Vì sao phải đưa khái niệm “đại lượng thay đổi” vào toán học?

Cũng như nhiều khoa học tự nhiên khác, toán học được sinh ra do nhu cầu thực tiễn của cuộc sống loài người. Vào thế kỉ XVI trở về trước, đại đa số các ngành khoa học tự nhiên cũng như toán học, phản ánh trạng thái ổn định và ít biến đổi của nhiều sự vật. Do các vấn đề tương đối đơn giản hoặc yêu cầu giải quyết không quá cao, nên nói chung thường sử dụng các số không đổi (toán học sơ cấp), các phép tính số học, đại số sơ cấp hoặc hình học sơ cấp là có thể giải quyết được. Ví dụ khi nghiên cứu chuyển động tìm ra mối liên quan giữa quãng đường đi và tốc độ. Từ thế kỉ thứ XVI trở về trước, mọi vấn đề tốc độ đều là tốc độ không thay đổi, nên mối tương quan giữa quãng đường đi và tốc độ không có gì quá phức tạp. Khi dùng hệ thức: quãng đường = tốc độ x thời gian, dễ dàng tính được quãng đường đi ở mọi thời gian bất kì.

Khi cần tính diện tích và chu vi của đường tròn do không cần kết quả quá chính xác nên chỉ cần tính diện tích, chu vi của các đa giác đều nội tiếp hoặc ngoại tiếp vòng tròn thay cho diện tích, chu vi vòng tròn.

Từ thế kỉ XVI trở về sau, chủ nghĩa tư bản phát triển ở Châu Âu, khoa học tự nhiên và toán học do đó cũng phát triển theo. Thực tiễn sản xuất đưa khoa học tự nhiên và toán học đến với nhiều vấn đề nghiên cứu mới. Ví dụ yêu cầu nghiên cứu các chuyển động có tốc độ thay đổi, yêu cầu tính chính xác diện tích, chu vi các hình tròn v.v... Từ đó các bài toán đã được nghiên cứu rộng rãi thời cổ đại như các hình elip, parabon, hypecbon cũng như đường xoắn ốc được xem xét và nghiên cứu lại theo quan điểm mới. Chẳng hạn người xưa cho các hình này là đứng yên, ổn định thì nay ví dụ hình elip là quỹ đạo chuyển động của các hành tinh quanh Mặt Trời, còn đường parabon là quỹ đạo các vật thể chuyển động nghiêng, các đường cong này phản ánh chuyển động với tốc độ thay đổi. Rõ ràng là thực tiễn sản xuất đã đặt ra cho khoa học tự nhiên và toán học nhiều vấn đề nghiên cứu mới là nghiên cứu chuyển động và sự thay đổi của chuyển động. Để giải quyết các vấn đề này rõ ràng là sử dụng các phương pháp cũ với các đại lượng không thay đổi là không thể được. Các đại lượng biến thiên, các biến số do đó được đưa vào trong toán học một cách tự nhiên.

Vào năm 1637, nhà toán học Pháp là Descartes (1596 - 1650) lần đầu tiên đã đưa ra khái niệm “đại lượng thay đổi” để biểu diễn các đại lượng có giá trị thay đổi trong một quá trình nào đó và kí hiệu là x và y. Nhờ khái niệm đại lượng biến thiên (biến số) với một hình ví dụ hình elip khi gán vào một hệ trục toạ độ trục (y-x) có thể biểu diễn dưới dạng phương trình x2/a + y2/b= 1 để biểu diễn tính chất của hình elip. Nếu một elip được mô tả chuyển động của một hành tinh nào đó quanh Mặt Trời thì tính chất của hành tinh được mô tả trên toàn bộ các tham số của hình elip.

Liên quan đến khái niệm đại lượng biến thiên, Enghen đã viết “Các chất điểm trong toán học chính là biến lượng của Descartes. Có khái niệm đại lượng biến thiên (tức biến lượng) sự chuyển động đã thâm nhập được vào toán học, có biến lượng là phương pháp biện chứng đã thâm nhập vào toán học. Có biến lượng các phép tính vi phân, tích phân đã trở thành tất yếu”.

Sự sống ra đời từ bao giờ?

Trái Đất mà chúng ta đang sống là muôn hình muôn vẻ, đầy những sự sống đang sinh sôi. Cho đến nay, các loài sinh vật đã biết trên thế giới có khoảng hơn 1.400.000 loài, thêm vào đó có nhiều chủng loại mới chưa được phát hiện...

Vì sao ở trong phòng điều hoà lại sử dụng thêm thiết bị tạo ẩm cho không khí?

Nguyên nhân là do hàm lượng ôxy trong không khí không ngừng giảm xuống, khiến ta cảm thấy khó thở...

Thế nào là bàn thất xảo

Bàn thất xảo là loại bàn dã chiến lắp ghép từ năm hình tam giác (hai hình lớn, hai hình nhỏ, một hình kích thước trung bình), một hình bình hành, một...

Nhiệt độ toàn cầu nóng lên có ảnh hưởng gì tới môi trường nhân loại?

Sự thay đổi khí hậu trên Trái đất có liên quan rất mật thiết tới cuộc sống của con người. Thông qua sự quan sát và nghiên cứu khí hậu toàn cẩu các nhà...

Vì sao căn cứ hành vi khác thường của động vật cũng có thể biết được thời tiết?

"Chuồn chuồn bay thấp trời mưa, bay cao trời nắng..

Làm thế nào để sắp xếp khéo léo 250 quả táo vào tám chiếc giỏ?

Vấn đề như sau: giả thiết dung tích của các chiếc giỏ đủ lớn để có thể xếp số lượng bất kì các quả táo vào giỏ, làm thế nào xếp 250 quả táo vào tám...

Tại sao trong xã hội phong kiến, ngôi vua chỉ truyền cho con trai?

Trong lịch sử Trung Quốc cũng như nước ngoài, ngôi vị đế vương nói chung là d o con trai trưởng kế thừa. Cả đến trong các gia đình thường dân cũng chỉ...

Tại sao nói: Quần thể sinh vật kì diệu không gì sánh được?

Có một loài sinh vật có hình dáng hoặc hình tròn, hoặc hình lá, có loại thậm chí giống như kết cấu của thực vật có rễ, thân, lá, nhưng chúng chắc chắn không phải là thực vật.

Tại sao từ cây thông có thể lấy được hương thông?

Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta vẫn quen với nhựa colophan và dầu thông được luyện từ hương thông. Nếu bạn đi đường hoặc đá bóng không may bị đau...