函数概念的发展历史过程
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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
-
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
,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
(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,
p>
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”
.
库拉托夫斯基
(Kuratowski)
于
1921
年用集合概念来定义
“序偶”
,
即序偶
(a
p>
,
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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