解析几何

用代数方法进行图形研究的几何学分支
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解析几何(Analytic Geometry[2]),又被称作坐标几何或卡式几何,早先被叫做笛卡尔几何,是一种借助于解析式进行图形研究的几何学分支。[1][5]解析几何包括平面解析几何和立体解析几何两部分,其要旨是把几何问题归结为代数问题,借助坐标系用代数学的方法进行计算和证明,从而解决几何问题。[5][1]
1637年,笛卡尔在著作《科学中正确运用理性和追求真理的方法论》的附录《几何学》中提出了解析几何的基本方法。解析几何的原意,即经典解析方法,是用解析几何研究几何做图并根据方程讨论一些几何性质。一直到十八世纪末,解析几何才成为普遍使用的名词。解析几何最早是用代数的方法来解析的,因此代数学也被看成是解析学的一支。 对代数几何学者来说,解析几何也指(实或者复)流形,或者更广义地通过一些复变量(或实变量)的解析函数为零而定义的解析空间理论。[6]
解析几何有一些基本概念,如向量,坐标,图形的方程等。研究解析几何时会采用许多方法,如坐标表示法,坐标变换等,它们将数与形结合起来,使几何问题代数化。解析几何是数学中最基本的学科之一,也是科学技术中最基本的数学工具。[1] 它的发展为计算机的发展铺平了道路。现代解析几何的思想和方法也广泛应用于物理学、工程学、光学等领域。

发展历史

17 世纪早期,生产和科技的发展导致一系列重要事件发生,如德国天文学家开普勒发现行星是绕着太阳沿着椭圆轨道运行的,太阳处在这个椭圆的一个焦点上;意大利科学家伽利略发现投掷物体试验着抛物线运动的。这使得人们发现,圆锥曲线不仅是依附在圆锥上的静态曲线,而且与自然界物体运动密切相关。这些发现都涉及圆锥曲线等复杂曲线的研究。当时,数学体系的核心是欧式几何。欧氏几何虽有严密的公理化逻辑体系,但仅局限于对直线和圆所组成图形的演绎,面对椭圆、抛物线这些新奇图形及它们的运动规律,欧氏几何力不从心。[7]这些,促使人们去寻找解决问题的新的数学方法。