गणित: Difference between revisions

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[[File:Euclid.jpg|thumb|350px|तीसरी शताब्दी ईसा पूर्व ग्रीक गणितज्ञ यूक्लिड ने कैलीपर्स को पकड़े हुए, जैसा कि एथेंस के स्कूल से इस विस्तार से राफेल द्वारा कल्पना की गई थी (1509-1511){{efn|No likeness or description of Euclid's physical appearance made during his lifetime survived antiquity. Therefore, Euclid's depiction in works of art depends on the artist's imagination (see Euclid).}}]]

गणित ({{etymology|grc|''{{wikt-lang|grc|μάθημα}}''; {{grc-transl|μάθημα}}:|knowledge, study, learning}}) ज्ञान का एक क्षेत्र है जिसमें संख्याएं (अंकगणित और संख्या सिद्धांत),<ref name="OED">{{cite web |url=http://oed.com/view/Entry/114974 |title=mathematics, ''n.'' |publisher=Oxford University Press |website=Oxford English Dictionary |year=2012 |access-date=June 16, 2012 |quote=The science of space, number, quantity, and arrangement, whose methods involve logical reasoning and usually the use of symbolic notation, and which includes geometry, arithmetic, algebra, and analysis. |archive-url=https://web.archive.org/web/20191116075558/https://www.oed.com/view/Entry/114974 |archive-date=November 16, 2019 |url-status=live }}</ref> सूत्र और संबंधित संरचनाएं (बीजगणित),<ref name="Kneebone">{{cite book |title=Mathematical Logic and the Foundations of Mathematics: An Introductory Survey |publisher=Dover |author=Kneebone, G.T. |year=1963 |page=4 |url=https://books.google.com/books?id=tCXxf4vbXCcC&pg=PA4 |isbn=978-0-486-41712-7 |quote=Mathematics&nbsp;... is simply the study of abstract structures, or formal patterns of connectedness.}}</ref> आकार जैसे विषय शामिल हैं। और वे स्थान जिनमें वे समाहित हैं (ज्यामिति),<ref name=OED/> और मात्राएँ और उनके परिवर्तन (कैलकुलस और विश्लेषण)।<ref name="LaTorre">{{cite book |title=Calculus Concepts: An Informal Approach to the Mathematics of Change |publisher=Cengage Learning |first1=Donald R. |last1=LaTorre |first2=John W. |last2=Kenelly |first3=Sherry S. |last3=Biggers |first4=Laurel R. |last4=Carpenter |first5=Iris B. |last5=Reed |first6=Cynthia R. |last6=Harris |year=2011 |page=2 |url=https://books.google.com/books?id=1Ebu2Tij4QsC&pg=PA2 |isbn=978-1-4390-4957-0 |quote=Calculus is the study of change—how things change, and how quickly they change.}}</ref><ref name="Ramana">{{cite book |title=Applied Mathematics |publisher=Tata McGraw–Hill Education |author=Ramana |year=2007 |page=2.10 |url=https://books.google.com/books?id=XCRC6BeKhIIC&pg=SA2–PA10 |isbn=978-0-07-066753-2 |quote=The mathematical study of change, motion, growth or decay is calculus.}}</ref><ref name="Ziegler">{{cite book |title=An Invitation to Mathematics: From Competitions to Research |publisher=Springer |author=Ziegler, Günter M. |author-link=Günter M. Ziegler |year=2011 |page=vii |chapter-url=https://books.google.com/books?id=9TATfteVeVYC&pg=PR7 |isbn=978-3-642-19532-7 |chapter=What Is Mathematics?}}</ref> अधिकांश गणितीय गतिविधि में अमूर्त वस्तुओं के गुणों को खोजने या साबित करने के लिए शुद्ध कारण का उपयोग शामिल होता है, जिसमें या तो प्रकृति से अमूर्त होते हैं या{{emdash}}आधुनिक गणित में{{emdash}}ऐसी संस्थाएं होती हैं जो कुछ गुणों के साथ निर्धारित होती हैं, जिन्हें स्वयंसिद्ध कहा जाता है। एक गणितीय प्रमाण में पहले से सिद्ध किए गए प्रमेयों, स्वयंसिद्धों और (प्रकृति से अमूर्तता के मामले में) कुछ बुनियादी गुणों सहित पहले से ज्ञात परिणामों के लिए कुछ निगमन नियमों के अनुप्रयोगों का उत्तराधिकार होता है, जिन्हें विचाराधीन सिद्धांत के सही प्रारंभिक बिंदु माना जाता है।  

 

 

 

 

 

 

गणित शब्द की उत्पत्ति [[:hi:प्राचीन यूनानी भाषा|प्राचीन यूनानी]] गणित (μάθημα) से हुई है, जिसका अर्थ है "जो सीखा जाता है,"<ref>{{Cite encyclopedia}}</ref> "जो कुछ भी पता चलता है," इसलिए "अध्ययन" और "विज्ञान" भी। शास्त्रीय काल में भी "गणित" शब्द का संक्षिप्त और अधिक तकनीकी अर्थ "गणितीय अध्ययन" आया।<ref>Both meanings can be found in Plato, the narrower in [[रिपब्लिक (प्लेटो)|''Republic'']] [https://www.perseus.tufts.edu/hopper/text?doc=Plat.+Rep.+6.510c&fromdoc=Perseus%3Atext%3A1999.01.0168 510c] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20210224152747/http://www.perseus.tufts.edu/hopper/text?doc=Plat.+Rep.+6.510c&fromdoc=Perseus%3Atext%3A1999.01.0168|date=February 24, 2021}}, but Plato did not use a ''math-'' word; Aristotle did, commenting on it. {{LSJ|maqhmatiko/s|μαθηματική|ref}}. ''OED Online'', "Mathematics".</ref> इसका [[:hi:विशेषण|विशेषण]] ''Mathēmatikós'' (μαθηματικός) है, जिसका अर्थ है "सीखने से संबंधित" या "अध्ययनशील", जिसका अर्थ "गणितीय" भी है। विशेष रूप से, mathēmatikḗ tékhnē (μαθηματικὴ ; लैटिन: ars ''mathematica'') का अर्थ "गणितीय कला" है।

अंग्रेजी में स्पष्ट [[:hi:बहुवचन|बहुवचन]] रूप लैटिन [[:hi:लिंग (व्याकरण)|नपुंसक]] बहुवचन गणित ([[:hi:सिसरो|सिसरो]]) में वापस चला जाता है, जो ग्रीक बहुवचन ता गणितिका (τὰ μαθηματικά) पर आधारित है, जिसका उपयोग [[:hi:अरस्तु|अरस्तू]] (384-322 ईसा पूर्व) द्वारा किया गया था, और इसका अर्थ मोटे तौर पर "सभी चीजें गणितीय" हैं, हालांकि यह प्रशंसनीय है कि अंग्रेजी ने केवल विशेषण गणित (अल) को उधार लिया और ''[[:hi:भौतिक शास्त्र|भौतिकी]]'' और ''[[:hi:तत्त्वमीमांसा|तत्वमीमांसा]]'' के पैटर्न के बाद संज्ञा गणित का गठन किया, जो ग्रीक से विरासत में मिला था।<ref>''[[The Oxford Dictionary of English Etymology]]'', ''[[Oxford English Dictionary]]'', ''sub'' "mathematics", "mathematic", "mathematics"</ref> इसे अक्सर गणित या, उत्तरी अमेरिका में, गणित के रूप में संक्षिप्त किया जाता है।<ref name="maths2">[http://oed.com/view/Entry/114982 "maths, ''n.''"] and [http://oed.com/view/Entry/114962 "math, ''n.3''"] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200404201407/http://oed.com/view/Entry/114982|date=April 4, 2020}}. ''Oxford English Dictionary,'' on-line version (2012).</ref>

पुनर्जागरण से पहले, गणित को दो मुख्य क्षेत्रों में विभाजित किया गया था: अंकगणित {{emdash}} संख्याओं के हेरफेर के बारे में, और ज्यामिति {{emdash}} आकृतियों के अध्ययन के बारे में। कुछ प्रकार के छद्म विज्ञान, जैसे अंकशास्त्र और ज्योतिष, तब स्पष्ट रूप से गणित से अलग नहीं थे।

पुनर्जागरण के दौरान दो और क्षेत्र सामने आए। गणितीय संकेतन ने बीजगणित की ओर अग्रसर किया, जो मोटे तौर पर, अध्ययन और सूत्रों के हेरफेर से बना है। कैलकुलस, दो उपक्षेत्रों इनफिनिटसिमल कैलकुलस और इंटीग्रल कैलकुलस से मिलकर बना है, निरंतर कार्यों का अध्ययन है, जो अलग-अलग मात्राओं (चर) के बीच आम तौर पर गैर-रेखीय संबंधों को मॉडल करता है। चार मुख्य क्षेत्रों में यह विभाजन {{emdash}} अंकगणित, ज्यामिति, बीजगणित, कलन{{Verification needed|date=April 2022|reason=is this the right set of 4 subfields?}} {{emdash}} 19वीं शताब्दी के अंत तक बना रहा। आकाशीय यांत्रिकी और ठोस यांत्रिकी जैसे क्षेत्रों को अक्सर गणित का हिस्सा माना जाता था, लेकिन अब उन्हें भौतिकी से संबंधित माना जाता है। इस अवधि के दौरान विकसित कुछ विषय गणित से पहले के हैं और ऐसे क्षेत्रों में विभाजित हैं जैसे कि संभाव्यता सिद्धांत और संयोजन, जो बाद में स्वायत्त क्षेत्रों के रूप में माना जाने लगा।  

19वीं शताब्दी के अंत में, गणित में मूलभूत संकट और परिणामी स्वयंसिद्ध पद्धति के व्यवस्थितकरण ने गणित के नए क्षेत्रों का विस्फोट किया। आज, गणित विषय वर्गीकरण में चौंसठ प्रथम-स्तरीय क्षेत्रों से कम नहीं है। इनमें से कुछ क्षेत्र पुराने विभाजन से मेल खाते हैं, जैसा कि संख्या सिद्धांत (उच्च अंकगणित के लिए आधुनिक नाम) और ज्यामिति के बारे में सच है। (हालांकि, कई अन्य प्रथम-स्तरीय क्षेत्रों में उनके नाम में "ज्यामिति" है या अन्यथा सामान्यतः ज्यामिति का हिस्सा माना जाता है।) बीजगणित और कलन प्रथम-स्तर के क्षेत्रों के रूप में प्रकट नहीं होते हैं, लेकिन क्रमशः कई प्रथम-स्तर के क्षेत्रों में विभाजित होते हैं। 20वीं शताब्दी के दौरान अन्य प्रथम-स्तरीय क्षेत्र उभरे (उदाहरण के लिए श्रेणी सिद्धांत; होमोलॉजिकल बीजगणित, और कंप्यूटर विज्ञान) या पहले गणित के रूप में नहीं माना गया था, जैसे गणितीय तर्क और नींव (मॉडल सिद्धांत, संगणनीयता सिद्धांत, सेट सिद्धांत, प्रमाण सिद्धांत और बीजगणितीय तर्क सहित)।

{{Main|Number theory}}

[[File:Spirale_Ulam_150.jpg|thumb|250x250px | यह उलम सर्पिल है, जो प्रमुख संख्याओं के वितरण को दर्शाता है।सर्पिल संकेत में अंधेरे विकर्ण रेखाएं प्राइम होने और एक द्विघात बहुपद का मूल्य होने के बीच अनुमानित स्वतंत्रता पर परिकल्पना की गई, एक अनुमान जिसे अब उलम सर्पिल#हार्डी और लिटिलवुड के अनुमान के रूप में जाना जाता है। हार्डी और लिटिलवुड के अनुमान एफ।]]

संख्या सिद्धांत संख्याओं के हेरफेर के साथ शुरू हुआ, अर्थात, प्राकृतिक संख्याएं <math>(\mathbb{N}),</math> और बाद में पूर्णांक <math>(\Z)</math> और परिमेय संख्या <math>(\Q).</math> तक विस्तारित हुईं। पहले संख्या सिद्धांत को अंकगणित कहा जाता था, लेकिन आजकल इस शब्द का प्रयोग संख्यात्मक गणना के लिए किया जाता है।

कई आसानी से बताई गई संख्या की समस्याओं के समाधान होते हैं जिनके लिए गणित से परिष्कृत विधियों की आवश्यकता होती है। एक प्रमुख उदाहरण फ़र्मेट का अंतिम प्रमेय है। यह अनुमान 1637 में पियरे डी फ़र्मेट द्वारा कहा गया था, लेकिन यह केवल 1994 में एंड्रयू विल्स द्वारा साबित हुआ था, जिन्होंने बीजगणितीय ज्यामिति, श्रेणी सिद्धांत और समरूप बीजगणित से योजना सिद्धांत सहित उपकरणों का उपयोग किया था। एक अन्य उदाहरण गोल्डबैक का अनुमान है, जिसमें दावा किया गया है कि 2 से बड़ा प्रत्येक सम पूर्णांक दो अभाज्य संख्याओं का योग होता है। 1742 में क्रिश्चियन गोल्डबैक द्वारा कहा गया, यह काफी प्रयास के बावजूद आज तक अप्रमाणित है।

{{Main|Geometry}}

एक मौलिक नवाचार प्राचीन यूनानियों द्वारा सबूतों की अवधारणा की शुरूआत थी, इस आवश्यकता के साथ कि हर दावे को साबित किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, माप द्वारा सत्यापित करना पर्याप्त नहीं है कि, मान लीजिए, दो लंबाइयाँ समान हैं; उनकी समानता को पहले स्वीकृत परिणामों (प्रमेय) और कुछ बुनियादी कथनों के तर्क के माध्यम से सिद्ध किया जाना चाहिए। मूल कथन प्रमाण के अधीन नहीं हैं क्योंकि वे स्व-स्पष्ट (अनुमानित) हैं, या वे अध्ययन के विषय (स्वयंसिद्ध) की परिभाषा का हिस्सा हैं। यह सिद्धांत, जो सभी गणित के लिए आधारभूत है, पहले ज्यामिति के लिए विस्तृत किया गया था, और यूक्लिड द्वारा अपनी पुस्तक एलिमेंट्स में लगभग 300 ई.पू. में व्यवस्थित किया गया था।

परिणामी यूक्लिडियन ज्यामिति, यूक्लिडियन तल (प्लेन ज्योमेट्री) और (त्रि-आयामी) यूक्लिडियन