據(jù)說有一天,法國哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家笛卡爾生病臥床,病情很重,盡管如此他還反復(fù)思考一個問題:幾何圖形是直觀的,而代數(shù)方程是比較抽象的,能不能把幾何圖形與代數(shù)方程結(jié)合起來,也就是說能不能用幾何圖形來表示方程呢?要想達到此目的,關(guān)鍵是如何把組成幾何圖形的點和滿足方程的每一組“數(shù)”掛上鉤,他苦苦思索,拼命琢磨,通過什么樣的方法,才能把“點”和“數(shù)”聯(lián)系起來。突然,他看見屋頂角上的一只蜘蛛,拉著絲垂了下來,一會功夫,蜘蛛又順著絲爬上去,在上邊左右拉絲。蜘蛛的“表演”使笛卡爾的思路豁然開朗。他想,可以把蜘蛛看做一個點,它在屋子里可以上、下、左、右運動,能不能把蜘蛛的每個位置用一組數(shù)確定下來呢?他又想,屋子里相鄰的兩面墻與地面交出了三條線,如果把地面上的墻角作為起點,把交出來的三條線作為三根數(shù)軸,那么空間中任意一點的位置就可以用這三根數(shù)軸上找到有順序的三個數(shù)。反過來,任意給一組三個有順序的數(shù)也可以在空間中找出一點P與之對應(yīng),同樣道理,用一組數(shù)(x、y)可以表示平面上的一個點,平面上的一個點也可以有用一組兩個有順序的數(shù)來表示,這就是坐標系的雛形。
直角坐標系的創(chuàng)建,在代數(shù)和幾何上架起了一座橋梁,它使幾何概念用數(shù)來表示,幾何圖形也可以用代數(shù)形式來表示。由此笛卡爾在創(chuàng)立直角坐標系的基礎(chǔ)上,創(chuàng)造了用代數(shù)的方法來研究幾何圖形的數(shù)學(xué)分支——解析幾何,他大膽設(shè)想:如果把幾何圖形看成是動點的運動軌跡,就可以把幾何圖形看成是由具有某種共同特征的點組成的。舉一個例子來說,我們可以把圓看作是動點到定點距離相等的點的軌跡,如果我們再把點看作是組成幾何圖形的基本元素,把數(shù)看作是組成方程的解,于是代數(shù)和幾何就這樣合為一家人了。