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数学真好玩 三角函数与天文学
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人类测量的历史“球面三角法”
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回顾数学史,我不免生出疑问。
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为什么现在的学生在学校里学不到“球面三角法”?“三角函数”和“球面三角法”明明有着不可割舍的羁绊。
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我们在前面已经对三角函数有了一定的叙述,现在让我们把目光转向三角函数的起源。等到大家知道了它的故事,想必就会对我抱持的疑问怀有同感了。
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“球面三角法”究竟是什么?
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在地球这种球面上,两点间最短的曲线就是直线。探索包含这条直线的三角形(球面三角形)的“边长”和“角度”之间关系的方法就叫作“球面三角法”。
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“米”是测量地球时诞生的
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经测量,巴塞罗那到敦刻尔克的距离约为1000千米。
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测量大地的“球面三角法”在测量史上也曾真实存在过。
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当代社会科学和发明创造之所以如此发达的理由之一,就是因为长度单位“米”几乎在世界范围内都统一使用着。
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据说在18世纪的法国大革命时代,欧洲有着40万种长度单位。法国政府实在忍无可忍,于是以国家的威信展开了一项工程,那就是“子午线测量”。怀着打造“世界统一单位”的梦想,法国将这项艰难的工程攻克,取得了成功,“米”随之诞生了。
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“米”成为经济、贸易、科学等所有领域的基础,支撑起了当代社会。
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但是现在仍有地方使用“寸”“英尺”“码”“英里”等单位,因此它还称不上是完全意义上的“世界统一单位”。
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诞生于古巴比伦尼亚的神奇单位“角度”
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其中,有些领域在数千年前就得到了发展,那就是天文学。
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天文学的特征是,它并不是卖弄“长度”单位的学问,而是靠“角度”支撑起来的。令人震惊的是,大约公元前2000年在古巴比伦尼亚诞生的六十进制法直到现在仍在使用。
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对于“角度”单位诞生的背景有以下两种说法。
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一种说法是,古巴比伦尼亚规定一年有365天,于是决定一周为360度——也因此规定了直角为90度的单位(角度)。
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另一种说法是,古巴比伦尼亚使用六十进制法,把圆分解为6个正三角形,根据六十进制法,正三角形的角被设定为60度。
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古希腊的三角法
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人类在观测天体运动时一般都在关注它们的旋转运动。天体观测的数据用旋转角来表示。“长度”对测量地上的东西十分奏效,但对于触不可及的遥远的天体测量,还是“角度”更为适合。
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创造出第一个理论的是古希腊天文学家喜帕恰斯。
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