高数-微积分的历史背景课件

单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第九讲 微积分的历史,（,背景、发展与意义,）,马克思和恩格斯,非常重视微积分的创建，恩格斯曾有这的赞誉：“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。”,1,第九讲 微积分的历史（背景、发展与意义 ） 马克思,一、微积分名称的由来,在变量数学中，决定性的一步是17世纪后半叶由牛顿和莱布尼兹创始的微分法和积分法。微积分的诞生，与其说是全部数学史上的一个伟大的创举，不如说是整个人类历史的一个伟大的创举。,牛顿,称微积分为“,流数术,”（fluxious）,这个名称逐渐被淘汰。莱布尼兹使用了“,差的计算,”（calculus differentialis）与“,和的计算,” （calculus summatorius）.后来， “差的计算”变成了专门的术语“,微分学,” （ differential calculus ）,约翰贝努利主张把“和的计算”改为,2,一、微积分名称的由来 在变量数学中，决定性的一步是17,“求整计算” （calculus integralis）,后来成为专门术语“,积分学,” （ integral calculus ），这就是西方微分学和积分学的来源，两者结合起来叫微积分。在英文中简称calculus.,3,“求整计算” （calculus integralis）,后,二、微积分建立的时代背景,古代至中世纪的有关工作,导致微积分创立的几类基本问题,17世纪前期的工作,牛顿创建微积分的工作背景和大致过程,莱布尼茨创建微积分的工作背景和大致过程,牛顿、莱布尼茨工作的简单比较,微积分的历史意义,4,二、微积分建立的时代背景古代至中世纪的有关工作4,古代至中世纪的有关工作,早在古代数学中，就产生了,微分和积分,这两个概念的思想萌芽，形成两种基本的数学运算。两者分别地被人们加以研究和发展。,积分思想出现在求面积、体积等问题中，在古中国、古希腊、古巴比伦、古埃及的早期数学文献中都有涉及这类问题的思想和方法。,历史上，积分思想先于微分思想出现，而不象今天的数学分析所讲授的那样，先微分后积分。,5,古代至中世纪的有关工作 早在古代数学中，就产生了微分和,中国魏晋时代的,刘徽,在其九章算术注（公元,263,年）中，对于计算圆面积提出了著名的,“割圆术”,，他解释说：“割之弥细，所失弥少。割之又割，以至于不可割，则与圆周合体，而无所失矣。”这些都是原始的积分思想。,又如，中国清代著名数学家,李善兰,独创的,“尖锥术”,，已使中国步入了微积分的大门。但还未形成多大影响时，西方的微积分就传入了中国。,如：古希腊的阿基米德（公元前,287,212,）用边数越来越多的正多边形去逼近圆的面积，称为“穷竭法”。,6,中国魏晋时代的刘徽在其九章算术注（公元263年）,16,世纪以后，欧洲数学家们仍沿用阿基米德的方法求面积、体积等问题，并不断加以改进。天文学家兼数学家,开普勒,的工作是这方面的典型。他注意到，酒商用来计算酒桶体积的方法很不精确，他努力探求计算体积的正确方法，写成,测量酒桶体积的新科学,一书，他的方法的精华就是,用无穷多小元素之和来计算曲边形的面积或体积,。,微分思想也在古代略见端倪，它是和求曲线的切线问题相联系的，这是数学家们历来所关注的另一类问题。,7,16世纪以后，欧洲数学家们仍沿用阿基米德的方,光学研究中，由于透镜的设计需要运用折射定律、反射定律，就涉及切线、法线问题。这方面的研究吸引了,笛卡儿、惠更斯、牛顿、莱布尼兹,等人。而在运动学研究中，要确定运动物体在某一点的运动方向，就是求曲线上某一点的切线方向，这就需要求作切线。,8,光学研究中，由于透镜的设计需要运用折射定律、反射定律,意大利科学家伽利略主张自然科学研究必须进行系统的观察与实验，充分利用数学工具去探索大自然的奥秘。这些观点对科学,(,特别是物理和数学,),的发展有巨大的影响。他的学生,卡瓦列里,创立了,“不可分原理”,。依靠这个原理他解决了许多现在可以用更严格的积分法解决的问题。“不可分”的思想萌芽于,1620,年，深受开普勒和伽利略的影响，是希腊欧多克索斯的穷竭法到牛顿、莱布尼茨微积分的过渡。,9,意大利科学家伽利略,导致微积分创立的几类基本问题,已知物体移动的距离表示为时间的函数，求物体在任意时刻的速度和加速度；反之，已知物体运动的加速度表为时间的函数，求速度和距离。,（,这一问题不久人们发现，这一问题是计算一个变量对另一个变量的变化率问题以及它的逆问题的特例。）,求曲线的切线。,10,导致微积分创立的几类基本问题已知物体移动的距离表示为时间的函,求函数的最大值和最小值。,（,如抛射体获得最大射程时的发射角，行星离开太阳时的最远和最近距离等。,）,求曲线长；曲线围成的面积；曲面围成的体积；物体的重心；一个体积相当大的物体（如行星）作用于另一物体上的引力等。,11,11,17世纪前期微积分的工作,费尔马 (Fermat),是在牛顿和莱布尼兹之前，在微分和积分两个方面作出贡献最多的一个数学家。,费尔马求极大值与极小值的方法 (写于1636年以前),在求曲线的切线问题和函数的极大、极小值问题上做出了重要贡献。用现代语言来说，他都是先取增量，而后让增量趋于0。这正是微分学的实质之所在。,费尔马,还考虑了求抛物体的重心问题。他是,12,17世纪前期微积分的工作 费尔马 (Fermat)是在牛,用,求极大,、,极小值的方法,得到，而不是用求和的方法。这使他的朋友罗贝瓦尔感到惊奇。但是，他居然没有看到这两类问题,微分学问题和积分学问题,的基本联系，与,微积分基本定理,擦肩而过。,在数学史上，拉格朗日、拉普拉斯和傅立叶都曾称“,费尔马,是真正发明者。,”但,泊松,正确地指出，,费尔马,不应当享有这一荣誉。,13,用求极大、极小值的方法得到，而不是用求和的方法。这使他的朋友,另一个对微积分作出预言的是牛顿的老师,巴罗 (I.Barrow,，16301677,),，他于1630年生于伦敦，毕业于剑桥大学，他在物理、数学、天文和神学方面都有造诣。他也是当时研究古希腊数学的著名学者。他翻译了欧几里得的几何原本，也是第一个担任剑桥大学卢卡斯讲座教授的人。,巴罗,的贡献,1669,年，他辞去了他的教授席位，并推荐牛顿取得此席位。1673年他被任命为剑桥三一学院院长，1677年逝世。,14,另一个对微积分作出预言的是牛顿的老师巴罗 (I.Ba,巴罗最重要的著作是1699-1670年发表的,光学和,几何学讲义,，在这本书中我们能够找到非常接近近代微分过程的步骤。他把作曲线的切线和曲线的求积联系了起来，用现代符号表示就是：,巴罗的确已经走到了微积分基本定理的大门口。但在巴罗的书中，这两个定理相隔二十余个别的定理，并且没有把它们对照起来，也几乎没有使用过它们。这说明，巴罗并没有从一般概念意义下理解,15,巴罗最重要的著作是1699-1670年发表的光学,他们。但是我们知道，只有一般概念才能阐明问题的本质，才能开拓广阔的应用道路。,到此为止，微积分这门学科的基础已经具备，但象现在这样的微积分还没有。正如后来莱布尼,兹确切表达的：“在这样的科学成就之后，所缺少的知识引出问题的迷宫的一条线。即依照代数样式的解析计算法。”,在创建微积分的过程中究竟还有多少事情要做呢？,16,他们。但是我们知道，只有一般概念才能阐明问题的本质，才能开拓,1）需要以一般形式建立新计算法的基本概念及其相互联系，创立一套一般的符号体系，建立计算的正确程序或算法。,2）为这门学科重建逻辑上的一致的、严格的基础。,第1）项由,牛顿和莱布尼,兹,各自独立完成。,第2）项由法国伟大的分析学家,A.L柯西,（Cauchy,1789_1857）,及其他19世纪数学家,完成。,17,1）需要以一般形式建立新计算法的基本概念及其相互联系,牛顿的微积分,牛顿（Isaac Newton，1642-1727）是历史上伟大的物理学家和数学家。,他和莱布尼茨（,Gottfried Leibniz,，,1646-1716,）一起发明了,微积分,，在,光的色散和光的本质,方面取得了重要成就，更重要的是他建立了,万有引力理论,，把天体的运动和地球上的运动统一起来，整个近代力学和天体力学都是在他的基础上发展起来的。,18,牛顿的微积分牛顿（Isaac Newton，1642-172,法国数学家和天文学家,拉普拉斯,（,Pierre Laplace,，,1749-1827,）曾经这样说过：“,不会产生两个牛顿，因为要发现的世界只有一个,。”,在牛顿的墓志铭上刻着著名诗人,波普,（Alexander Pope，1688-1744）优美的赞美诗句：,自然和她的法则在黑暗中隐藏,/,上帝说，让牛顿去吧,/,于是一切都已照亮,Nature and Natures Laws lay hid in night/ God said: let Newton be / and all was,19,法国数学家和天文学家拉普拉斯（Pierre Lapl,虽然牛顿取得了这么多重要成就，但是他却是一个很谦虚的人。他曾经说过：“,我并不知道人家是怎样看我的，但是在我自己看来，我就像一个在海滩上玩耍的小孩儿，偶尔捡到一颗光滑而好看的鹅卵石，而真理的大海我并没有发现。,”,他在致胡克（,Robert Hooke,，,1635-1703,）的一封信中也说过这样一句广泛流传的话：“,如果我曾比别人看得更远一些，那是因为我站在巨人的肩膀上。,”,20,虽然牛顿取得了这么多重要成就，但是他却是一个很谦虚的,牛顿,生平,历史的发展有时候充满了戏剧性。,1642,年,1,月,8,日，伟大的意大利物理学家伽利略（,Galileo Galilei,，,1564-1642,）逝世。就像中国藏族的转世灵童一样，不到一年，牛顿于,1642,年,12,月,25,日（这是儒略历的日子，对应于现在公历的,1643,年,1,月,4,日）出生于英国林肯郡（,Lincolnshire,）的伍尔索普,(Woolsthope),镇。,牛顿是个遗腹子，在出生前两个多月，他父亲就去世了。三岁的时候，他母亲改嫁，牛顿就和他祖母一起生活。在,11,岁时，牛顿的继父又去世了，于是他母亲就带着他的一个弟弟和两个妹妹回到沃斯索普。从此以后，他们就在一起生活。,21,牛顿 生平 历史的发展有时候充满了戏剧性。164,大约5岁的时候，牛顿被送到了邻近的乡村小学。在那里，牛顿平静地度过了9年的日子，家里人似乎对于他没有什么太大的指望。牛顿有个舅舅叫艾司考，他发现了牛顿的聪慧，在1656年送他到格兰珊公学学习。可是，到那里不久，母亲就把他招回来帮助料理继父留下的田产。经过艾司考与格兰珊公学校长斯托克斯（J. Stokes）极力恳求他母亲，牛顿才于1658年重返格兰珊公学。和当时英国的皇家中学一样，格兰珊公学也是以教授希腊文与拉丁文文法为主要科目的学校。在格兰珊公学的3年中，牛顿学习十分努力，目的是为了考取当时最好的大学剑桥大学。1661年，牛顿如愿以偿地进入了剑桥大学的三一学院（Trinity College）。,22,大约5岁的时候，牛顿被送到了邻近的乡村小学。,刚到剑桥大学的时候，牛顿依靠将食物与饮料递送外卖这种勤工俭学方式来换取一日三餐。后来，牛顿得到了奖学金。在著名几何学家巴罗（Isaac Barrow，1630-1677）教授的指导下，牛顿阅读了开普勒（Kepler，1570-1630）、笛卡尔（Ren Descartes，1596-1650）、伽利略等人的科学书籍。1665年，牛顿顺利地拿到了学士学位（Bachelor of Art）。,1665,年初，伦敦发生了严重的鼠疫。剑桥大学出于慎重考虑而把学生遣返回家。这样，牛顿于,1665,年,6,月到,1666,年,12,月在家乡伍尔索普呆了一年半的时间。,23,刚到剑桥大学的时候，牛顿依靠将食物与饮料递送,在科学史上，这段时期具有非同寻常的重要性，因为牛顿在此期间几乎完成了他平生所有的重要发现。下面这段话来自牛顿的个人回忆：,1665年初，我发现了级数逼近法和把二项式的任意次幂展开成这一级数的规则。同年5月，我发现了格里高利（James Gregory，1638-1675）和司罗斯（Rene-Francois de Slues， 1622-1685）的切线方法。11月，得到了直接流数法。次年1月，提出了光的颜色理论。5月，我开始学会反流数方法,24,在科学史上，这段时期具有非同寻常的重要性，因,1668年，牛顿返回剑桥不久，获得了硕士学位（Master of Art）。之后牛顿成为三一学院的一名成员。1669年，牛顿完成了关于流数法（微积分）的论文，受到其导师巴罗的极力肯定，但牛顿并没有把这一成果发表，这造成了日后他和莱布尼茨关于微积分发明权的长期争论。同年，巴罗决定放弃自己的卢卡斯（Lucas）讲座教授席位，专心从事神学研究，并且由于欣赏牛顿的才能，而推荐27岁的牛顿继任这一职位。这在科学史上被传为一段佳话，剑桥大学三一学院前至今还树立着这对师徒的雕像。,25,1668年，牛顿返回剑桥不久，获得了硕士学,怪异的牛顿,牛顿并不善于教学，他在讲授新近发现的微积分时，学生都接受不了。但在解决疑难问题方面的能力，他却远远超过了常人。还是学生时，牛顿就发现了一种计算无限量的方法。他用这个秘密的方法，算出了双曲面积到二百五十位数。他曾经高价买下了一个棱镜，并把它作为科学研究的工具，用它试验了白光分解为的有颜色的光。,开始，他并不愿意发表他的观察所得，他的发现都只是一种个人的消遣，为的是使自己在寂静的书斋中解闷，他独自遨游于自己所创造的超级世界里。,26,怪异的牛顿 牛顿并不善于教学，他在讲授新近发现的微积分,后来，在好友哈雷的竭力劝说下，才勉强同意出版他的手稿，才有划时代巨著自然哲学的数学原理的问世。,作为大学教授，牛顿常常忙得不修边幅，往往领带不结，袜带不系好，马裤也不纽扣，就走进了大学餐厅。有一次，他在向一位姑娘求婚时思想又开了小差，他脑海了只剩下了无穷量的二项式定理。他抓住姑娘的手指，错误的把它当成通烟斗的通条，硬往烟斗里塞，痛得姑娘大叫，离他而去。牛顿也因此终生未娶。,27,后来，在好友哈雷的竭力劝说下，才勉强同意出版他的手稿，才有划,牛顿从容不迫地观察日常生活中的小事，结果作出了科学史上一个个重要的发现。他马虎拖沓，曾经闹过许多的笑话。一次，他边读书，边煮鸡蛋，等他揭开锅想吃鸡蛋时，却发现锅里是一只怀表。还有一次，他请朋友吃饭，当饭菜准备好时，牛顿突然想到一个问题，便独自进了内室，朋友等了他好久还是不见他出来，于是朋友就自己动手把那份鸡全吃了，鸡骨头留在盘子，不告而别了。等牛顿想起，出来后，发现了盘子里的骨头，以为自己已经吃过了，便转身又进了内室，继续研究他的问题。,28,牛顿从容不迫地观察日常生活中的小事，结果作出了科学史,1688-1690年的政治生活扰乱了牛顿隐居生活的理想。当时英国大学教授年薪200多英镑，但是与他所接触的贵族生活相比，牛顿感到这些报酬还是太少。牛顿为此曾向他的朋友、英国财政大臣哈里发爵士（Lord Halifax）抱怨。1695年3月19日，哈里发推荐牛顿为皇家造币局局长，得到了皇帝的批准，年薪500多英镑。1699年牛顿升任造币局总监，年薪1200-1500英镑。这使牛顿变得非常富有，要知道，牛顿在剑桥大学当学生的时候，一年的生活费也不过才20多英镑,。,牛顿晚年,29,1688-1690年的政治生活扰乱了牛顿隐居生,随着科学声誉的提高，牛顿的政治地位也得到了提升。,1689,年，他被当选为国会中的大学代表。作为国会议员，牛顿逐渐开始疏远给他带来巨大成就的科学。他不时表示出对以他为代表的领域的厌恶。同时，他的大量的时间花费在了和同时代的著名科学家如,胡克、莱布尼兹,等进行,科学优先权的争论,上。,1683-1684,年，胡克、哈雷（,Edmund Halley,，,1656-1742,）、雷恩（,Christopher Wren,，,1632-1723,）等人先后发现了引力的平方反比定律，但是都无法证明。为此，雷恩愿意以一本价值,40,先令的书馈赠能证明这个定律的人。胡克声称他已经得到了证明，但是不愿公开其结果；,30,随着科学声誉的提高，,1684,年,8,月，哈雷特意到剑桥询问牛顿，牛顿称这个问题他早已解决，并答应给哈雷一份证明。同年,11,月，牛顿如约将他的证明送给哈雷。哈雷立即再次赶赴剑桥，劝说牛顿到皇家学会发表他的结果。,1686,年，万有引力理论的论文在皇家学会发表，而且皇家学会决定正式出版它。,在一次皇家学会会议上，胡克声称他在几年前就已经证明了牛顿的上述结果，并且暗示牛顿是从他那里得到这种知识的，牛顿对此非常气愤。,31,1684年8月，哈雷特意到剑桥询问牛顿，牛顿,哈雷从中进行斡旋，试图息事宁人。他劝牛顿：“胡克可能希望你可以在序言中提及他”，但是这遭到了牛顿的拒绝。经过哈雷的再三劝说，牛顿最后才答应写下这样一段脚注：“,牛顿、雷恩、胡克、哈雷都从开,普勒的定律得到了引力定律,”。可是接下来又出现了麻烦，即皇家学会没有经费出版牛顿的著作。最后，还是哈雷用自己的钱在,1687,年出版了,自然哲学之数学原理,。,1704,年，牛顿的光学出版。因为在附录中牛顿详细论述了他的流数法，从而引起了和莱布尼兹关于微积分发明权的争论。,32,哈雷从中进行斡旋，试图息事宁人。他劝牛顿：“胡克可,晚年的牛顿开始致力于对神学的研究，他否定哲学的指导作用，虔诚地相信上帝，埋头于写以神学为题材的著作。当他遇到难以解释的天体运动时，竟提出了“神的第一推动力”的谬论。他说“上帝统治万物，我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他”。,1727,年,3,月,20,日，伟大的艾萨克牛顿逝世。同其他很多杰出的英国人一样，他被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上镌刻着：,让人们欢呼这样一位多么伟大的,人曾经在世界上存在。,33,晚年的牛顿开始致力于对神学的研究，他否定哲学的指导作,莱布尼兹博学多才的数学符号大师,莱布尼,兹,（G.W.Leibniz，16461716）,是17、18世纪之交德国最重要的数学家、物理学家 和哲学家，一个举世罕见的科学天才。,“一个千古绝伦的大智者”,（罗素语，西方哲学史）,34,莱布尼兹博学多才的数学符号大师莱布尼兹（G.W.Leib,生平事迹,莱布尼兹1646年出生于德国东部莱比锡的一个书香之家，父亲是莱比锡大学的哲学教授，母亲出生在一个教授家庭。莱布尼兹的父亲在他年仅,6,岁时便去世了，给他留下了丰富的藏书。莱布尼兹因此得以广泛接触古希腊罗马文化，阅读了许多著名学者的著作，由此而获得了坚实的文化功底和明确的学术目标。,莱布尼兹,8岁自学拉丁文,，,14岁自学希腊文,，,15,岁,时，他进了莱比锡,大学,学习法律，一进校便跟上了大学二年级标准的人文学科的课程，还广泛阅读了,培根、开普勒、伽利略,等人的著作，并对他们的著述进行深入的思考和评价。,35,生平事迹 莱布尼兹1646年出生于德国东部莱比锡的一,在听了教授讲授欧几里德的几何原本的课程后，莱布尼兹对数学产生了浓厚的兴趣。,20,岁时，莱布尼兹转入阿尔特道夫大学。这一年，他发表了第一篇数学论文论组合的艺术。这是一篇关于数理逻辑的文章，其基本思想是出于想把理论的真理性论证归结于一种计算的结果。这篇论文虽不够成熟，但却闪耀着创新的智慧和数学才华。,莱布尼兹在阿尔特道夫大学获得博士学位后便投身外交界。,1672,出使巴黎，在那里结识了惠更斯及其他许多杰出的学者,。不久，,莱布尼兹成了个第一流的外交家。,36,在听了教授讲授欧几里德的几何原本的课程后，莱布尼,在刚出访巴黎时，莱布尼兹对他那个时代的数学几乎还一无所知。但他在,惠更斯,的指导下开始了真正的数学教育。他深受,帕斯卡,（,那时候笛卡尔、帕斯卡和费尔马均已过世,）事迹的鼓舞，决心钻研高等数学，并研究了笛卡儿、费尔马、帕斯卡等人的著作。他很快发现自己是一个天生的数学家。,1673,年，莱布尼兹访问伦敦，被推荐为英国皇家学会会员。他会见了许多数学家，学到了不少关于,无穷级数,的知识，获得了一本巴罗的几何讲义，还知道牛顿的一些工作。,37,在刚出访巴黎时，莱布尼兹对他那个时代的数学几乎还一无,在他以后的研究中，主要致力于切线问题以及求积问题。并根据巴罗的“微分三角形”，终于在,1684,年,10,月的教师学报上发表了论文 “,一种求极大极小的奇妙类型的计算,”，这在数学史上被认为是最早发表的微积分文献。,莱布尼兹在求积问题的研究中第一批成果之一是求出一个单位圆的面积是无穷级数,的四倍，即,38,在他以后的研究中，主要致力于切线问题以及求积问题。并,这篇仅6页纸、内容并不丰富、说理也颇含混的文章，却具有划时代的意义，它已含有现代的微分符号和基本微分法则：,导数记作,1676年记作,后来在1693年的另一篇论文中,39,这篇仅6页纸、内容并不丰富、说理也颇含混的文章，却具,用,莱布尼兹第一次明确地表达了,求和和微分,之间的关系，这就是牛顿莱布尼兹公式。,然而，莱布尼兹并不清楚怎样从一个粗糙的式子,去求得面积，即怎样从一组矩形得到曲线下的,面积。当然，这个困难不仅困扰了牛顿和莱布尼兹，也困扰了17世纪所有的数学家，这主要是因为,没有清楚的极限概念,。,1686年，莱布尼兹发表了深奥的几何与不可分量及无限的分析，这是第一篇积分学论文。在,40,用 莱布尼兹第一次明确地表达了求和和微分之间的关系，这,这篇论文中，他初步论述了求积（积分）问题与切线（微分）问题的互逆关系，还引入了积分概念及其符号,莱布尼兹的思想文献分为两类：一是1673年开始的手稿、笔记及友人的通信；二是1684年开始发表的论文。在微积分方面的主要成果还有：,1）复合函数的微分法则；,2）弧微分法则,3）对数函数和指数函数的微分法则；,4）在积分符号下对参变量求微分的方法；,41,这篇论文中，他初步论述了求积（积分）问题与切线（微分）问题的,5）曲线绕 轴旋转所成的旋转体体积公式；,6）求切线、求极大极小值以及求拐点的方法等。,数学方面的其它成就：,莱布尼兹在数学方面的成就是巨大的。他的研究及成果渗透到高等数学的许多领域。他的一系列重要数学理论的提出，为后来的数学理论奠定了基础。,42,5）曲线绕 轴旋转所成的旋转体体积公式；6）求切线、求极大,莱布尼兹曾讨论过负数和复数的性质，得出,复数,的,对数,并不存在，共扼复数的和是实数的结论。在后来的研究中，莱布尼兹证明了自己结论是正确的。,他还对线性方程组进行研究，对消元法从理论上进行了探讨，并首先引入了行列式的概念，提出行列式的某些理论。,此外，莱布尼兹还创立了符号逻辑学的基本概念，发明了能够进行加、减、乘、除及开方运算的计算机和二进制，为计算机的现代发展奠定了坚实的基础。,43,莱布尼兹曾讨论过负数和复数的性质，得出复数的对数并不,1676,年，他到汉诺威公爵府担任法律顾问兼图书馆馆长。,1700,年被选为巴黎科学院院士，促成建立了柏林科学院并任首任院长。,1716,年,11,月,14,日，莱布尼兹在汉诺威逝世，终年,70,岁。,44,1676年，他到汉诺威公爵府担任法律顾问兼图书,以前，微分和积分作为两种数学运算、两类数学问题，是分别的加以研究的。,只有,莱布尼兹和牛顿,将积分和微分真正沟通起来，明确地找到了两者内在的直接联系：微分和积分是互逆的两种运算。而这是微积分建立的关键所在。只有确立了这一基本关系，才能在此基础上构建系统的微积分学。并从对各种函数的微分和求积公式中，总结出共同的算法程序，使微积分方法普遍化，发展成用符号表示的微积分运算法则。,因此，微积分“,是牛顿和莱布尼兹大体上完成的，但不是由他们发明的,”.,45,以前，微分和积分作为两种数学运算、两类数学问,然而关于微积分创立的优先权，在数学史上曾掀起了一场激烈的争论。,1704,年，牛顿的光学出版。因为在附录中牛顿详细论述了他的流数法，从而引起了和莱布尼兹关于微积分发明权的争论。其实微积分是牛顿和莱布尼兹独立发现的，所不同的是，牛顿的发现时间较早，牛顿是,1666,年，而莱布尼兹是,1676,年左右；莱布尼兹的发表时间较早，莱布尼兹是,1684,年，而牛顿最早是在,1687,年的自然哲学之数学原理公布了他的流数法。,46,然而关于微积分创立的优,牛顿在,1687,年出版的自然哲学的数学原理的第一版和第二版也写道：“十年前在我和最杰出的几何学家莱布尼兹的通信中，我表明我已经知道确定极大值和极小值的方法、作切线的方法以及类似的方法，但我在交换的信件中隐瞒了这方法，这位最卓越的科学家在回信中写道，他也发现了一种同样的方法。他并诉述了他的方法，它与我的方法几乎没有什么不同，除了他的措词和符号而外”,(,但在第三版及以后再版时，这段话被删掉了,),。,因此，后来人们公认牛顿和莱布尼兹是各自独立地创建微积分的。,47,牛顿在1687年出版,牛顿从物理学出发，运用集合方法研究微积分，其应用上更多地结合了运动学，造诣高于莱布尼兹。莱布尼兹则从几何问题出发，运用分析学方法引进微积分概念、得出运算法则，其数学的严密性与系统性是牛顿所不及的。,莱布尼兹认识到好的数学符号能节省思维劳动，运用符号的技巧是数学成功的关键之一。因此，他所创设的微积分符号远远优于牛顿的符号，这对微积分的发展有极大影响。,1713,年，莱布尼兹发表了微积分的历史和起源一文，总结了自己创立微积分学的思路，说明了自己成就的独立性。,48,牛顿从物理学出发，运,但是这种争论产生了一个很不好的影响，就是英国数学家出于民族的自尊心，再加上对牛顿的过分崇拜，而拒绝了欧洲大陆的微积分。这种情况一直到19世纪初期才得到改变，而在此之前的一百多年，英伦本岛没有产生一位可以称得上伟大的数学家。现在的历史学家认为，,莱布尼兹,的微积分之所以在欧洲大陆得到了普遍接受和巨大发展，一方面是因为微积分在解决实际问题中显示出的巨大威力，另一个很重要的方面则在于,莱布尼兹,创立了一整套微积分的数学符号，这些符号的绝大部分一直到现在人们还在使用。我们现在知道，好的数学符号对于数学思想的表达和数学本身的进步是非常重要的。,49,但是这种争论产生了一个很不好的影响，就是英,在牛顿和莱布尼兹之间，为争论谁是这门学科的创立者的时候，竟然引起了一场悍然大波，这种争吵在各自的学生、支持者和数学家中持续了相当长的一段时间，造成了欧洲大陆的数学家和英国数学家的长期对立。英国数学在一个时期里闭关锁国，囿于民族偏见，过于拘泥在牛顿的“流数术”中停步不前，因而数学发展整整落后了一百年。,应该说，一门科学的创立决不是某一个人的业绩，它必定是经过多少人的努力后，在积累了大量成果的基础上，最后由某个人或几个人总结完成的。微积分也是这样，是牛顿和莱布尼兹在前人的基础上各自独立的建立起来的。,50,在牛顿和莱布尼兹之间，,牛顿和莱布尼兹分别创建的微积分各有特色,首先，牛顿从力学或运动学的角度，从速度的变化问题开始。他把连续变化的量称为流量，把无限小的时间间隔叫做瞬；而流量的速度，也就是流量在无限小时间内的变化率，称为流数，用上面带点的字母,x,，,y,表示。牛顿建立了以流量、流数和瞬为基本概念的微积分学。而莱布尼茨从几何学的角度，从求切线问题开始，突出了切线概念。他研究了求曲线的切线问题和求曲线下的面积问题的相互联系，由此建立起微积分学。,51,牛顿和莱布尼兹分别创建的微积分各有特色 首先，牛顿从力,其次，牛顿作为物理学家，其工作方式是经验的、具体的和谨慎的，着力于将微积分成功地应用到许多实际问题，以证明微积分方法的价值。莱布尼茨身兼哲学家，他的工作和思想富于想像和大胆，更着重于把微积分从各种特殊问题中概括和提升出来，寻求普遍化和系统化的运算方法。,第三，莱布尼兹在运用和创造符号方面，比牛顿更花费心思。他用,d,表示差额（,difference,的第一个字母），微分表示为,dx,，,dy,，对,n,阶微分运用了符号,dn,；而用表示总和,(sum,的第一个字母的拉长,),，即积分符号。人们公认，莱布尼兹的微积分符号简明方便，以致沿用至今。,52,其次，牛顿作为物理学家，其工作方式是经验的、具体的和,马克思和恩格斯非常重视微积分的创建，恩格斯曾有这的赞誉：“,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。,”,53,马克思和恩格斯非常重视微积分的创建，恩格斯曾有这的赞,微积分的历史意义,提供了定量处理与运动、变化等有关的多种现实问题的强有力方法。,解析几何与微积分的建立，标志着数学由初等数学（常量数学）时期向变量数学时期的重要转变。,以极限方法为主要特征的微积分方法蕴含着十分基本和重要的数学思想。,54,微积分的历史意义提供了定量处理与运动、变化等有关的多种现实问,微积分的历史意义,微积分的建立，开辟了全新的、广阔的数学领域，其后数学分析大厦逐步建立。,微积分的建立，使得数学的基本格局发生了变化，在这之前，数学主要有代数（包括算术）与几何两大领域，而微积分的建立，形成了代数、几何与分析三足鼎立的局面。,55,微积分的历史意义微积分的建立，开辟了全新的、广阔的数学领域，,