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  • 海倫

    海倫(數(shù)學(xué)家)

    海倫(Heron of Alexandria,公元62年左右,生平不詳),古希臘數(shù)學(xué)家、力學(xué)家、機(jī)械學(xué)家。約公元62年活躍于亞歷山大,在那里教過(guò)數(shù)學(xué)、物理學(xué)等課程。海倫在論證中大膽使用某些經(jīng)驗(yàn)性的近似公式,注重?cái)?shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用。他比較著名的著作之一是海倫公式,表達(dá)式為:S=√p(p-a)(p-b)(p-c)。


    人物著作

    海倫有許多學(xué)術(shù)著作,都用希臘文撰寫(xiě),但大部分已失傳。寫(xiě)了不少測(cè)量學(xué)、力學(xué)和數(shù)學(xué)著作,《量度論》該書(shū)共3卷,分別論述平面圖形的面積,立體圖形的體積和將圖形分成比例的問(wèn)題。其中卷Ⅰ給出著名的已知三邊長(zhǎng)求三角形面積的海倫公式。

    《測(cè)量?jī)x器》中描述了一種類(lèi)似現(xiàn)代經(jīng)緯儀的儀器,并介紹如何使用它去解決各種測(cè)量問(wèn)題。其它著作還有《氣體力學(xué)》、《武器制造法》、《幾何》、《測(cè)體積法》等。

    主要成就

    海倫公式;

    假設(shè)在平面內(nèi),有一個(gè)三角形,邊長(zhǎng)分別為a、b、c,三角形的面積S可由以下公式求得:

    而公式里的p為半周長(zhǎng)(周長(zhǎng)的一半):

    海倫

    注1:"Metrica"《度量論》手抄本中用s作為半周長(zhǎng),所以

    和兩種寫(xiě)法都是可以的,但多用p作為半周長(zhǎng)。它的特點(diǎn)是形式漂亮,便于記憶。

    海倫公式的提出為三角形和多邊形的面積計(jì)算提供了新的方法和思路,在知道三角形三邊的長(zhǎng)而不知道高的情況下使用海倫公式可以更快更簡(jiǎn)便的求出面積,比如說(shuō)在測(cè)量土地的面積的時(shí)候,不用測(cè)三角形的高,只需測(cè)兩點(diǎn)間的距離,就可以方便地導(dǎo)出答案。他建立的求積公式,比中國(guó)宋代的數(shù)學(xué)家秦九韶早一千多年。

    著作影響

    一般來(lái)講僅用四邊長(zhǎng)無(wú)法表達(dá)某個(gè)四邊形面積(某些特例除外),必須添加某些條件,比如角、對(duì)角線等。

    婆羅摩笈多(Brahmagupta)在公元7世紀(jì)初的一部論及天文的著作中,給出了用四邊長(zhǎng)a、b、c、d表達(dá)圓內(nèi)接四邊形面積的婆羅摩笈多公式:

    其中:

    公式無(wú)論從形式上還是內(nèi)容上都是海倫公式的延拓與推廣,但它僅適用于圓內(nèi)接四邊形。當(dāng)然,為四邊形對(duì)角和之半時(shí),依然有公式:

    由于任何n邊的多邊形都可以分割成(n-2)個(gè)三角形,所以海倫公式可以用作求多邊形面積的公式,但需要先知道分割用的對(duì)角線的長(zhǎng)度。

    其他成就

    他的成就還有:正3到正12邊形面積計(jì)算法;長(zhǎng)方臺(tái)體積公式;求立方根的近似公式等。他發(fā)明的各種精巧器械,比理論上的成就更為人們所推崇,主要有氣轉(zhuǎn)球(被稱(chēng)為世界上第一個(gè)蒸汽機(jī))、自動(dòng)售貨機(jī)、滅火器、水風(fēng)琴、水鐘等。

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