窮竭法

古希臘安提芬提出的理論

)+(1/n )^2·(1/n )(2-1/n

理論介紹


窮竭法
窮竭法
古希臘的安提芬(antiphon )最早表述了窮竭法,他在研究“化圓為方”問題時,提出了使用圓內接正多邊形面積“窮竭”圓面積的思想。
後來,古希臘數學家歐多克斯(Eudoxus of Cnidus,)改進了安提芬的窮竭法。將其定義為:“在一個量中減去比其一半還大的量,不斷重複這個過程,可以使剩下的量變得任意小”。
古希臘數學家阿基米德進一步完善了“窮竭法”,並將其廣泛應用於求解曲面面積和旋轉體體積。阿基米德最早使用窮竭法進行了積分運算,是微積分學的先驅。窮竭法被後人稱為阿基米德原理。
例如,計算與x軸在之間圍成的曲邊三角形的面積,把底邊分成n等分,分點分別是然後在每個分點處作底邊的垂線,這樣曲邊三角形被分成了n個窄條,對每個窄條,近似用矩形條替代。每個矩形的底寬,高,把這些矩形條加起來,得到S的近似Sn:
對每個n,都可以算出相應的Sn的值,一方面,隨著n的增大Sn的值,來越接近S.但另一方面,所得的Sn始終都是S的近似值,為了得到S的精確值,使n無限制的增大,從幾何上看,面積Sn的那個多邊形越來越貼近曲邊三角形,即阿基米德所說的窮竭曲邊三角形,從數值上看,Sn無限接近一個確定的數,這個數就是曲邊三角形的面積S,這個數等於,當年,阿基米德就是通過這個方法求得結果.
用窮竭法計算曲邊形的面積時,對不同的曲邊形,採用不同的直邊形去逼近。並且計算的過程中採用了特殊的技巧,因而不具有一般性,無法向一般的曲邊形推廣.