学与文化[M]．湖南教育出版社．1991[2]李文林．数学史教程[M]．高等教育出版社．2001[3]邓小皋，孙小礼等．数学与文化[M]．北京大学出版社．1999[4] 张楚廷．数学文化[M]．高等教育出版社．2004[5] Marris Kline．Mathematical Thought from Ancient to Modern Time．OxfordUniversity Press．1972[6] 高隆昌．数学及其认识[M]．高等教育出版社．2001.10[7] Alfred North Whitehead．The Aims of Education and Other Essays．Macmillan．1929。
解析几何中的数学文化
解析几何中的数学文化公元前3000年前，古希腊人为我们留下的最伟大的发明就是弓箭。
而弓箭的发明可以追溯到公元前2600年前。
中国的四大发明包括火药、造纸术、印刷术和指南针。
但这些都不是发明创造。
四大发明对世界历史的发展都做出了重要的贡献，但今天我要讲的不是四大发明，而是——解析几何。
接下来是第三项发明：螺纹学。
最早由古希腊学者阿基米德提出。
它是关于在圆形平面上确定线段长度的方法的科学。
因此，对所有有一个开口的空心曲面来说，在圆形平面上画线，可得到相应的两条螺旋线；反过来，在有边界的平面上画线，则可得到一条螺旋线。
它以欧拉和莱布尼兹为先驱。
欧拉利用三角法则导出螺旋线方程式，并且分别在x、 y、 z三维空间中得到了结果，莱布尼茨利用双曲线法则导出螺旋线方程式。
解析几何，又叫做“坐标几何”，是一门运用几何语言描述空间形式和变化的数学学科。
它既是一门纯粹的数学学科，也是一门具有独特内容的应用学科。
现代意义上的解析几何是几何学发展到20世纪初期，借助于微积分，通过观察分析几何学问题而逐渐形成的。
解析几何的理论体系主要包括点集论、射影几何、微分学、积分学、曲率理论等。
解析几何源于公元前3世纪的古希腊数学家欧多克斯（ Eudox）的解析几何思想。
“第五项发明：是发现了万有引力”，万有引力学说是由17世纪的英国医生兼数学家牛顿首先提出的。
从他的第二个发现(比重)开始，经过多次试验和计算，终于在1687年发现了。
牛顿还证明，如果水是绝对静止的，并且不受任何力的作用，那么它将沿着自己的引力场作匀速运动。
在力学中，引力被看成是时空的扭曲。
在空间中，这种扭曲表现为质量，即星体间相互吸引和排斥的作用力。
正是这种与地球质量有关的吸引或排斥力，决定了行星的位置和形状。
“至于第六项发明：在当时那个年代，没有实用价值”。
牛顿的《自然哲学的数学原理》成书于1687年。
该书是一部专门论述万有引力的著作，但它的内容却非常深奥，以致超出了当时的科学水平。
从数学文化角度探讨空间解析几何的思政元素
从数学文化角度探讨空间解析几何的思政元素
空间解析几何是数学学科的重要组成部分，它使用图形原理来探索物体间的关系。
通过空间解析几何，我们可以找到连接物体的最佳路线，构建几何形状和模型，以及分析空间变换等复杂的问题。
空间解析几何不仅在数学中占有exial优势，而且还有重要的思政元素。
首先，空间解析几何是一种自然的思维方式，它展示了对物体形态世界的了解。
通过空间
解析几何，不仅可以理解分析物体的结构和关系，而且可以认识到周围环境结构的复杂性，以及物体之间的关系。
因此，它被认为拥有解决复杂问题的能力。
其次，空间解析几何有助于培养和发展我们的创新能力，因为它让我们对周围环境有更深
入的理解，并启发人们用宽容而富有创造性的思维去解决问题和实践世界。
空间解析几何还有助于展示人们如何理解空间关系并利用它们，以及实现思想的弹性和可能性，从而让人们的智慧达到最大化。
最后，空间解析几何还能激发人们对知识的求索欲望和对未知的憧憬。
空间解析几何使我们的情感、思考和行动都从抽象的观念转换为具体的思考和行动，从而激发我们持续探索变化中的真理，不断开辟出学习和实践的新领域。
总之，空间解析几何既是数学领域的核心课程，又具有重要的思政元素，它能够激发人们的自然联想，启发人们采取创新的思维模式，遵循知识的求索欲望，从而更好地、更深入
地认识周围的世界。
探讨解析几何的应用及重要性
探讨解析几何的应用及重要性几何，作为数学的一个分支，是研究空间形状、大小和相对位置的数学学科。
它是数学里的基本概念，也是自然科学中有关形状和空间的研究的基础。
几何的基础概念贯穿于我们日常生活的方方面面，其应用范围非常广泛，而解析几何则是将几何问题转化为代数问题来研究的一种方法。
解析几何的应用及其重要性对于我们的学习和生活都有着深远的意义。
1. 基础理论研究解析几何是以解析方法研究几何学问题的数学学科。
其应用在基础理论研究中扮演着重要的角色。
通过解析几何的方法，人们可以得到对于几何学问题更为深刻的理解，为数学理论的深入研究提供了一种有效的途径。
2. 工程应用解析几何在工程领域的应用十分广泛。
在建筑工程中，设计师需要运用几何知识来进行建筑设计，并且利用解析几何的方法来进行结构分析和设计优化。
在机械设计中也需要利用解析几何来进行设计和分析。
以及在电子电路设计中，解析几何也有着重要的应用价值。
3. 信息技术随着信息技术的迅速发展，解析几何在计算机图形学、计算机辅助设计等领域的应用也越来越广泛。
计算机图形学利用解析几何方法来描述和显示各种形状和图形，对于图形的处理、生成和变换提供了重要的数学基础。
4. 空间科学在空间科学领域中，解析几何的应用同样非常重要。
天文学家运用解析几何来研究星体的运动轨迹和相互关系，地质学家利用解析几何方法来探索地球的结构和变化规律等。
从上述几方面不难看出，解析几何在各个领域均有重要的应用价值。
它以其独特的方法和理论为人们解决了许多实际问题，推动了科学技术的发展，并且对于提高人们的科学素养有着显著的作用。
二、解析几何的重要性1. 提高数学素养解析几何是数学学科中的一种高等数学研究方法，它要求研究者具备较高的数学知识和分析能力。
通过学习解析几何，不仅可以提高数学素养，而且可以提高逻辑思维能力和数学分析能力。
这些能力对于提高整个社会的科学文化素质都具有积极的意义。
2. 发展数学理论解析几何以其独特的研究方法和思维模式，为数学理论的发展起到了重要的作用。