本书共分六个部分,十四章,是论述代数基本定理以及证明“π与e是超越数”的一本入门读物,也是一段经典数学的奇幻之旅。
在第一部分中,从多项式方程的解和数系的扩张谈起,详述了有理数与循环小数,讨论了在黄金分割与黄金三角形,以及斐波那契数列中出现的无理数,由二元数的观点引入复数,最后阐明了代数基本定理的内容。在第二部分中,用三种不同的方法说明或证明了代数基本定理,这就表明了复数域是代数闭域。在第三部分中,从定义圆周率π以及自然对数的底e开始,最后严格地证明了它们是无理数。在第四部分中,阐明了关于多项式的一些概念和理论,其中有贝祖等式、高斯引理、艾森斯坦不可约判据,以及对称多项式基本定理等,也详述了有关扩域的一些理论,包括代数元、代数元域,以及单代数扩域等。在第五部分中,主要研究了代数扩域与有限扩域,并应用这些理论讨论了三大古典几何作图问题。在第六部分中,阐述了康托尔的对角线法,并依此证明了超越数的存在,简洁地证明了刘维尔定理以及刘维尔数是超越数,进而严格地证明了e是超越数的埃尔米特定理,以及π是超越数的林德曼定理。
本书还有六个附录:附录1推导了斐波那契数列的通项公式——比奈公式;附录2讨论了一些函数的级数展开,从而最终阐明了正文中表示π的格雷戈里一莱布尼茨表达式;附录3叙述了古印度数学家马德哈瓦用正切函数的级数展开计算丌的方法;附录4借助复数导出了π的另两个级数表示,这表明了数学内在的统一和优美;附录5对多项式基本定理中多项式g(x1,x2,…,xn)的唯一性给出了详尽的证明;附录6对正文中要用到的线性方程组的求解理论作出了简要的说明。
本书起点较低,叙述详尽,论证严格,举例丰富,前后呼应,数学内容自成体系,是一本深入浅出,既可供数学爱好者系统地学习和掌握新知识和方法,扩展视野,又能使他们欣赏到数学之美的可读性较强的读物。
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