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今天是2024年12月24日 第52周 星期二
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→0.1 芝诺悖论与穷竭法
发现无理数之后，芝诺的论证更使数学家担忧.数学作为一门准确的科学是否可能？
发现无理数之后，芝诺的论证更使数学家担忧.数学作为一门准确的科学是否可能？
“穷竭法”（exhaustion method，“exhaust”一词首见于圣樊尚(Gregoire de Saint-Vincent)，1647年）是柏拉图学派对芝诺的回答，通过舍去无穷小量并将可能导致无穷小的问题简化为只涉及形式逻辑的问题，避免了无穷小陷阱. 例如，当需要证明一个四面体的体积V等于一同底等高的棱柱体的体积P的三分之一时，证明包括表明两个假设V>1/3P和V<1/3P都不能成立. 为此引进一条与阿基米德（或欧多克索斯）公理等价的公理，阿基米德将这个公理阐述如下：对于两个不相等的量，“将大量超过小量的量加到该量本身上面，就会超过可与这两个量相比的任意指定的量”. 这里“加到该量本身上面”可以重复任意次. 在我们四面体的情况下，推理就是：假设V=A，证明A>1/3P是矛盾的. 将四面体置于n个棱柱组成的外切阶梯四面体之内，每个棱柱高h/n，h是四面体的高，可见当n取足够大时，阶梯四面体的体积就会小于A，因为它的体积一定大于V，我们就得到矛盾. 用类似的方法，我们用内接阶梯四面体可以证明V<1/3P不能成立. 欧几里得用这个方法证明了几个命题，其中有“两圆面积之比等于直径之比的平方”的定理.
这个间接方法非常严格，称为希腊和文艺复兴时代计算面积和体积标准的严格证明模式，而且还可以很容易地翻译成满足现代分析所要求的证明. 它的一大缺陷是事先要已知需要证明的结果，数学家必须先用其他不太严格和更优实验性的方法把结果求出来.
=== 0.2 牛顿与莱布尼兹之争 ===
=== 0.2 牛顿与莱布尼兹之争 ===