几何学的发展历程研究论文

几何学的发展史几何学研究的主要内容,为讨论不同图型的各类性质,它可说是与人类生活最密不可分的.远自巴比伦,埃及时代,人们已知道利用一些图的性质来丈量土地,划分田园.但是并没有把它当作一门独立的学问来看,只把它当作人类生活中的一些基本常识而已.真正认真去研究它,则是从古希腊时代才开始的.所以由此,我们约略的将几何学的发展,分为下列几个方向:古希腊的几何学解析几何投影几何非欧几何微分几何几何的公理化 古希腊的几何学的发展1. 发展阶段2. 古希腊几何发展的原因3. 欧基里德的贡献———介绍"Elements"4. 阿基米德的贡献5. 阿波罗尼阿斯的贡献6. 古希腊几何学中的著名问题(1)方圆问题(2)倍积问题(3)三等分角问题(4)平行公设7. 影响数学发展的人物8. 古希腊数学衰退的原因9. 与几何学有关的应用科学10.古希腊数学的批判1. 发展阶段:古希腊所发展的几何学是所有近代数学的原动力.若要了解整个数学的架构,必定要先了解古希腊几何学的发展.我们可将其分为三个阶段:(1)启蒙期:主要人物有泰利斯(Thales),毕达哥拉斯(Pythagoras),尤多沙斯(Eadoxus).泰利斯:为古希腊天文学与几何学之父,他曾正确的预测日蚀的时间.他开始对一些几何图形做有系统的研究.毕达哥拉斯(毕式学派):首创集体创作,称为毕式学派.也是一位音乐家,发明毕式音阶.毕式定理为几何学中的重要定理.这个学派认为"数"是宇宙万物的基础.C,尤多拉斯:创立穷尽法(exhaustion method),所谓穷尽法就是"无穷的逼近"的观念,主要构想是为了求取圆周率π的近似值.所予理论上说尤多拉斯是微积分的开山祖师.尤多拉斯的另一贡献,为对比例问题做有系统的研究 (2)巅峰期:重要人物有:欧基里德(Euclid)阿基米德(Archimedes)阿波罗尼阿斯(Apollonoius)欧基里德:他将一些前人对数学的结果,加以整理,写成"Elements"这本书(中译为几何原本).这本书是有史以来第一本数学教科书,也是最畅销的.在往后数学的每一分支都是由这本书出发的.目前初中所学的平面几何学,内容仍以"Elements"这本书为主.这本书的详细内容,将在后面单独介绍.这本书的另一优点为浅显易读(readable).欧基里德本身并没有什麼重大的数学突破,它是一个数学的集大成者.这本书直到明朝中叶以后才传人中国.阿基米德:生於西西里岛,曾留学埃及亚历山大城.是有史以来三大数学家之一,发明不计其数,以后我们将单独介绍他及他的贡献.阿波罗尼阿斯:与阿基米德同一时代.最大一贡献是对於圆锥曲线的研究,这对於以后的解析几何,以至於微积分的发明有直接的影响.圆锥曲线的应用,直到16世纪才由刻卜勒加以发扬光大.(3)衰退期:自阿基米德及阿波罗尼阿斯之后,希腊数学已渐渐走入衰退期.在这中间,仍有几位值得一提的人物.托勒密:将三角函数发扬光大,并由此将天文学炒热.帕布斯:可说是末代时期的代表人物.2.古希腊几何发展的原因:我们不禁要问:为什麼古希腊会发展出这麼伟大的一些数学结果,是什麼原动力使他们如此 在希腊以前的各支文明,都把大自然看成是无秩序的,神秘的,多元的,可怕的.自然的现象均为神控制.人的生活和运气都是神的意志决定.但是希腊文明期,知识份子对自然摆出一种新的姿势,也就是理智的,评价的,现实的,他们主张自然界是有秩序的依照某一公式而表现其作用.人类不仅能研究自然的法则,甚至预言什麼事情将发生.毕学派首先提出下列观念:"将神秘性,不确定性从自然活动中抹去,并将表面看似纷乱不堪的自然现象,重新整理成可理解的次序和型式,并决定性的关键就在於数学的应用."继承毕式学派观念的就是柏拉图:柏拉图主张:"只有循数学一途,才能了解实体世界的真面目,而科学之成为科学,在於它含有数学的份."就是因为希腊时代的一些学者对於自然的这种看法和确立了依循数学研究自然的做法,给食腊时代本身及后来世世代代的数学创见提供了莫大的诱因.而在数学的领域中,几何学是最接近实际的描述.对希腊人而言,几何学的原则是宇宙结构的具体表现,本身正一门实际空间的科学.几何学就是数学,研究的中心.3.欧基里德的贡献:"Elements"这本书共有13册,其内容为:(1)1-6册:平面几何学,它是以下列五大公设为基础:a,任二点之间可作一直线.b,直线可以任意延长.c,可以以任意点为圆心,任意长为半径,画出一圆.d,直角皆相等.e,平行公设.以研究下列性质:三角形的性质—全等,相似,等等.平行线的性质—内错角,同位角.毕式定理.圆的性质 - 内接圆,外切圆.比例的问题.平行四边形的性质.(2)7,8,9册:整数论讨论奇数,偶数,质数的问题,另外也讨论了穷尽法的应用.(3)11,12,13册:立体几何讨论角锥,圆锥,圆柱等性质,也提到了穷尽法的应用.(4)第10册:不可测问题类似无理数的性质.这本书的最大的特色就是:它只引用了几个简单的假设,再根据这些假设,推导出一连串的定理,最后变成一套完整的理论,在因果之间确立了严密的逻辑推理,由此确立了数学为一门演绎的科学.这本书也有一些缺点,而事实上这些缺点,就是使日后数学发扬光大的原动力.举例来说,在第五个(平行公设)中,有无数的数学家在这假设上打转,最后终於在19世纪造就了非欧式几何学,而直接产生了爱因斯坦的相对论."Elements"为第一部成型的数学著作.数学之基本概念,证明模式,定理布局的逻辑性,都经由研读它而得以通晓.欧基里德的其他著作:锥线(Conics)它的内容是阿罗尼阿斯的"圆锥曲线"骨架.现象讨论天文学的问题.4.阿基米德的贡献:阿基米德在西元前287年生於西西里岛的西那库斯,他在亚力山大城求学. 他治学的态度是从一些简单的公理出发,再用无懈可击的逻辑导出其他的定理,把物理及数学联合起来一起叙述,他算是第一人,因此我们也可以称他为物理学之父,他是第一个有科学精神的工程师,他找一般性的原理,然后用到特殊的工程问题上.他最重要的贡献是将"穷尽法"发扬光大,它已经将等於这个观念跨向"任意趋近於"的观念,而这已经跨进近代微积分的领域,他曾用穷尽法算π的近似值,得到:<π<阿基米德创立了流体静力学(浮力原理是最重要的结果),同时发现的杠杆原理,所以可以把他视为一个工艺学家(美劳专家).阿基米德的去世,可代表著希腊数学开始衰退的起点,我们到后面会专门讨论衰败的原因.阿基米德著作的一个缺点是内容非常难懂,不具可读性的特性,所以未能像Element这本书流传这样广.顺便一提的是,在1906年时在土耳其,发现了一本当年阿基米德的著作"The Method",在当时引起一阵轰动.5.阿波罗尼阿斯的贡献:他居住亚力山大,与阿基米德同一时期.他主要的研究对象是圆锥曲线,在他之前也有一些零星的结果,但是由他开始对圆锥曲线作严密的定义与讨论.由几何学的观点来看,它所著的"圆锥曲线"这本书可说是古希腊几何学的巅峰.这本书计有八册,共有487个项目.其真正的实用性,直到16世纪才被发扬.事实上,在这以后,任何时期的数学家在启蒙入门时大概都是靠欧基里德的"Element"与阿波罗尼阿斯的"圆锥曲线"起家的.6.希腊数学中的著名问题:所谓的问题,就是只能用圆规与没有刻度的直尺之下,是否可以解决下列问题:方圆问题:是否能将一个已知的圆,变成一个正方形,而使得两者面积相等 这个问题在由尤多拉斯时代,就有许多人在这方面的研究,直到十九世纪才证明其为不可能,但是研究期间,已经另外产生了许多数学的分支.倍积问题:对一个已知的正立方体,长,宽,高应该扩大,才可使新的立方体为原来立方体体积的两倍.等分角问题:对任意的一个角,如何将其三等分.问题2,3到十九世纪才被解决,证明为不可能.平行公设:有人认为平行公设不为一公设,所以有人将平行公设这个去除,结果造出一套新的几何学出来,而又不会违背原来的欧式几何,这也就是非欧几何学.也就是爱因斯坦相对论的基础.也许有人认为希腊人不切实际,这三个问题在当时,可说完全无实用性,只可说是一些有闲阶级的人磨练脑力之用.但是就是因为有那麼多人投下心力去研究,才会间接带动几何学研究的风潮.而因此产生以后数学蓬勃的发展.7.对数学发展有影响力的人物(1)亚力山大大帝(2)托勒密王朝:建立了亚力山大城,并建立了亚力山大图书馆,为世界当时最大图书馆.在这个图书馆中,产生了许多有影响力的学者.(阿基米德等人)Hiero国王:为西西里岛国王,阿基米德的直接赞助者.苏格拉底,柏拉图,亚里斯多德.克利奥派翠亚(埃及艳后)托勒密王朝的末代人物,亚力山大图书馆的第一次大火,就因它而起.(第一认浩劫).基督教领袖与回教领袖:对希腊数学作第二次与第三次摧毁的主要角色.8.希腊数学的衰退在阿基米德,阿波罗尼阿斯等人之后,希腊数学开始衰退,以后我们将讨论它所遭受的灾难:第一次浩劫:罗马人的来临,使得希腊数学遭到破坏.罗马人都很实际,他们设计完成很多工程,但是却拒绝去深思用的原理.罗马的皇帝也不热衷的支持数学家.希腊在公元前十四世纪完全被罗马征服.当时托勒密王朝的末代君主为克利奥派翠亚(埃及艳后)与凯撒很好,凯撒为了帮助她与她的兄弟的纷争,放火烧了亚力山大港的战舰,结果大火无法控制,将亚力山大图书馆也烧掉了.大概有数以百万计的图书及手稿全部付之一炬,造成重大损伤.这一次损伤,耗了希腊数学不少元气.第二次浩劫:基督教的兴起,使得希腊数学面临第二次浩劫.因为他们反对教会外的研究,并且嘲弄数学,天文学及物理学.基督徒被迫禁止参与希腊研究,以防止受到污染.所以又有成千上万的希腊书被毁.第三次浩劫:回教徒征服亚力山大城后连最后的一些图书都被烧掉,当时的回教征服有一句话说:若是这些书的内容在可兰经中已有,则我们不必去读它.若在可兰经中没有则更不应该去读它,所以全部图书付之一炬.残余的部份:此时,一些学者都移居君士坦丁堡,寄托於东罗马帝国之下,虽然仍感到基督徒的不友好气氛,但是总是较安全,使得知识的库存又慢慢增加,直到14世纪文艺复兴时才又再发扬光大.9.与几何学有关的科学天文学:对希腊人而言,几何学的原则是宇宙空间的具体表现,所以几乎每个数学家都曾在天文学上下过功夫.事实上,三角学的发明,就是要研究天文学而发展出来的技术.有许多数学家都曾设计过天体间星球运行的模型.当时流行的有日心识菟地心说,日心说由阿里斯塔克提出(他是亚力山大城第一位伟大的天文学家),但是当时反对的人很多.地心说由托勒密提出来的.这个学说直到16世纪时才被推翻.在托勒密的时代,也就是天文学发展最巅峰的时期.另一位伟大的天文学家是阿波罗尼阿斯,他以数量的观点来描述过星球运动,这已接近18世纪时天文学的研究领域.托勒密的Almagest为经典之作.另外，中国的历代数学家在几何在也作出了不小的贡献，单列如下：中国几何发展史自明朝后期(十六世纪)欧几里得"几何原本"中文译本一部分出版之前，中国的几何早已在独立发展着。应该重视古代的许多工艺品以及建筑工程、水利工程上的成就，其中蕴藏了丰富的几何知识。 中国的几何有悠久的历史，可靠的记录从公元前十五世纪谈起，甲骨文内己有规和矩二个字，规是用来画圆的，矩是用来画方的。 汉代石刻中矩的形状类似现在的直角三角形，大约在公元前二世纪左右，中国已记载了有名的勾股定理(勾股二个字的起源比较迟)。 圆和方的研究在古代中国几何发展中占了重要位置。墨子对圆的定义是："圆，一中同长也。"—个中心到圆周相等的叫圆，这解释要比欧几里得还早一百多年。 在圆周率的计算上有刘歆(？一23)、张衡(78—139)、刘徽(263)、王蕃(219—257)、祖冲之(429—500)、赵友钦(公元十三世纪)等人，其中刘徽、祖冲之、赵友钦的方法和所得的结果举世闻名。祖冲之所得的结果π=355/133要比欧洲早一千多年。 在刘徽的"九章算术"注中曾多次显露出他对极限概念的天才。 在平面几何中用直角三角形或正方形和在立体几何中用锥体和长方柱体进行移补，这构成中国古代几何的特点。 中国数学家善于把代数上的成就运用到几何上，而又用几何图形来证明代数，数值代数和直观几何有机的配合起来，在实践中获得良好的效果． 江苏吴云超解答供参考！

毕业论文是学生在掌握基本理论、专业知识和基本技能的基础上，接受科学研究工作的初步训练，培养独立工作能力的重要环节，也是取得毕业证书、申请学士学位的重要条件之一。为了保证全院本科生毕业论文制作统一，特制定本规定。一、毕业论文的内容：(1) 封面：论文题目、学生姓名、指导教师姓名、年月日等。(2) 论文题目：用宋体3号字。论文题目必须有相应的英文题目。(3) 摘要：论文的第一页应为摘要，约300字左右。摘要应该说明论文的内容、研究方法、成果和结论。要突出本论文的创造性或新见解，语言力求精炼。同时，应该在本页的下方另起一行注明本文的关键词(3—5个)。(4) 英文摘要：论文的第二页为英文摘要，其上方为英文题目。英文摘要的内容与中文摘要的内容相对应。最后一行为关键词(3—5个)。(5) 目录；是论文的提纲，也是论文的组成部分，放在第三页。(6) 正文：正文的第一部分为引言，主要包括选题的依据，对本课题研究现状的简述,该研究工作的实用价值与理论意义、本论文所要解决的问题等。(7) 结论：论文必须有结论。结论应该明确、精炼、完整、准确，要认真阐述自己的创造性工作在本领域中的地位和作用，以及个人新见解的意义。(8) 参考文献：另起一页，只列出主要的及公开发表的参考文献，并且按照文中引用的顺序附于文末。参考文献要写明作者、书名（或文章题目及报刊名）、版次（初版不注版次）、出版地、出版者、出版年、页码。中译本前要加国别。序号使用[1],[2],[3]……。其格式为：著作：序号，作者、书名、出版社、出版时间、页码。论文：序号，作者、论文篇名、刊号、年、卷（期）、页码。例：[1] Robert A. Szymanski B. Stability of Linear Systems. Merrill Publishing Company ,1990, 39(4): 131-134[2] [英]M 奥康诺尔著，王耀先译·科技书刊的编译工作，北京：人民教育出版社，1982, 56－57(9) 论文正文字数在8000字以上。二、毕业论文写作规范(1)、毕业论文的版面要求论文打印一律使用A4打印纸，统一版心，页边距要求：上边距厘米，下边距厘米，左边距厘米，右边距厘米。页号打在页下方中间。(2)、字体要求A. 封面部分：3号宋体字（加粗）。B. 摘要部分：标题：3号黑体字，正文：小4宋体字，关键词：小4黑体。各关键词之间用逗号分开，最后一个关键词后不加标点符号。C. 英文摘要： 标题：3号加粗，正文：小4，关键词：小4加粗，字体 ：Times New Roman. D. 目录：标题：3号黑体字，正文：小4宋体字，每章题目要加粗，并注明各章节起止页码，题目和页码之间用“┄┄”相连。E. 正文： 大标题用汉字大写“一、二…”，3号黑体字；次标题用“(一)、(二)…”，小3黑体字；小标题用阿拉伯数字“1、2…”，小4号宋体字，加粗。行间距，固定值，20磅，段前后6磅。F．参考文献： 标题用小3黑体字，参考文献内容用5号宋体字。要求要点：300字左右的论文摘要 6篇中文参考文献 8千字 （附）渤海学院2005级学生毕业论文开题报告撰写格式 （一）题目的国内外研究现状及评价（主要根据学术文献对该题目涉及领域的国内外研究动态进行评述，对该研究的历史、现状和发展情况进行分析，指出其优点和不足，同时指出自己开展此研究的设想。）（二）所选题目的理论意义和现实意义（三）本课题拟采用的研究方法（如文献综述法、案例分析法、社会调查研究方法等）（四）论文的基本结构（论文的章节）（五）参考文献 （例） 本科毕业论文（设计）（2009届本科毕业生）题 目： 浅谈中值定理的应用 学生姓名： *** 学生学号： 05000001 学院名称： 数学与系统科学学院 专业名称： 数学与应用数学 指导教师： *** 摘 要 论文从对《几何画板》的认识及其在高中教学中的应用等方面展开讨论．首先论述了应用《几何画板》辅助数学教学的必要性和现实意义；其次从软件的发展史、功能、特点等方面对《几何画板》做了详细的介绍，该软件短小精悍，功能强大，能够动态表现相关对象的关系，适合教师根据教学需要自编微型课件．论文以《几何画板》在高中数学教学中的应用为例， 论述了其在实际教学中的应用．分别从《几何画板》在高中代数教学中的应用，在高中立体几何教学中的应用，在高中平面解析几何教学中的应用等诸方面，论述了《几何画板》实用性及使用《几何画板》较其它同类软件的优势；最后，总结了基于《几何画板》进行辅助教学对现代教育教学的影响及推动作用．关键字:几何画板，计算机辅助教学，课件，数形结合Based on "Geometer’s Sketchpad" Computer Aided InstructionAbstract：Paper from the understanding of “Geometer’s Sketchpad” and its application in the high school teaching launched the discussion. At first elaborate the necessity and the practical significance of applying “Geometer’s Sketchpad” to assist mathematics teaching; Next from aspect software history, function, characteristic and so on made the detailed introduction to “Geometer’s Sketchpad”, this software terse and forceful, the function is formidable, can the dynamic performance correlation object relations, suit the teacher to need from to arrange the miniature class according to the teaching. The paper took “Geometer’s Sketchpad” in the high school mathematics teaching application as an example, elaborated it in the field research application. separately from “Geometer’s Sketchpad” algebra teaching application in the high school , three-dimensional geometry teaching application in the high school, plane analytic geometry teaching application in the high school and so on the various aspects, elaborated “Geometer’s Sketchpad” the usability and used “ Geometer’s Sketchpad” to compare other similar software the superiority; Finally, summarized the assistance teaching based on “Geometry Drawing board” to the modern education teaching influence and the impetus function. Keywords: Geometer’s Sketchpad, the computer aided instruction, courseware, counts the shape union目 录一、引 言………………………………………………………………………1二、《几何画板》的发展史及其功能………………………………………1 (一)《几何画板》的发展史………………………………………………1 (二)《几何画板》的功能…………………………………………………2 1.用《几何画板》，创设“情景”，改善认知环境……………………2 2.用《几何画板》帮助学生辨析概念…………………………………3 3.用《几何画板》教数学，变抽象为形象……………………………4 4.用《几何画板》做“数学实脸”……………………………………4 三、《几何画板》的主要特点………………………………………………5 (一) 动态性………………………………………………………………5 (二) 形象性………………………………………………………………5 (三) 简单性………………………………………………………………6 (四) 快捷性………………………………………………………………6 四、基于《几何画板》的辅助教学的特点及基本方式…………………6 (一) 基于《几何画板》进行数学辅助教学的特点………………………6 (二) 基于《几何画板》的计算机辅助教学的几种方式…………………7 1．教师引导研究式………………………………………………………7 2．学生自主研究式………………………………………………………7 3．小组合作研究式………………………………………………………8五、《几何画板》作为辅助工具在数学教学中的实践 ……………………8 (一)《几何画板》在高中代数教学中的应用……………………………8 (二)《几何画板》在高中立体几何教学中的应用………………………9 (三)《几何画板》在高中平面解析几何教学中的应用………………10 六、基于《几何画板》的辅助教学的思考…………………………………12 (一)更新教育观念，迎接教育革命…………………………………12 (二) 坚持数学教师自己制作软件………………………………………12 (三) 力争让学生了解《几何画板》…………………………………12 (四)《几何画板》运用于教学中的前景展望……………………………13 七、结束语……………………………………………………………………13 参考文献………………………………………………………………………14一、引 言随着教学技术的现代化，多媒体软件技术日益广泛地运用，为高中数学教学手段的更新创造了条件，为数学…………．在运用“数形结合”的数学思想，解决抽象数学问题时，使抽象的理论具体化、形象化，将便于学生理解和记忆．通过具体的感性的…………．二、《几何画板》的发展史及其功能《几何画板》是针对数学开发研制的软件．利用它辅助数学教学，实际上就是借助它来开展数学实验，这是全面实施新教育的需要．以下从发展史及功能对《几何画板》作以介绍．（一）《几何画板》的发展史《几何画板》是一个优秀的专业学科平台软件，代表了当代专业工具平台类教学软件的发展方向．它是以数学为根本，以“动态几何”为特色…………．（二）《几何画板》的功能《几何画板》具有强大的功能，可为每位学数学的人所用．教师可利用它来制作教案，学生可利用它来学习数学…………．1.用《几何画板》，创设“情景”，改善认知环境由于《几何画板》能够准确、动态地表达几何现象，这就为认识概念创设了一个很好的“情景”，从而改善了认知环境，以达到提高教学效果的目的．例如，在教学《三角形的中位线》时，可用《几何画板》做如下…………．2．用《几何画板》帮助学生辨析概念数学中容易混淆的概念很多，需要辨析．椭圆的中心与椭圆上两点的连线为终边的角(x轴的正向为始边)、“椭圆的离心角”是学生容易混淆的…………．………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………七、结束语论文提出了解决传统数学教学弊端的途径之一是利用《几何画板》辅助教学．使用《几何画板》进行数学教学，通过具体的感性的信息呈现，能给学生留下更为深刻的印象，使学生不是把数学作为单纯的知识去理解它，而是能够更有实感的去把握它．学生可以在计算机教室的环境或者在家用电脑的环境下，在教师的引导下使用《几何画板》自己去探索几何的规律，培养学生的探索、分析问题的能力，得出创新成果．这样教师就不仅仅是知识的灌输者，而成为一位引导者、帮助者；学生也不仅仅是知识的容器，而是一个研究者、探索者．这一方面符合国际上现代教育的教育思想，而且在很大程度上会促进“素质教育”的开展．由于时间有限，对《几何画板》在数学课堂教学中应用的分析还不够透彻，研究还不够全面，我将在今后的课堂教学中逐渐去发现和总结．参考文献[1] 陶维林．几何画板实用范例教程[M]．北京：清华大学出版社，2001:50—51[2] 朱庆生．多媒体电脑实用技术[M]．重庆：重庆出版社，1996:1—10………………………………………………………………………………[9] Maria L．Femandez． Making Music With Mathematics[J]，Mathematics Teacher Vol．92 No．2，1999:90备注：按封面左侧装订线装订。论文装订顺序：按照“论文封面、论文任务书、论文评审书和毕业论文”的顺序装订在一起。一式三份（一份装学生档案、一份指导教师存档、一份院系存档）。二零零九年五月 沈阳师范大学渤海学院经贸系 2008年12月4日

现代数学时期是指由19世纪20年代至今，这一时期数学主要研究的是最一般的数量关系和空间形式，数和量仅仅是它的极特殊的情形，通常的一维、二维、三维空间的几何形象也仅仅是特殊情形。抽象代数、拓扑学、泛函分析是整个现代数学科学的主体部分。它们是大学数学专业的课程，非数学专业也要具备其中某些知识。变量数学时期新兴起的许多学科，蓬勃地向前发展，内容和方法不断地充实、扩大和深入。 18、19世纪之交，数学已经达到丰沛茂密的境地，似乎数学的宝藏已经挖掘殆尽，再没有多大的发展余地了。然而，这只是暴风雨前夕的宁静。19世纪20年代，数学革命的狂飙终于来临了，数学开始了一连串本质的变化，从此数学又迈入了一个新的时期——现代数学时期。 19世纪前半叶，数学上出现两项革命性的发现——非欧几何与不可交换代数。 大约在1826年，人们发现了与通常的欧几里得几何不同的、但也是正确的几何——非欧几何。这是由罗巴契夫斯基和里耶首先提出的。非欧几何的出现，改变了人们认为欧氏几何唯一地存在是天经地义的观点。它的革命思想不仅为新几何学开辟了道路，而且是20世纪相对论产生的前奏和准备。 后来证明，非欧几何所导致的思想解放对现代数学和现代科学有着极为重要的意义，因为人类终于开始突破感官的局限而深入到自然的更深刻的本质。从这个意义上说，为确立和发展非欧几何贡献了一生的罗巴契夫斯基不愧为现代科学的先驱者。 1854年，黎曼推广了空间的概念，开创了几何学一片更广阔的领域——黎曼几何学。非欧几何学的发现还促进了公理方法的深入探讨，研究可以作为基础的概念和原则，分析公理的完全性、相容性和独立性等问题。1899年，希尔伯特对此作了重大贡献。 在1843年，哈密顿发现了一种乘法交换律不成立的代数——四元数代数。不可交换代数的出现，改变了人们认为存在与一般的算术代数不同的代数是不可思议的观点。它的革命思想打开了近代代数的大门。 另一方面，由于一元方程根式求解条件的探究，引进了群的概念。19世纪20～30年代，阿贝尔和伽罗华开创了近世代数学的研究。近代代数是相对古典代数来说的，古典代数的内容是以讨论方程的解法为中心的。群论之后，多种代数系统(环、域、格、布尔代数、线性空间等)被建立。这时，代数学的研究对象扩大为向量、矩阵，等等，并渐渐转向代数系统结构本身的研究。 上述两大事件和它们引起的发展，被称为几何学的解放和代数学的解放。 19世纪还发生了第三个有深远意义的数学事件：分析的算术化。1874年威尔斯特拉斯提出了一个引人注目的例子，要求人们对分析基础作更深刻的理解。他提出了被称为“分析的算术化”的著名设想，实数系本身最先应该严格化，然后分析的所有概念应该由此数系导出。他和后继者们使这个设想基本上得以实现，使今天的全部分析可以从表明实数系特征的一个公设集中逻辑地推导出来。 现代数学家们的研究，远远超出了把实数系作为分析基础的设想。欧几里得几何通过其分析的解释，也可以放在实数系中；如果欧氏几何是相容的，则几何的多数分支是相容的。实数系(或某部分)可以用来解群代数的众多分支；可使大量的代数相容性依赖于实数系的相容性。事实上，可以说：如果实数系是相容的，则现存的全部数学也是相容的。 19世纪后期，由于狄德金、康托和皮亚诺的工作，这些数学基础已经建立在更简单、更基础的自然数系之上。即他们证明了实数系(由此导出多种数学)能从确立自然数系的公设集中导出。20世纪初期，证明了自然数可用集合论概念来定义，因而各种数学能以集合论为基础来讲述。 拓扑学开始是几何学的一个分支，但是直到20世纪的第二个1/4世纪，它才得到了推广。拓扑学可以粗略地定义为对于连续性的数学研究。科学家们认识到：任何事物的集合，不管是点的集合、数的集合、代数实体的集合、函数的集合或非数学对象的集合，都能在某种意义上构成拓扑空间。拓扑学的概念和理论，已经成功地应用于电磁学和物理学的研究。 20世纪有许多数学著作曾致力于仔细考查数学的逻辑基础和结构，这反过来导致公理学的产生，即对于公设集合及其性质的研究。许多数学概念经受了重大的变革和推广，并且像集合论、近世代数学和拓扑学这样深奥的基础学科也得到广泛发展。一般(或抽象)集合论导致的一些意义深远而困扰人们的悖论，迫切需要得到处理。逻辑本身作为在数学上以承认的前提去得出结论的工具，被认真地检查，从而产生了数理逻辑。逻辑与哲学的多种关系，导致数学哲学的各种不同学派的出现。 20世纪40～50年代，世界科学史上发生了三件惊天动地的大事，即原子能的利用、电子计算机的发明和空间技术的兴起。此外还出现了许多新的情况，促使数学发生急剧的变化。这些情况是：现代科学技术研究的对象，日益超出人类的感官范围以外，向高温、高压、高速、高强度、远距离、自动化发展。以长度单位为例、小到1尘(毫微微米，即10^-15米)，大到100万秒差距(万光年)。这些测量和研究都不能依赖于感官的直接经验，越来越多地要依靠理论计算的指导。其次是科学实验的规模空前扩大，一个大型的实验，要耗费大量的人力和物力。为了减少浪费和避免盲目性，迫切需要精确的理论分机和设计。再次是现代科学技术日益趋向定量化，各个科学技术领域，都需要使用数学工具。数学几乎渗透到所有的科学部门中去，从而形成了许多边缘数学学科，例如生物数学、生物统计学、数理生物学、数理语言学等等。 上述情况使得数学发展呈现出一些比较明显的特点，可以简单地归纳为三个方面：计算机科学的形成，应用数学出现众多的新分支、纯粹数学有若干重大的突破。 1945年，第一台电子计算机诞生以后，由于电子计算机应用广泛、影响巨大，围绕它很自然要形成一门庞大的科学。粗略地说，计算机科学是对计算机体系、软件和某些特殊应用进行探索和理论研究的一门科学。计算数学可以归入计算机科学之中，但它也可以算是一门应用数学。 计算机的设计与制造的大部分工作，通常是计算机工程或电子工程的事。软件是指解题的程序、程序语言、编制程序的方法等。研究软件需要使用数理逻辑、代数、数理语言学、组合理论、图论、计算方法等很多的数学工具。目前电子计算机的应用已达数千种，还有不断增加的趋势。但只有某些特殊应用才归入计算机科学之中，例如机器翻译、人工智能、机器证明、图形识别、图象处理等。 应用数学和纯粹数学(或基础理论)从来就没有严格的界限。大体上说，纯粹数学是数学的这一部分，它暂时不考虑对其它知识领域或生产实践上的直接应用，它间接地推动有关学科的发展或者在若干年后才发现其直接应用；而应用数学，可以说是纯粹数学与科学技术之间的桥梁。 20世纪40年代以后，涌现出了大量新的应用数学科目，内容的丰富、应用的广泛、名目的繁多都是史无前例的。例如对策论、规划论、排队论、最优化方法、运筹学、信息论、控制论、系统分析、可靠性理论等。这些分支所研究的范围和互相间的关系很难划清，也有的因为用了很多概率统计的工具，又可以看作概率统计的新应用或新分支，还有的可以归入计算机科学之中等等。 20世纪40年代以后，基础理论也有了飞速的发展，出现许多突破性的工作，解决了一些带根本性质的问题。在这过程中引入了新的概念、新的方法，推动了整个数学前进。例如，希尔伯特1990年在国际教学家大会上提出的尚待解决的23个问题中，有些问题得到了解决。60年代以来，还出现了如非标准分析、模糊数学、突变理论等新兴的数学分支。此外，近几十年来经典数学也获得了巨大进展，如概率论、数理统计、解析数论、微分几何、代数几何、微分方程、因数论、泛函分析、数理逻辑等等。 当代数学的研究成果，有了几乎爆炸性的增长。刊载数学论文的杂志，在17世纪末以前，只有17种(最初的出于1665年)；18世纪有210种；19世纪有950种。20世纪的统计数字更为增长。在本世纪初，每年发表的数学论文不过1000篇；到1960年，美国《数学评论》发表的论文摘要是7824篇，到1973年为20410篇，1979年已达52812篇，文献呈指数式增长之势。数学的三大特点—高度抽象性、应用广泛性、体系严谨性，更加明显地表露出来。 今天，差不多每个国家都有自己的数学学会，而且许多国家还有致力于各种水平的数学教育的团体。它们已经成为推动数学发展的有力因素之一。目前数学还有加速发展的趋势，这是过去任何一个时期所不能比拟的。 现代数学虽然呈现出多姿多彩的局面，但是它的主要特点可以概括如下：(1)数学的对象、内容在深度和广度上都有了很大的发展，分析学、代数学、几何学的思想、理论和方法都发生了惊人的变化，数学的不断分化，不断综合的趋势都在加强。(2)电子计算机进入数学领域，产生巨大而深远的影响。(3)数学渗透到几乎所有的科学领域，并且起着越来越大的作用，纯粹数学不断向纵深发展，数理逻辑和数学基础已经成为整个数学大厦基础。 以上简要地介绍了数学在古代、近代、现代三个大的发展时期的情况。如果把数学研究比喻为研究“飞”，那么第一个时期主要研究飞鸟的几张相片(静止、常量)；第二个时期主要研究飞鸟的几部电影(运动、变量)；第三个时期主要研究飞鸟、飞机、飞船等等的所具有的一般性质(抽象、集合)。 这是一个由简单到复杂、由具体到抽象、由低级向高级、由特殊到一般的发展过程。如果从几何学的范畴来看，那么欧氏几何学、解析几何学和非欧几何学就可以作为数学三大发展时期的有代表性的成果；而欧几里得、笛卡儿和罗巴契夫斯基更是可以作为各时期的代表人物。

几何学的发展大致经历了四个基本阶段。1、实验几何的形成和发展几何学最早产生于对天空星体形状、排列位置的观察,产生于丈量土地、测量容积、制造器皿与绘制图形等实践活动的需要,人们在观察、实践、实验的基础上积累了丰富的几何经验,形成了一批粗略的概念,反映了某些经验事实之间的联系,形成了实验几何.我国古代、古埃及、古印度、巴比伦所研究的几何,大体上就是实验几何的内容。例如,我国古代很早就发现了勾股定理和简易测量知识,《墨经》中载有“圜（圆）,一中同长也”,“平（平行）,同高也”,古印度人认为“圆面积等于一个矩形的面积,而该矩形的底等于半个圆周,矩形的高等于圆的半径”等等,都属于实验几何学的范畴。2、理论几何的形成和发展随着古埃及、希腊之间贸易与文化的交流,埃及的几何知识逐渐传入古希腊.古希腊许多数学家,如泰勒斯（Thales）、毕达哥拉斯（Pythagoras）、柏拉图（Plato）、欧几里德（Euclid）等人都对几何学的研究作出了重大贡献.特别是柏拉图把逻辑学的思想方法引入几何学,确立缜密的定义和明晰的公理作为几何学的基础,而后欧几里德在前人已有几何知识的基础上,按照严密的逻辑系统编写的《几何原本》十三卷,奠定了理论几何（又称推理几何、演绎几何、公理几何、欧氏几何等）的基础,成为历史上久负盛名的巨著。《几何原本》尽管存在公理的不完整,论证有时求助于直观等缺陷,但它集古代数学之大成,论证严密,影响深远,所运用的公理化方法对以后数学的发展指出了方向,以至成为整个人类文明发展史上的里程碑,全人类文化遗产中的瑰宝。3、解析几何的产生与发展公元3世纪,《几何原本》的出现,为理论几何奠定了基础.与此同时,人们对圆锥曲线也作了一定研究,发现了圆锥曲线的许多性质.但在后来较长时间里,封建社会中的神学占有统治地位,科学得不到应有的重视.直到15、16世纪欧洲资本主义开始发展起来,随着生产实际的需要,自然科学才得到迅速发展.法国笛卡尔（Descartes）在研究中发现,欧氏几何过分依赖于图形,而传统的代数又完全受公式、法则所约束,他们认为传统的研究圆锥曲线的方法,只重视几何方面,而忽略代数方面,竭力主张将几何、代数结合起来取长补短,认为这是促进数学发展的一个新的途径。4、现代几何的产生与发展在初等几何与解析几何的发展过程中,人们不断发现《几何原本》在逻辑上不够严密之处,并不断地充实一些公理,特别是在尝试用其他公理、公设证明第五公设“一条直线与另外两条直线相交,同侧的内角和小于两直角时,这两条直线就在这一侧相交”的失败,促使人们重新考察几何学的逻辑基础,并取得了两方面的突出研究成果。