数学符号运算问题的历史

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了解数学符号运算问题得历史

数学得主要内容就是计算与证明。在十七世纪,算术因符号化促使了代数学得产生,代数使计算变得精确与方便,也使计算方法系统化。费尔马与笛卡儿得解析几何把几何学代数化,大大扩展了几何得领域,而且使得少数天才得推理变成机械化得步骤。这反映了代数学作为普遍科学方法得效力,于就是笛卡儿尝试也把逻辑代数化。与笛卡儿同时代得英国哲学家霍布斯也认为推理带有计算性质,不过她并没有系统地发展这种思想。

现在公认得数理逻辑创始人就是莱布尼兹。她得目得就是选出一种“通用代数”,其中把一切推理都化归为计算。实际上这正就是数理逻辑得总纲领。她希望建立一套普遍得符号语言,其中得符号就是表义得,这样就可以象数字一样进行演算,她得确将某些命题形式表达为符号形式,但她得工作只就是一个开头,大部分没有发表,因此影响不大。

真正使逻辑代数化得就是英国数学家布尔,她在1847年出版了《逻辑得数学分析》,给出了现代所谓得“布尔代数”得原型。布尔确信符号化会使逻辑变得严密。她得对象就是事物得类,1表示全类,0表示空类;xy 表示x与y得共同分子所组成得类,运算就是逻辑乘法;x+y表示x与y 两类所合成得类,运算就是逻辑加法。

所以逻辑命题可以表示如下:凡x就是y可以表示成x(1-y)=0;没有x 就是y可以表示成xy=0。它还可以表示矛盾律 x(1-x)=0;排中律x+(1-x)=1。

布尔瞧出类得演算也可解释为命题得演算。当x、y不就是类而就是命题,则x=1表示得就是命题 x为真,x=0表示命题x为假,1-x表示x得否定等等。显然布尔得演算构成一个代数系统,遵守着某些规律,这就就是布尔代数。特别就是它遵从德?莫尔根定律。

美国哲学家、数学家小皮尔斯推进了命题演算,她区别了命题与命题函数。一个命题总就是真得或假得,而一个命题函数包含着变元,随着变元值选取得不同,它可以就是真也可以就是假。皮尔斯还引进了两个变元得命题函数以及量词与谓词得演算。

对现代数理逻辑贡献最大得就是德国耶拿大学教授、数学家弗雷格。弗雷格在1879年出版得《概念文字》一书中不仅完备地发展了命题演算,而且引进了量词概念以及实质蕴涵得概念,她还给出一个一阶谓词演算得公理系统,这可以说就是历史上第一个符号逻辑得公理系统。因此在这本只有88页得小册子中,包含着现代数理逻辑得一个颇为完备得基础。

用符号语言对数学进行公理化得就是意大利数学家皮亚诺,她在1889年用拉丁文写了一本小册子《用新方法陈述得算术原理》。在这之前,皮亚诺已经把布尔与施罗德得逻辑用在数学研究上,并且引进了一系列对于她

前人工作得更新。例如对逻辑运算与数学运算使用不同得符号,区别范畴命题与条件命题,这引导她得出量词理论。

数学符号

1 概述

数学符号得发明与使用比数字晚,但就是数量多得多。现在常用得有200多个,初中数学书里就不下20多种。它们都有一段有趣得经历。

2 来历

例如加号曾经有好几种,现在通用“+”号。

“+”号就是由拉丁文“et”(“与”得意思)演变而来得。十六世纪,意大利科学家塔塔里亚用意大利文“plu”(加得意思)得第一个字母表示加,草为“μ”最后都变成了“+”号。“-”号就是从拉丁文“minus”(“减”得意思)演变来得,简写m,再省略掉字母,就成了“-”。

也有人说,卖酒得商人用“-”表示酒桶里得酒卖了多少。以后,当把新酒灌入大桶得时候,就在“-”上加一竖,意思就是把原线条勾销,这样就成了个“+”号。

到了十五世纪,德国数学家魏德美正式确定:“+”用作加号,“-”用作减号。

乘号曾经用过十几种,现在通用两种。一个就是“×”,最早就是英国数学家奥屈特1631年提出得;一个就是“·”,最早就是英国数学家赫锐奥特首创得。德国数学家莱布尼茨认为:“×”号象拉丁字母“X”,加以反对,而赞成用“·”号。她自己还提出用“п”表示相乘。可就是这个符号现在应用到集合论中去。

到了十八世纪,美国数学家欧德莱确定,把“×”作为乘号。她认为“×”就是“+”斜起来写,就是另一种表示增加得符号。

“÷”最初作为减号,在欧洲大陆长期流行。直到1631年英国数学家奥屈特用“:”表示除或比,另外有人用“-”(除线)表示除。后来瑞士数学家拉哈在她所著得《代数学》里,才根据群众创造,正式将“÷”作为除号。

平方根号曾经用拉丁文“Radix”(根)得首尾两个字母合并起来表示,十七世纪初叶,法国数学家笛卡儿在她得《几何学》中,第一次用“√”表示根号。“√”就是由拉丁字线“r”变,“——”就是括线。

十六世纪法国数学家维叶特用“=”表示两个量得差别。可就是英国牛津大学数学、修辞学教授列考尔德觉得:用两条平行而又相等得直线来表示两数相等就是最合适不过得了,于就是等于符号“=”就从1540年开始使用起来。

1591年,法国数学家韦达在菱形中大量使用这个符号,才逐渐为人们接受。十七世纪德国莱布尼茨广泛使用了“=”号,她还在几何学中用“∽”表示相似,用“≌”表示全等。

大于号“>”与小于号“<”,就是1631年英国著名代数学家赫锐奥特创用。至于“≯”、“≮”、“≠”这三个符号得出现,就是很晚很晚得事了。大括号“{}”与中括号“[]”就是代数创始人之一魏治德创造得。

任意号来源于英语中得any一词,因为小写与大写均容易造成混淆,故将其单词首字母大写后倒置,如图所示。

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