函数概念的发展历史过程

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2021年02月16日 17:25
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2021年2月16日发(作者:兰陵王电视剧大结局)



函数概念的发展历史过程


< br>自


17


世纪近代数学产生以来,函数的概念一直处于数学 的核心位置,数学和科学的绝


大部分与函数内容有关,在函数,物理和其他学科中,函数 关系随处可见


.


例如,圆柱体的


体积和 表面积是其半径的函数,


流体膨胀的体积是温度的函数,


运动物 体的路程是时间的函


数等等


.


十七世 纪伽俐略


(G


.


Galileo


,意,


1564


-


1 642)


在《两门新科学》一书中,几乎从头到


尾包含着函数或 称为变量的关系这一概念,


用文字和比例的语言表达函数的关系


.1673


年前


后笛卡尔


(Desca rtes


,法,


1596


-

< p>
1650)


在他的解析几何中,已经注意到了一个变量对于另


一个变量的依赖关系,但由于当时尚未意识到需要提炼一般的函数概念,因此直到

17


世纪


后期牛顿、


莱布尼兹建立 微积分的时候,


数学家还没有明确函数的一般意义,


绝大部分函 数


是被当作曲线来研究的


.


1718


年约翰•贝努利


(BernoulliJohann

< p>
,瑞,


1667


-


174 8)


才在莱布尼兹函数概念的基


础上,


对函数概念进行了明确定义:


由任一变量和常数的任一形式所构成的量,


贝努利把变


量


x


和常量按任何 方式构成的量叫“


x


的函数”


,表示为 ,其在函数概念中所说的任一形式,


包括代数式子和超越式子


.


18


世纪中叶欧拉


(L


.


Euler


,瑞,


1707


-


1783)


就给出了非常形象的,一 直沿用至今的


函数符号


.


欧拉给出的定 义是:一个变量的函数是由这个变量和一些数即常数以任何方式组


成的解析表达式


.


他把约翰•贝努利给出的函数定义称为解析函数,

< br>并进一步把它区分为代数


函数(只有自变量间的代数运算)和超越函数

< p>
(三角函数、对数函数以及变量的无理数幂所


表示的函数)


,还考虑了“随意函数”


(表示任意画出曲线的函数)


,不难看出,欧拉给出的


函数定义比约翰•贝努利的定义更普遍、更具有广泛意义


.


1822


年傅里叶


(Fourier


,法,


1768


-


1830)


发现某些函数可用曲线表示,也可用一个式


子表示,


或用多个式子表示,


从而结束了函数概 念是否以唯一一个式子表示的争论,


把对函


数的认识又推进了一 个新的层次


.1823


年柯西


(Cau chy


,法,


1789


-


1857)


从定义变量开始给


出了函数的定义,


同时指出,


虽然无穷级数是规定函数的一种有效方法,


但是对函数来说不


一定要有解析表达式,


不过他仍然 认为函数关系可以用多个解析式来表示,


这是一个很大的


局限, 突破这一局限的是杰出数学家狄利克雷


.


1837


年狄利克雷


(Dirichlet


,德,


1805


-


1859)


认为怎样去建立


x


与


y


之间的关系无关


紧要,他拓广了函数概念,指出:


“ 对于在某区间上的每一个确定的


x


值,


y


都有一个或多


个确定的值,那么


y< /p>


叫做


x


的函数


.


”狄利克雷的函数定义,出色地避免了以往函数定义中


所有的关 于依赖关系的描述,简明精确,以完全清晰的方式为所有数学家无条件地接受


.


至


此,


我们已可以说,


函数概念、


函数的本质定义已经形成,


这就是人们常说的经典函 数定义


.


等到康托尔


(Canto r


,


德,


1845

-


1918)


创立的集合论在数学中占有重要地位之后,< /p>


维布


伦


(Veblen

< br>,美,


1880


-


1960)< /p>


用“集合”和“对应”的概念给出了近代函数定义,通过集合


概念 ,把函数的对应关系、定义域及值域进一步具体化了,且打破了“变量是数”的极限,


变 量可以是数,也可以是其它对象(点、线、面、体、向量、矩阵等)


.


1914


年豪斯道夫


(F


.< /p>


Hausdorff)


在《集合论纲要》中用“序偶”来定义函数


.


其优点是


避开了意义不明确的


“变量”


、


“对应”


概念,


其不足之处是又引入了不明确的概念


“序偶”

< p>
.


库拉托夫斯基


(Kuratowski)


于


1921


年用集合概念来定义


“序偶”


,


即序偶


(a


,


b)


为集合


{{ a}


,


{b}}


,这样,就使豪斯道夫 的定义很严谨了


.1930


年新的现代函数定义为,若对集合< /p>


M


的任


意元素


x


,


总有集合


N


确定的元素


y


与之对应,


则称在集合< /p>


M


上定义一个函数,


记为


y=f(x).


元素


x


称为自 变元,元素


y


称为因变元


.


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