函数概念发展的历史过程

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函数概念发展的历史过程

函数概念发展的历史过程

函数概念发展的历史过程函数的概念在数学上被广泛应用,它是描述自变量和因变量之间关系的一种数学工具。

在数学的发展历史上,函数的概念经历了漫长的发展过程,从最初的平面几何到现代的抽象代数,函数的概念不断得到丰富和深化。

本文将从古希腊时期的几何学开始,对函数的概念发展历史进行全面梳理。

古希腊时期的函数概念古希腊的几何学家在研究曲线的运动过程中,开始对函数的概念进行初步的探讨。

在古希腊时期,数学家们主要从几何的角度来研究函数,如阿基米德、亚历山大的庞德等人。

他们主要关注几何图形的变化规律,即自变量和因变量之间的关系。

在这一时期,函数的概念主要是从曲线的运动、几何图形的变化中产生,并没有形成系统的数学理论。

17世纪的微积分学在17世纪,微积分学的发展推动了函数概念的进一步深化。

牛顿和莱布尼兹等数学家发展了微积分学,首次明确地提出了函数的概念,并将其作为研究曲线和图形的基本工具。

微积分学将函数的概念与导数、积分等概念结合起来,形成了现代函数论的雏形。

在这一时期,函数的概念逐渐从几何的范畴中脱离出来,成为了一种独立的数学对象。

19世纪的分析学19世纪是函数概念发展的一个重要时期,分析学的兴起推动了函数概念的进一步发展。

在这一时期,柯西、魏尔斯特拉斯等数学家对函数的性质进行了深入研究,提出了连续性、可导性等概念,逐渐建立起了现代函数论的基本框架。

函数的概念开始从简单的数学工具演变为一种抽象的数学对象,其研究不再局限于几何或微积分学的范畴,而是成为了一种独立的数学分支。

20世纪的抽象代数与拓扑学20世纪是函数概念发展的一个新阶段,随着抽象代数和拓扑学的兴起,函数的研究逐渐从实数域扩展到了更一般的数学结构。

在这一时期,泛函分析、代数拓扑等新的数学分支涌现出来,为函数概念的进一步深化提供了新的视角。

函数不再局限于实数域或复数域,而是被推广到了更一般的数学结构上,如度量空间、拓扑空间等。

函数概念在数学应用中的发展除了在纯数学理论中的发展,函数的概念在数学应用中也得到了广泛的应用。

函数概念发展的历史过程

函数概念发展的历史过程

函数概念发展的历史过程函数的概念发展是数学领域的重要进展之一,它的历史可以追溯到古希腊时期。

在古代,人们对形式和变化的研究主要集中在几何学和代数学上。

在这一过程中,函数一词逐渐从简单的代数变成了更加抽象的概念,并在经历了不断的发展和丰富之后,成为数学的一个基本概念。

古代希腊的数学家和哲学家对函数的概念有着丰富的探讨。

例如,柏拉图和柏拉图学派就对函数和其它数学对象的本质和关系进行了深刻的探讨。

在古希腊时期,函数之间的关系主要是通过几何图形来表示的。

例如,欧几里德在其著作《几何原本》中,首次提出了函数的定义,即“两个变量之间的关系若能用代数形式表达,则称为函数”。

而在亚历山大大帝时期,希腊数学家阿波罗尼乌斯对这一概念进行了更加深入的研究,并在他的著作《圆锥曲线论》中阐述了函数的多种性质和表达方法。

在此期间,数学家们开始认识到函数不仅仅是数学对象之间的关系,更是一个独立的数学概念,其本身具有一定的性质和规律。

然而,关于函数的定义和理论体系仍然存在一定的模糊和不完善。

这一情况一直持续到十七世纪,当时国际上出现了新的数学派别——分析学派,他们在函数的研究领域取得了重大的突破。

十七世纪是函数概念发展的一个重要阶段,在这一时期,牛顿和莱布尼兹分别独立地发明了微积分学,并在此过程中对函数的概念进行了深入的理论研究。

他们提出了函数的连续性和可导性等重要概念,并建立了函数的概念体系和理论框架。

牛顿和莱布尼兹所提出的微积分学是函数论的开端,它奠定了函数概念的数学基础,并具有深远的影响。

牛顿和莱布尼兹对函数的研究将函数从代数和几何的范畴中解放出来,使得函数的概念得到了更加抽象和深刻的理解。

在牛顿和莱布尼兹之后,分析学派在对函数的研究方面取得了更多的成果。

例如,庞加莱和魏尔斯特拉斯等数学家对函数的极限、连续性等性质进行了进一步的研究,奠定了现代分析学的基础。

他们提出了更加抽象和严格的理论框架,对函数的各种性质进行了深入的探讨。

函数概念发展的历史过程

函数概念发展的历史过程

函数概念发展的历史过程函数概念的发展可以追溯到古希腊数学,特别是毕达哥拉斯学派和欧多克斯学派的数学家。

在古希腊的数学中,函数的概念最初是通过几何问题的讨论而产生的,随后逐渐发展成为独立的数学概念。

函数的概念在数学和物理学等领域中扮演着重要的角色,它的发展历程与数学和物理学领域的发展密切相关。

在古希腊时期,毕达哥拉斯学派和欧多克斯学派的数学家开始讨论角度和传统的几何学问题,这些问题往往需要利用变量和关系式来描述。

例如,在求出一个等腰三角形的斜边与底边的关系时,需要描述角度和直角三角形之间的关系,这种描述可以看做是角度与斜边长度的函数关系。

在此过程中,数学家们开始意识到,不同的输入可以对应到不同的输出,即输入和输出之间有一定的关系,这种关系可以通过公式或者表格来表示。

在欧几里得的《几何原本》中,已经出现了对线性函数的讨论。

在古希腊时期,欧几里得就提出了比例和相似的概念,这是对函数概念的提前探索。

另外,在数学家阿基米德的著作中也出现了对曲线形状和其对应的方程关系的讨论,这也为函数的发展奠定了理论基础。

在中世纪和文艺复兴时期,数学家们又开始重新探讨古希腊时期的数学问题,特别是对函数概念的研究。

文艺复兴时期的数学家伽利略、笛卡尔等人,开始将代数和几何联系起来,提出了解析几何和坐标系的概念。

在笛卡尔的《几何学》中,首次将函数的概念和直角坐标系联系起来,提出了函数与坐标之间的对应关系。

这一理论的提出,对函数的发展起到了重要的推动作用。

在17世纪,微积分的发展进一步推动了函数概念的发展。

牛顿和莱布尼兹分别独立地发明了微积分学,引入了函数的导数和积分的概念。

微积分理论的出现,使函数概念得以系统化和深化,为函数的发展奠定了数学基础。

例如在牛顿的《自然哲学的数学原理》中,函数的概念已经被广泛应用于描述物体的运动、速度和加速度等物理现象。

18世纪和19世纪,函数概念得到了进一步的发展。

在18世纪,欧拉和拉格朗日对函数的极限、连续性和泰勒级数进行了深入的研究,引入了许多函数的概念和性质。

函数概念发展的历史过程

函数概念发展的历史过程

函数概念发展的历史过程函数概念的发展是数学领域的一项重要进展,经历了长时间的发展过程。

本文将从古希腊时期的初步思考开始,逐步介绍函数概念的发展历程直至现代数学的函数定义。

最早对函数的思考可以追溯到古希腊数学家们对几何曲线的研究。

古希腊的数学家们研究了一系列的曲线,如圆、椭圆和抛物线等等。

他们发现几何曲线上的每一个点都可以通过其坐标来确定,这种坐标的确定性使得数学家们开始思考是否可以将曲线上的点表示为一个或多个变量的函数关系。

直到17世纪,数学家马克思·奥雷利(Marquis de l'Hôpital)首次提出了函数这一词汇,但在这之前,欧洲数学界对于函数的定义还没有达成一致。

那时的数学家们对于函数抱有一种“坐标”的观念,即函数可以描述曲线上的点与坐标的关系。

在18世纪初,瑞士数学家莱昂哈德·欧拉(Leonhard Euler)对函数的研究做出了重要贡献。

他将函数的概念扩展到了复变函数,并系统地研究了指数函数、三角函数和对数函数等等。

他的研究成果对现代数学的发展起到了重要的推动作用。

到了19世纪,法国数学家阿道夫·科斯提(Augustin-Louis Cauchy)和德国数学家卡尔·威尔斯特拉斯(Karl Weierstrass)提出了一种更加严格的函数定义。

科斯提提出了连续函数的严格定义,并发展了复变函数的理论基础。

威尔斯特拉斯则通过严格的极限定义来定义函数。

这些严格的函数定义使得数学研究更加系统和准确。

20世纪初,法国数学家勒贝格(Henri Léon Lebesgue)提出了测度论的概念,并将其应用于函数的理论研究中。

他提出了勒贝格积分的概念,从而为函数的积分提供了新的方法和工具。

随着数学的发展和应用的拓宽,函数的概念也得到了进一步的发展。

在现代数学中,函数被定义为将一个集合的元素映射到另一个集合的元素的规则。

这是一种更加抽象和广泛的定义,使得函数的研究可以应用于各个数学领域,如代数、几何、拓扑等等。

函数的发展历程

函数的发展历程

函数的发展历程一、古希腊时期古希腊数学家希腊斯科特·伯涅劳斯(Scctonius)在公元前4世纪就提出了函数的概念。

他用字母表示一个量,并用等式将这个量和另一个量联系在一起。

例如,他用f(x)表示x的平方,即f(x)=x^2。

但是,他并没有将函数作为独立的数学概念来看待,只是作为一种辅助工具。

二、17世纪17世纪是函数发展的重要时期。

著名数学家斯特林(Stevin)在其著作《五十个数学问题》中提出了函数的概念。

他指出,函数是一种可以用数学公式表示的规律,即f(x)=x^2。

三、18世纪18世纪是函数发展的关键时期。

著名数学家莫尔(Leibniz)在公元1694年提出了微积分的概念。

他认为,微积分是一种研究变化的工具,可以用来研究连续函数的变化。

这为函数研究开辟了新的天地。

四、19世纪19世纪是函数发展的全盛时期。

著名数学家高斯(Gauss)在公元1801年提出了高维空间的概念。

他认为,高维空间是一个可以用函数表示的数学模型,即可以用函数来描述多维空间的性质。

这为函数的研究提供了更加广阔的空间。

五、20世纪20世纪是函数发展的高潮时期。

著名数学家华罗庚(Huang Qiu-Guang)在公元1943年提出了泛函分析的概念。

他认为,泛函分析是一种研究函数性质的数学方法,可以用来研究连续函数和离散函数的性质。

这为函数的研究提供了更加丰富的内容。

六、21世纪21世纪是函数发展的新时期。

计算机技术的发展使得函数在计算机科学和工程领域中发挥着越来越重要的作用。

函数也被广泛用于数据挖掘和人工智能领域,为科学技术的发展做出了重要贡献。

综上,函数作为一种独立的数学概念,在古希腊时期就已经提出,但是直到17世纪才得到正式的定义。

随着时间的推移,函数在数学和工程领域的应用越来越广泛,为科学技术的发展做出了巨大贡献。

函数概念的发展历程

函数概念的发展历程

函数概念的发展历程
17世纪,科学家们致力于运动的研究,如计算天体的位置,远距离航海中对经度和纬度的测量,炮弹的速度对于高度和射程的影响等.诸如此类的问题,都需要探究两个变量之间的关系,并根据这种关系对事物的变化规律做出判断,如根据炮弹的发射角和初速度推测它能达到的高度和射程.这正是函数概念产生和发展的背景.
“function”一词最初由德国数学家莱布尼茨在1692年使用.在中国,清代数学家李善兰在1859年和英国传教士伟烈亚力合译的《代微积拾级》中首次将“function”译作“函数”.
莱布尼茨用“函数”表示随曲线的变化而改变的几何量,如坐标、切线等,1718年,他的学生,瑞士数学家约翰伯努利强调函数要用公式表示.后来,数学家认为这不是判断函数的标准,只是一些变量变化,另一些变量随着变化就可以了.所以,1755年,瑞士数学家欧拉将函数定义为“如果某些变量,以一种方式依赖于另一些变量,我们将前面的变量称为后面变量的函数”.
随着对微积分研究的深入,18世纪末19世纪初,
人们对函数的认识向前推进了.德国数学家狄利克雷在1837年提出:“如果对于X的每一个值,Y总有一个完全确定的值与之对应,那么y是X的函数,这个定义较清楚地说明了函数的内涵.只要有一个法则,使得取值范围中的每一个X有一个确定的y和它对应就行了,不管这个法则是用公式还是用图像、表格的形式表示.例如,狄利克雷函数,即:当自变量取有理数时,函数值为1;自变量取无理数时函数值为0.它只能用对应的语言予以表达.19世纪70年代以后,随着集合概念的出现,函数概念又进而用更加严谨的集合和对应语言表述.。

函数概念的历史发展(完整版)

函数概念的历史发展(完整版)

函数概念的历史发展(完整版)(文档可以直接使用,也可根据实际需要修改使用,可编辑欢迎下载)函数概念的历史发展众所周知,函数是数学中一个重要概念,它几乎渗透到每一个数学分支,因此考察函数概念的发展历史及其演变过程,无疑有助于我们学生更深刻、更全面地理解函数的本职,并且从中得到有益的方法论启示。

1 函数概念的产生阶段—变量说马克思曾认为,函数概念是源于代数中自罗马时代就已经开始的不定方程的研究,那时,伟大的数学家丢番图对不定方程的研究已有相当程度,据此,可以认为函数概念至少在那时已经萌芽。

实际上作为变量和函数的朴素概念,几乎和数学源于同一时期,因为数学家在研究物体的大小及位置关系时,自然会导致通常称为函数关系的那种从属关系。

但是,真正导致函数概念得以迅速发展则是在16世纪以后,特别是由于微积分的建立,伴随这一学科的产生、发展和完善,函数概念也经历了产生、发展和完善的演变过程。

哥白尼的天文学革命以后,运动成为文艺复兴时期科学家共同感兴趣的问题,到了16世纪,对于运动的研究已变成自然科学的中心问题。

在这一时期,函数概念在不同科学家那里有着不同形式的描述。

在伽利略的《两门新科学》一书中,几乎从头到尾包含着函数的思想,他用文字和比例的语言表述函数关系。

例如,他提出:“两个等体积圆柱体的面积之比,等于它们高度之比的平方根。

”“两个侧面积相等的正圆柱,其体积之比等于它们高度之比的反比。

”他又说:“从静止状态开始以定常加速度下降的物体,其经过的距离与所用时间的平方成正比。

”这些描述非常清楚地表明伽利略已涉及并讨论变量和函数,但他并没有做出一般的抽象,并且也没有把文字叙述表示为符号形式。

几乎与此同时,许多数学家,如托里拆利、瓦里斯、笛卡儿、牛顿、莱布尼兹等,从不同角度对函数进行了不同程度的研究.有的数学家是把一些具体的函数看成曲线进行研究,尽管当时还没有建立实连续的概念,但数学家却默认曲线都是连续的。

托里拆利就曾对曲线()0≥y ex进行过研究;而瓦里斯在他的《动学》中研究过正弦曲=xae线,并注意到了这一函数的周期性。

函数概念的发展历程

函数概念的发展历程

函数概念的发展历程
从古代开始,人们就通过观察自然界中的现象,尝试建立数学模型来描述这些现象。

但是,在这个过程中,并没有明确提出“函数”的概念。

直到16世纪,函数的概念逐渐发展起来。

在古希腊时期,数学家们研究了直线、圆、曲线等几何图形,并对它们进行了详细的描述和分类。

然而,这种描述并没有涉及到函数的概念。

到了17世纪,代数学的发展带来了函数概念的进一步发展。

法国数学家笛卡尔首次引入了“坐标系”和“方程”的概念,通过代数方程式描述了几何图形。

这一创新为函数的形式化提供了基础。

在18世纪,欧洲数学家开始对函数进行了更加系统和正式的研究。

这一时期的代表性数学家是欧拉和拉格朗日。

欧拉在其著作中提出了对函数的定义,他认为函数是一个数与数之间的关系。

拉格朗日则进一步发展了欧拉的工作,并引入了微积分的概念,使得函数的研究得到了更深入的发展。

19世纪是函数概念发展的重要时期。

高斯、傅里叶、柯西、魏尔斯特拉斯等数学家对函数的性质进行了深入的研究,涉及到连续性、可微性、收敛性等方面。

魏尔斯特拉斯提出了连续函数的定义,并提出了魏尔斯特拉斯逼近定理,使得函数的定义更加准确和严谨。

20世纪以来,随着数学的发展和应用的广泛性,函数的概念
在各个领域得到了不断的拓展和深化。

现代数学中的函数不仅局限于实数和复数的变量,还涉及到更抽象的概念,如向量函数、矩阵函数、泛函等。

总的来说,函数概念的发展是一个从直观到形式化、从几何到代数的过程。

通过数学家们不断的研究和探索,函数的概念逐渐变得更加精确定义和完善,成为现代数学中不可或缺的基础概念之一。

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实习报告
2011年10月5日
题目函数概念发展的历史过程
作者组长:张婕组员:王笑晗,李良芳,薛兰瑞宁,严娟娟
摘要函数概念是全部数学概念中最重要的概念之一,也是数学的核心,纵观300年来
函数概念的发展,众多数学家从集合、代数、直至对应、集合的角度不断赋予函数概念以新的思想,从而推动了整个数学的发展。

本文通过对函数概念的发展与比较的研究,对函数概念的几个方面进行一些探索,分为这几个方面:
1 早期函数概念——几何观念下的函数
2 十八世纪函数概念——代数观念下的函数
3 十九世纪函数概念——对应关系下的函数
4现代函数概念——集合论下的函数
正文第一方面:早期函数概念——几何观念下的函数
在欧洲,函数这一名词,是微积分的奠基人莱布尼兹首先采用的,他在年发1692表的数学论文中,就应用了函数这一概念,不过莱布尼兹仅用函数一词表示幂。

后来,在十七世纪,伽俐略在《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。

第二方面:十八世纪函数概念——代数观念下的函数
1718年瑞士数学家约翰·贝努利使用变量概念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给出了不同于几何形式的函数定义:函数就是变量和常量以任何方式组成的量,并首先采用符号作为函数的记号。

也就是把变量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。

数学家欧拉在其著作《无穷小分析论》中,把凡是给出解析式表示的变量统称为函数。

1734年,欧拉首先创造十分形象且沿用至今的符号作为函数的记号,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,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,形象,但关于函数的定义,欧拉并没有真正揭示出函数概念的实质。

第三方面: 十九世纪函数概念——对应关系下的函数
1822年傅里叶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。

1834年,
俄国数学家罗巴切夫斯基提出函数的定义:“x的函数是这样的一个数,它对于每个x都有确定的值,并且随着x一起变化。

函数值可以由解析式给出,也可以由一个条件给出,这个条件提供了一种寻求全部对应值的方法。

函数的这种依赖关系可以存在,但仍然是未知的。

”这个定义建立了变量与函数之间的对应关系,是对函数概念的一个重大发展,因为“对应”是函数概念的一种本质属性与核心部分。

1837年狄利克雷认为怎样去建立x与y之间的关系无关紧要,他拓广了函数概念,指出:“对于在给定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,不难看出这个定义简明精确,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。

等到康托尔创立的集合论在数学中占有重要地位之后,维布伦用“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)。

第四方面:现代函数概念——集合论下的函数
19世纪集合论出现后,函数也成了映射,是数集到数集的映射:设A、B都是非空的数的集合, f是从A到B的一个对应法则,那么A到B的映射f:A→B就叫做A到B的函数,记
作y=f(x),其中x ∈A,y ∈B。

中国的数学家也对函数的定义进行概括,在1859年,清代数学家李善兰在翻译《代数学》一书时,把函数概念介绍到我国。

我国“函数”一词使用是在《代数积拾级》中,这本书把函数定义为“凡此变数中函彼变数,则此为彼之函数”,这里的“函”是包含的意思。

这定义大致相当于欧拉的解析表达式,在这个式子中“包含”着变量x,那么这个式子就是x的函数。

1914年豪斯道夫在《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。

函数概念的定义经过三百多年的锤炼、变革,形成了函数的现代定义形式,但这并不意味着函数概念发展的历史终结,20世纪40年代,物理学研究的需要发现了一种叫做Dirac-δ函数,它只在一点处不为零,
而它在全直线上的积分却等于1,这在原来的函数和积分的定义下是不可思议的,但由于广义函数概念的引入,把函数、测度及以上所述的Dirac-δ函数等概念统一了起来。

因此,随着以数学为基础的其他学科的发展,函数的概念还会继续扩展。

参考文献。

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