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La historia del álgebra

La historia del álgebra

Varios autores han dado varias derivaciones de la palabra "álgebra", que es de origen árabe. La primera mención de la palabra se encuentra en el título de una obra de Mahommed ben Musa al-Khwarizmi (Hovarezmi), que floreció a principios del siglo IX. El título completo es ilm al-jebr wa'l-muqabala, que contiene las ideas de restitución y comparación, u oposición y comparación, o resolución y ecuación, jebr siendo derivado del verbo jabara reunirse y muqabala desde gabala, para igualar (La raíz jabara también se cumple en la palabra algebrista lo que significa un "colocador de huesos", y todavía es de uso común en España.) La misma derivación es dada por Lucas Paciolus (Luca Pacioli), quien reproduce la frase en la forma transliterada alghebra e almucabala, y atribuye la invención del arte a los árabes.

Otros escritores han derivado la palabra de la partícula árabe. Alabama (el artículo definido), y gerber que significa "hombre". Sin embargo, dado que Geber era el nombre de un famoso filósofo moro que floreció alrededor del siglo XI o XII, se suponía que era el fundador del álgebra, que desde entonces ha perpetuado su nombre. La evidencia de Peter Ramus (1515-1572) sobre este punto es interesante, pero no da autoridad para sus declaraciones singulares. En el prefacio de su Arithmeticae libri duo et totidem Álgebrae (1560) dice: "El nombre Álgebra es siríaco, lo que significa el arte o la doctrina de un hombre excelente. Para Geber, en siríaco, es un nombre aplicado a los hombres, y a veces es un término de honor, como maestro o médico entre nosotros. Hubo cierto matemático erudito que envió su álgebra, escrita en idioma siríaco, a Alejandro Magno, y la nombró almucabala, es decir, el libro de cosas oscuras o misteriosas, que otros preferirían llamar la doctrina del álgebra. Hasta el día de hoy, el mismo libro es muy apreciado entre los eruditos de las naciones orientales, y por los indios, que cultivan este arte, se llama aljabra y alboret; aunque se desconoce el nombre del autor mismo ". La autoridad incierta de estas declaraciones, y la plausibilidad de la explicación anterior, han hecho que los filólogos acepten la derivación de Alabama y jabara Robert Recorde en su Piedra de afilar de Witte (1557) usa la variante Algeber, mientras John Dee (1527-1608) afirma que algiebar, y no álgebra, es la forma correcta y apela a la autoridad de la Avicena árabe.

Aunque el término "álgebra" ahora es de uso universal, los matemáticos italianos utilizaron otras denominaciones durante el Renacimiento. Así encontramos a Paciolus llamándolo l'Arte Magiore; ídem dal vulgo la Regula de la Cosa sobre Alghebra y Almucabala. El nombre l'arte magiore, el arte mayor, está diseñado para distinguirlo de l'arte minore, el arte menor, un término que aplicó a la aritmética moderna. Su segunda variante, la regula de la cosa, la regla de la cosa o cantidad desconocida, parece haber sido de uso común en Italia, y la palabra cosa fue preservado por varios siglos en las formas coss o algebraic, cossic o algebraic, cossist o algebraist, & c. Otros escritores italianos lo llamaron el Regula rei et census, la regla de la cosa y el producto, o la raíz y el cuadrado. El principio que subyace a esta expresión probablemente se encuentre en el hecho de que midió los límites de sus logros en álgebra, ya que no pudieron resolver ecuaciones de mayor grado que las cuadráticas o cuadradas.

Franciscus Vieta (Francois Viete) lo nombró Aritmética engañosa, a causa de las especies de las cantidades involucradas, que él representó simbólicamente por las diversas letras del alfabeto. Sir Isaac Newton introdujo el término Aritmética universal, ya que se refiere a la doctrina de las operaciones, no afectada por los números, sino por los símbolos generales.

A pesar de estas y otras denominaciones idiosincrásicas, los matemáticos europeos se han adherido al nombre anterior, por el cual el tema ahora es universalmente conocido.

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Este documento es parte de un artículo sobre Álgebra de la edición de 1911 de una enciclopedia, que está fuera de derechos de autor aquí en los EE. UU. El artículo está en el dominio público, y puede copiar, descargar, imprimir y distribuir este trabajo como mejor le parezca .

Se han hecho todos los esfuerzos para presentar este texto de manera precisa y limpia, pero no se hacen garantías contra los errores. Ni Melissa Snell ni About pueden ser responsables de los problemas que experimente con la versión de texto o con cualquier forma electrónica de este documento.

Es difícil asignar la invención de cualquier arte o ciencia definitivamente a una edad o raza en particular. No se debe considerar que los pocos registros fragmentarios, que nos han llegado de civilizaciones pasadas, representan la totalidad de su conocimiento, y la omisión de una ciencia o arte no implica necesariamente que la ciencia o el arte fueran desconocidos. Antiguamente era costumbre asignar la invención del álgebra a los griegos, pero desde el desciframiento del papiro Rhind por Eisenlohr, esta visión ha cambiado, ya que en este trabajo hay signos distintos de un análisis algebraico. El problema particular --- un montón (hau) y su séptimo hace 19 --- se resuelve como ahora deberíamos resolver una ecuación simple; pero Ahmes varía sus métodos en otros problemas similares. Este descubrimiento lleva la invención del álgebra a aproximadamente 1700 a. C., si no antes.

Es probable que el álgebra de los egipcios fuera de una naturaleza muy rudimentaria, porque de lo contrario deberíamos encontrar rastros de él en las obras de los aeometers griegos. de los cuales Tales de Mileto (640-546 a.C.) fue el primero. A pesar de la prolijidad de los escritores y el número de escritos, todos los intentos de extraer un análisis algebraico de sus teoremas y problemas geométricos han sido infructuosos, y generalmente se reconoce que su análisis fue geométrico y tuvo poca o ninguna afinidad con el álgebra. El primer trabajo existente que se acerca a un tratado sobre álgebra es de Diophantus (qv), un matemático alejandrino que floreció alrededor del año 350 d. C. El original, que consistía en un prefacio y trece libros, ahora está perdido, pero tenemos una traducción al latín de los primeros seis libros y un fragmento de otro sobre números poligonales de Xylander de Augsburg (1575), y traducciones en latín y griego de Gaspar Bachet de Merizac (1621-1670). Se han publicado otras ediciones, de las cuales podemos mencionar las de Pierre Fermat (1670), T. L. Heath (1885) y P. Tannery (1893-1895). En el prefacio de este trabajo, que está dedicado a un Dionisio, Diophantus explica su notación, nombrando los poderes cuadrado, cubo y cuarto, dinamis, cubus, dynamodinimus, etc., según la suma de los índices. Lo desconocido que él llama aritmos el número, y en soluciones lo marca por el s final; explica la generación de poderes, las reglas para la multiplicación y división de cantidades simples, pero no trata la suma, resta, multiplicación y división de cantidades compuestas. Luego procede a discutir varios artificios para la simplificación de ecuaciones, dando métodos que todavía son de uso común. En el cuerpo del trabajo, muestra un considerable ingenio para reducir sus problemas a ecuaciones simples, que admiten una solución directa o caen en la clase conocida como ecuaciones indeterminadas. Discutió esta última clase tan asiduamente que a menudo se les conoce como problemas de Diofantina, y los métodos para resolverlos como el análisis de Diofantina (ver ECUACIÓN, Indeterminada). Es difícil creer que este trabajo de Diofantus surgió espontáneamente en un período general. estancamiento. Es más que probable que estuviera en deuda con escritores anteriores, a quienes omite mencionar, y cuyas obras ahora están perdidas; sin embargo, pero para este trabajo, debemos suponer que el álgebra era casi, si no completamente, desconocido para los griegos.

Los romanos, que sucedieron a los griegos como el principal poder civilizado en Europa, no pudieron guardar sus tesoros literarios y científicos; las matemáticas estaban casi descuidadas; y más allá de algunas mejoras en los cálculos aritméticos, no hay avances materiales que registrar.

En el desarrollo cronológico de nuestro tema ahora tenemos que recurrir a Oriente. La investigación de los escritos de matemáticos indios ha exhibido una distinción fundamental entre la mente griega y la india, siendo la primera eminentemente geométrica y especulativa, la segunda aritmética y principalmente práctica. Encontramos que la geometría fue descuidada, excepto en la medida en que sirvió a la astronomía; la trigonometría fue avanzada, y el álgebra mejoró mucho más allá de los logros de Diophantus.

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El primer matemático indio del que tenemos cierto conocimiento es Aryabhatta, que floreció sobre el comienzo del siglo VI de nuestra era. La fama de este astrónomo y matemático se basa en su trabajo, el Aryabhattiyam El tercer capítulo está dedicado a las matemáticas. Ganessa, un eminente astrónomo, matemático y scholiast de Bhaskara, cita este trabajo y hace una mención separada de la cuttaca ("pulverizador"), un dispositivo para efectuar la solución de ecuaciones indeterminadas. Henry Thomas Colebrooke, uno de los primeros investigadores modernos de la ciencia hindú, presume que el tratado de Aryabhatta se extendió a determinadas ecuaciones cuadráticas, ecuaciones indeterminadas del primer grado y probablemente del segundo. Un trabajo astronómico, llamado el Surya-siddhanta ("conocimiento del Sol"), de autoría incierta y probablemente perteneciente al siglo IV o IV, fue considerado de gran mérito por los hindúes, quienes lo ubicaron en segundo lugar después del trabajo de Brahmagupta, que floreció aproximadamente un siglo después. Es de gran interés para el estudiante de historia, ya que exhibe la influencia de la ciencia griega sobre las matemáticas indias en un período anterior a Aryabhatta. Después de un intervalo de aproximadamente un siglo, durante el cual las matemáticas alcanzaron su nivel más alto, floreció Brahmagupta (b. 598 d. C.), cuyo trabajo titulado Brahma-sphuta-siddhanta ("El sistema revisado de Brahma") contiene varios capítulos dedicados a las matemáticas. De otros escritores indios se puede mencionar a Cridhara, el autor de un Ganita-sara ("Quintaesencia del cálculo"), y Padmanabha, el autor de un álgebra.

Un período de estancamiento matemático parece haber poseído la mente india durante un intervalo de varios siglos, ya que las obras del próximo autor de cualquier momento están muy por delante de Brahmagupta. Nos referimos a Bhaskara Acarya, cuyo trabajo el Siddhanta-ciromani ("Diadem of anastronomical System"), escrita en 1150, contiene dos capítulos importantes, el Lilavati ("la bella ciencia o el arte") y Viga-ganita ("extracción de raíces"), que se entregan a la aritmética y el álgebra.

Traducciones al inglés de los capítulos matemáticos de Brahma-siddhanta y Siddhanta-ciromani por H. T. Colebrooke (1817), y de la Surya-siddhanta por E. Burgess, con anotaciones de W. D. Whitney (1860), se puede consultar para más detalles.

La cuestión de si los griegos tomaron prestado su álgebra de los hindúes o viceversa ha sido objeto de mucha discusión. No hay duda de que hubo un tráfico constante entre Grecia e India, y es más que probable que un intercambio de productos vaya acompañado de una transferencia de ideas. Moritz Cantor sospecha la influencia de los métodos de Diophantine, más particularmente en las soluciones hindúes de ecuaciones indeterminadas, donde ciertos términos técnicos son, con toda probabilidad, de origen griego. Sea como sea, es cierto que los algebraistas hindúes estaban muy por delante de Diophantus. Las deficiencias del simbolismo griego fueron parcialmente remediadas; la resta se denota colocando un punto sobre el sustraendo; multiplicación, colocando bha (una abreviatura de bhavita, el "producto") después del hecho; división, colocando el divisor debajo del dividendo; y raíz cuadrada, insertando ka (una abreviatura de karana, irracional) antes de la cantidad. Lo desconocido se llamaba yavattavat, y si hubo varios, el primero tomó esta denominación, y los otros fueron designados por los nombres de los colores; por ejemplo, x fue denotado por ya e y por ka (de kalaka, negro).

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Una mejora notable en las ideas de Diophantus se encuentra en el hecho de que los hindúes reconocieron la existencia de dos raíces de una ecuación cuadrática, pero las raíces negativas se consideraron inadecuadas, ya que no se pudo encontrar ninguna interpretación para ellos. También se supone que anticiparon descubrimientos de las soluciones de ecuaciones superiores. Se hicieron grandes avances en el estudio de ecuaciones indeterminadas, una rama de análisis en la que Diophantus se destacó. Pero mientras que Diofanto tenía como objetivo obtener una solución única, los hindúes lucharon por un método general por el cual cualquier problema indeterminado pudiera resolverse. En esto fueron completamente exitosos, ya que obtuvieron soluciones generales para las ecuaciones ax (+ o -) por = c, xy = ax + por + c (desde redescubierto por Leonhard Euler) y cy2 = ax2 + b. Un caso particular de la última ecuación, a saber, y2 = ax2 + 1, grava gravemente los recursos de los algebraistas modernos. Fue propuesto por Pierre de Fermat a Bernhard Frenicle de Bessy, y en 1657 a todos los matemáticos. John Wallis y Lord Brounker obtuvieron conjuntamente una solución tediosa que fue publicada en 1658, y luego en 1668 por John Pell en su Álgebra. Fermat también dio una solución en su Relación. Aunque Pell no tuvo nada que ver con la solución, la posteridad ha denominado la ecuación Ecuación de Pell, o Problema, cuando más correctamente debería ser el Problema hindú, en reconocimiento de los logros matemáticos de los Brahmanes.

Hermann Hankel ha señalado la disposición con la que los hindúes pasaron del número a la magnitud y viceversa. Aunque esta transición de lo discontinuo a lo continuo no es verdaderamente científica, sin embargo, aumentó materialmente el desarrollo del álgebra, y Hankel afirma que si definimos el álgebra como la aplicación de operaciones aritméticas a números o magnitudes tanto racionales como irracionales, entonces los Brahmanes son los verdaderos inventores del álgebra.

La integración de las tribus dispersas de Arabia en el siglo VII por la conmovedora propaganda religiosa de Mahomet fue acompañada por un aumento meteórico en los poderes intelectuales de una raza hasta ahora oscura. Los árabes se convirtieron en los custodios de la ciencia india y griega, mientras que Europa fue rentada por disensiones internas. Bajo el gobierno de los abasíes, Bagdad se convirtió en el centro del pensamiento científico; médicos y astrónomos de India y Siria acudieron a su corte; Se tradujeron manuscritos griegos e indios (una obra iniciada por el califa Mamun (813-833) y hábilmente continuada por sus sucesores); y en aproximadamente un siglo los árabes fueron puestos en posesión de las vastas tiendas de aprendizaje griego e indio. Los Elementos de Euclides fueron traducidos por primera vez en el reinado de Harun-al-Rashid (786-809), y revisados ​​por orden de Mamun. Pero estas traducciones se consideraron imperfectas, y Tobit ben Korra (836-901) se quedó para producir una edición satisfactoria. Ptolomeo Almagesto, También se tradujeron las obras de Apolonio, Arquímedes, Diofanto y partes del Brahmasiddhanta. El primer matemático árabe notable fue Mahommed ben Musa al-Khwarizmi, quien floreció en el reinado de Mamun. Su tratado sobre álgebra y aritmética (la última parte de la cual solo existe en la forma de una traducción latina, descubierta en 1857) no contiene nada desconocido para los griegos e hindúes; exhibe métodos aliados a los de ambas razas, predominando el elemento griego. La parte dedicada al álgebra tiene el título al-jeur wa'lmuqabala, y la aritmética comienza con "Spoken has Algoritmi", el nombre Khwarizmi u Hovarezmi pasó a la palabra Algoritmi, que se ha transformado aún más en el algoritmo y algoritmo de palabras más modernas, lo que significa un método de computación.

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Tobit ben Korra (836-901), nacido en Harran en Mesopotamia, un destacado lingüista, matemático y astrónomo, prestó un servicio notable por sus traducciones de varios autores griegos. Su investigación de las propiedades de los números amistosos (q.v.) y del problema de triseccionar un ángulo son importantes. Los árabes se parecían más a los hindúes que a los griegos en la elección de los estudios; sus filósofos mezclaron disertaciones especulativas con el estudio más progresivo de la medicina; sus matemáticos descuidaron las sutilezas de las secciones cónicas y el análisis de Diofantina, y se aplicaron más particularmente para perfeccionar el sistema de números (ver NUMERAL), aritmética y astronomía (qv ...) Así se produjo un avance en álgebra, el Los talentos de la raza se otorgaron a la astronomía y la trigonometría (qv ...) Fahri des al Karbi, que floreció a principios del siglo XI, es el autor del trabajo árabe más importante sobre álgebra. Él sigue los métodos de Diophantus; su trabajo en ecuaciones indeterminadas no tiene semejanza con los métodos indios, y no contiene nada que no se pueda obtener de Diophantus. Resolvió ecuaciones cuadráticas tanto geométrica como algebraicamente, y también ecuaciones de la forma x2n + axn + b = 0; También demostró ciertas relaciones entre la suma de los primeros n números naturales y las sumas de sus cuadrados y cubos.

Las ecuaciones cúbicas se resolvieron geométricamente determinando las intersecciones de las secciones cónicas. El problema de Arquímedes de dividir una esfera por un plano en dos segmentos que tienen una relación prescrita, fue expresado por primera vez como una ecuación cúbica por Al Mahani, y la primera solución fue dada por Abu Gafar al Hazin. La determinación del lado de un heptágono regular que puede inscribirse o circunscribirse a un círculo dado se redujo a una ecuación más complicada que Abul Gud resolvió por primera vez con éxito. El método de resolver ecuaciones geométricamente fue desarrollado considerablemente por Omar Khayyam de Khorassan, quien floreció en el siglo XI. Este autor cuestionó la posibilidad de resolver cúbicos por álgebra pura y biquadratics por geometría. Su primer argumento no fue refutado hasta el siglo XV, pero su segundo fue eliminado por Abul Weta (940-908), quien logró resolver las formas x4 = a y x4 + ax3 = b.

Aunque los fundamentos de la resolución geométrica de las ecuaciones cúbicas deben atribuirse a los griegos (para Eutocius asigna a Menaechmus dos métodos para resolver la ecuación x3 = a y x3 = 2a3), sin embargo, el desarrollo posterior por parte de los árabes debe considerarse como uno de sus logros más importantes. Los griegos habían logrado resolver un ejemplo aislado; los árabes lograron la solución general de ecuaciones numéricas.

Se ha prestado considerable atención a los diferentes estilos en los que los autores árabes han tratado su tema. Moritz Cantor ha sugerido que alguna vez existieron dos escuelas, una en simpatía con los griegos, la otra con los hindúes; y que, aunque los escritos de este último se estudiaron por primera vez, se descartaron rápidamente por los métodos griegos más perspicaces, de modo que, entre los escritores árabes posteriores, los métodos indios fueron prácticamente olvidados y sus matemáticas adquirieron un carácter esencialmente griego.

Volviendo a los árabes en Occidente, encontramos el mismo espíritu iluminado; Córdoba, la capital del imperio árabe en España, era tanto un centro de aprendizaje como Bagdad. El primer matemático español conocido es Al Madshritti (m. 1007), cuya fama se basa en una disertación sobre números amigables y en las escuelas que fueron fundadas por sus alumnos en Cordoya, Dama y Granada. Gabir ben Allah de Sevilla, comúnmente llamado Geber, fue un astrónomo célebre y aparentemente experto en álgebra, porque se supone que la palabra "álgebra" se compone de su nombre.

Cuando el imperio moro comenzó a decaer, los brillantes dones intelectuales que habían nutrido tan abundantemente durante tres o cuatro siglos se debilitaron, y después de ese período no pudieron producir un autor comparable con los del siglo VII al XI.

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