Истоки алгебры уходят к временам глубокой древности. Арифметические действия над натуральными числами и дробями — простейшие алгебраические операции — встречаются в ранних математических текстах[3]. Ещё в 1650 году до н. э. египетские писцы могли решать отвлечённые уравнения первой степени и простейшие уравнения второй степени, к ним относятся задачи 26 и 33 из папируса Ринда и задача 6 из Московского папируса (так называемые задачи на «аха»). Предполагается, что решение задач было основано на правиле ложного положения[9]. Это же правило, правда, крайне редко, использовали вавилоняне[10].
Вавилонские математики умели решать квадратные уравнения. Они имели дело только с положительными коэффициентами и корнями уравнения, так как не знали отрицательных чисел. По разным реконструкциям в Вавилоне знали либо правило для квадрата суммы, либо правило для произведения суммы и разности, вместе с тем метод вычисления корня полностью соответствует современной формуле. Встречаются и уравнения третьей степени[11]. Кроме того, в Вавилоне была введена особая терминология, использовались шумерские клинописные знаки для обозначения первого неизвестного («длины»), второго неизвестного («ширины»), третьего неизвестного («глубины»), а также различных производных величин («поля» как произведения «длины» и «ширины», «объёма» как произведения «длины», «ширины» и «глубины»), которые можно считать математическими символами, так как в обычной речи уже использовался аккадский язык. Несмотря на явное геометрическое происхождение задач и терминов, использовались они отвлечённо, в частности, «площадь» и «длина» считались однородными[10]. Для решения квадратных уравнений было необходимо уметь осуществлять различные тождественные алгебраические преобразования, оперировать неизвестными величинами. Таким образом был выделен целый класс задач, для решения которых необходимо пользоваться алгебраическими приёмами[11].
После того как была открыта несоизмеримость стороны и диагонали квадрата, греческая математика переживала кризис, разрешению которого выбор геометрии как основы математики и определение алгебраических операций для геометрических величин. Геометрической алгебре посвящена вторая книга «Начал» Евклида, работы Архимеда и Аполлония. С использованием отрезков, прямоугольников и параллелепипедов были определены сложение и вычитание, произведение (построенный на двух отрезках прямоугольник). Такое представление позволило доказать дистрибутивный закон умножения относительно сложения, тождество для квадрата суммы. Алгебра первоначально была основана на планиметрии и при в первую очередь для решения квадратных уравнений[12]. Вместе с тем к алгебраическим уравнениям сводятся сформулированные пифагорейцами задачи об удвоении куба и трисекции угла, построение правильных многоугольников[13]. Решение кубических уравнений получило своё развитие в работах Архимеда (сочинения «О шаре и цилиндре» и «О коноидах и сфероидах»), который исследовал в общем виде уравнение {\displaystyle x^{3}+ax+b=0}x^{3}+ax+b=0. Отдельные задачи решались с конических сечений[14].
Неожиданный переход к алгебре, основанной на арифметике, произошёл в работах Диофанта, который ввёл буквенные обозначения: неизвестное число он назвал «число», вторую степень неизвестного — «квадрат», третью — «куб», четвёртую — «квадрато-квадрат», пятую — «квадрато-куб», шестую — «кубо-куб». Также он ввёл обозначения для отрицательных степеней, свободного члена, отрицательного числа (или вычитания) и знака равенства. Диофант знал и использовал правило переноса вычитаемого из одной части уравнения в другую и правило сокращения равных членов[15]. Исследуя уравнения третьей и четвёртой степеней, Диофант для нахождения рациональной точки на кривой использует такие методы геометрической алгебры, как провести касательную в рациональной точке кривой или провести прямую через две рациональные точки. В X веке «Арифметика» Диофанта, в которой он изложил свои методы, была переведена на арабский язык, а в XVI веке достигла Западной Европы, оказав влияние на работы Ферма и Виета. Идеи Диофанта можно заметить также в работах Эйлера, Якоби, Пуанкаре и других математиков вплоть до начала XX века. В настоящее время проблемы Диофанта принято относить к алгебраической геометрии[16].
3. мин
е
т
з.м1ш
л
1 + kni
коэффициенты пульсации напряжения и тока связаны между собой в виде
к
л
(8-28)
характер зависимости коэффициентов пульсации друг от друга при разных коэффициентах использования напряжения питания показан на графиках (рис 8-5, б). из этого графика следует, что малые значения коэффициентов пульсации возможны при низком использовании питающего напряжения.
процессы в накопителе при его разряде на нагрузку с импульсом прямоугольной формы описываются исходным уравнением
dl du
е
и
hrz или r
(8-29)
полагая
и
с с
и
и(; --с);
de di
,1 i
после к виду
несложных преобразований исходное уравнение можно
r \
rrh 1 crrii
h7
или
crrn
(8-30)
где обозначено
решение уравнения (3) имеет вид:
i p-at
3. мйн*
r3 +
.-ah.
); 1
з.мин
(1 - n).
зарядный ток г'з оказывается минимальным в момент времени / = о, когда еще только начинается разряд конденсатора, т. е. до начала протекания импульса тока по нагрузке.
при подстановке значения тока и представлении его в относительном масштабе, получим:
(8.31)
а при < 1
л
подставляя значение тока i% в .mi уравнение (и^ -
е - isra) и выражая напряжение в относительном масштабе, можно найти
uq к
1 - (1 - п) е- = j-- (1 -
или при к > > 1
и^ е
(8-32)
во время /== tji-т- г , т. е. в промей< : утках между импульсами тока в нагрузке, конденсатор будет заряжаться и ток заряда будет уменьшаться с ростом напряжения uq на конденсаторе. в эти моменты времени ток через зарядное сопротивление описывается уравнением
ь - сиакс^ - смакс^
где 1 - вpeш, изменяющееся в пределах от до г^. учитывая, что / = ; к ;
смакс =r-j~ = пи -j- . получим
/пи
в 5ти же отрезки времени напряжение иа конденсаторе будет
с = - /з^з = 11 - (1 - пг) е- ].
или
-=1 (1 т)е- . (8-34)
