函数概念的发展历史过程

温柔似野鬼°
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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



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



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


.



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



(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)



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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