函数的起源与发展

合集下载

函数起源发展历程

函数起源发展历程

函数起源发展历程
函数起源于古希腊数学。

在古希腊数学中,数学家们关注于研究几何形状和量的测量,而函数的概念则是由某些特定的数学问题和实际应用中的需求逐渐发展起来的。

最早提到函数的记录可以追溯到古希腊数学家希波克拉底(Hippocrates of Chios)提出的"增量更变"(varying quantity)的概念。

希波克拉底试图解释某一矩形面积的增长变化规律,将其划分为许多矩形区域,每个区域都具有不同的面积,因此可以看作是一个函数。

柏拉图和亚里士多德则进一步发展了函数的概念。

柏拉图主张万物皆数(God is a Geometer),他认为函数是由数学构成的,是无形的理念。

而亚里士多德则将函数与图像相结合,认为函数是通过图像来表示不同变量之间的关系。

在17世纪,函数的概念得到了新的发展。

数学家笛卡尔提出
了坐标系,并使用代数表达式来定义函数。

他将函数看作是一个或多个变量之间的关系,这种关系可以通过方程或表达式来表示。

随着微积分的发展,数学家们开始研究函数的导数和积分,使得函数成为现代数学中的重要概念。

20世纪初,函数的概念在数学中得到了广泛的运用。

随着数
学的发展,函数的定义和研究方法也变得更加严谨和抽象化。

现代数学中,函数不仅仅是数值之间的关系,还可以是集合到集合的映射,或是一种抽象结构的变换关系。

总的来说,函数的概念的发展经历了古希腊的几何和数学问题、欧洲文艺复兴时期的代数和坐标系以及现代数学中的抽象化和广泛运用。

函数不断的被发展和应用,成为了数学中不可或缺的基础概念之一。

函数的起源发展历程

函数的起源发展历程

函数的起源发展历程人类在石器时代就开始使用简单的工具解决问题。

随着时间的推移,人们对工具的需求越来越多样化,于是开始思考如何创造一种更加灵活、更加智能的工具。

于是,函数的概念应运而生。

函数的起源可以追溯到古代数学家古希腊的欧几里得。

欧几里得是一位出色的数学家和几何学家,被公认为古代数学的奠基人之一。

在他的著作《几何原本》中,他首次提出了函数的概念。

在这本著作中,他定义了直线和曲线之间的关系,并通过这种关系来解释几何学中的一些问题。

欧几里得的这个定义可以说是函数的最早起源。

随着数学的发展,函数的概念渐渐被用于解决各种实际问题。

在17世纪,数学家伽利略·伽利雷和爱尔兰数学家约翰·沃利斯等人为函数的发展做出了重要的贡献。

他们将函数的定义从几何学领域扩展到代数学领域,使函数的概念更加广泛应用。

18世纪,数学家莱布尼茨和牛顿独立地发现了微积分,为函数的发展提供了新的推动力。

微积分是研究函数变化的数学分支,它解决了许多实际问题,如速度、加速度和曲线的切线等。

微积分的发展使函数的概念更加深入人心,成为数学领域中一个重要的概念。

20世纪,函数的发展进一步加速。

数学家庞加莱和伯特兰·罗素等人开创了现代数学的新纪元。

庞加莱发现了函数的新的性质和规律,并将函数的概念扩展到了不同的数学领域,如拓扑学和数学分析等。

他的工作对函数的研究做出了巨大的贡献,并为后来的数学家们提供了新的思路和方法。

随着计算机的出现和发展,函数的概念也被引入到了计算机科学中。

计算机程序就是由无数个函数组成的,每个函数都有特定的功能和目的。

函数的引入使程序更加模块化和可读性更强,使得程序的开发和维护更加容易。

至今,函数在计算机编程中得到了广泛的应用,成为了编程的基础概念之一。

总结起来,函数的概念起源于古代数学家的研究,经过数学家们的不断摸索和发展,现如今已经成为了数学和计算机科学中的基础概念之一。

函数的发展历程不仅拓宽了人们对于函数的认识,也为解决实际问题提供了强有力的工具。

函数概念的历史发展

函数概念的历史发展

函数概念的历史发展函数的概念在数学中起源于古希腊时期的数论和几何学。

然而,它的历史发展并不是线性的,而是多方面的,并涉及许多数学家和学派的贡献。

在这篇文章中,我们将回顾函数概念的历史,并重点介绍一些重要的里程碑。

在古希腊时期,数学家主要关注数论和几何学。

数论研究整数和其性质,而几何学研究形状和空间的属性。

然而,他们没有明确讨论函数的概念。

相反,他们更关注特定类型的方程,如二次方程和立方方程。

例如,古希腊数学家丢番图斯(Diophantus)在其著作《算术》(Arithmetica)中详细讨论了一系列方程。

然而,最早真正引入和定义函数的概念的是德国数学家勒让德(Joseph Louis Lagrange)和法国数学家拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)。

在18世纪后期,他们注意到一些方程无法通过单一的解析式来表示。

因此,他们引入了一种新的概念,即函数。

勒让德和拉普拉斯的主要工作是将函数定义为关系一个变量的两个量之间的规则,并使用符号表示。

19世纪初叶,高斯、柯西、阿贝尔等学者在函数的研究中作出了重要贡献。

高斯是一个杰出的数学家,他对复数域中的函数作出了研究,并提出了高斯函数的概念。

柯西在其著作《函数学基本原理》(Coursd'Analyse)中详细阐述了函数的基本概念,例如连续性和导数。

进一步推动函数概念发展的是法国数学家威尔斯特拉斯(Weierstrass)和德国数学家庞加莱(Poincaré)。

威尔斯特拉斯的工作主要集中在函数的连续性和可导性上。

他提出了威尔斯特拉斯函数,是第一个连续但无处可导的函数的例子。

庞加莱对函数的研究主要集中在动力系统和拓扑学中的函数。

他的研究揭示了函数的奇特性质,并对现代混沌理论的发展产生了重要影响。

20世纪初,泛函分析的发展推动了函数概念的进一步扩展。

泛函分析是一种研究函数空间的分支学科,涉及无穷维度的向量空间和其上的函数。

它在数学分析、物理学和工程学等领域都有广泛的应用。

函数的起源,发展及演变

函数的起源,发展及演变

函数的起源,发展与演变。

一.函数定义1.本义一般的,在一个变化过程中,有两个变量x、y,如果给定一个x 值,相应的就确定唯一的一个y,那么就称y是x的函数,其中x是自变量,y是因变量,x的取值范围叫做这个函数的定义域,相应y 的取值范围叫做函数的值域。

近代演变义设A,B是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应,那么就称fA→B为从集合A到集合B的一个函数,记作y=f(x),x∈A。

其中x叫作自变量,x的取值范围A叫做函数的定义域;与x值相对应的y值叫做函数值,函数值的集合叫做函数的值域。

2.几何含义函数与不等式和方程存在联系(初等函数)。

令函数值等于零,从几何角度看,对应的自变量的值就是图像与X轴的交点的横坐标;从代数角度看,对应的自变量是方程的解。

另外,把函数的表达式(无表达式的函数除外)中的“=”换成“<”或“>”,再把“Y”换成其它代数式,函数就变成了不等式,可以求自变量的范围。

二.起源早在函数概念尚未明确提出以前,数学家已经接触并研究了不少具体的函数,比如对数函数、三角函数、双曲函数等等.1673年前后笛卡儿在他的解析几何中,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.1673年,莱布尼兹首次使用函数一词表示“幂”,后来他用该词表示曲线上点的横坐标、纵坐标、切线长等曲线上点的有关几何量.由此可以看出,函数一词最初的数学含义是相当广泛而较为模糊的,几乎与此同时,牛顿在微积分的讨论中,使用另一名词“流量”来表示变量间的关系,直到1689年,瑞士数学家约翰·贝努里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,贝努里把变量x和常量按任何方式构成的量叫“x的函数”,表示为yx.当时,由于连接变数与常数的运算主要是算术运算、三角运算、指数运算和对数运算,所以后来欧拉就索性把用这些运算连接变数x和常数c而成的式子,取名为解析函数,还将它分成了“代数函数”与“超越函数”.18世纪中叶,由于研究弦振动问题,达朗贝尔与欧拉先后引出了“任意的函数”的说法.在解释“任意的函数”概念的时候,达朗贝尔说是指“任意的解析式”,而欧拉则认为是“任意画出的一条曲线”.现在看来这都是函数的表达方式,是函数概念的外延.三.发展δ-函数的出现,引起了人们的激烈争论.按照函数原来的定义,只允许数与数之间建立对应关系,而没有把“∞”作为数.另外,对于自变量只有一个点不为零的函数,其积分值却不等于零,这也是不可想象的.然而,δ-函数确实是实际模型的抽象.例如,当汽车、火车通过桥梁时,自然对桥梁产生压力.从理论上讲,车辆的轮子和桥面的接触点只有一个,设车辆对轨道、桥面的压力为一单位,这时在接触点x=0处的压强是P(0)=压力/接触面=1/0=∞.其余点x≠0处,因无压力,故无压强,即P(x)=0.另外,我们知道压强函数的积分等于压力,即函数概念就在这样的历史条件下能动地向前发展,产生了新的现代函数定义: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.函数的现代定义与经典定义从形式上看虽然只相差几个字,但却是概念上的重大发展,是数学发展道路上的重大转折,近代的泛函分析可以作为这种转折的标志,它研究的是一般集合上的函数关系.函数概念的定义经过二百多年来的锤炼、变革,形成了函数的现代定义,应该说已经相当完善了.不过数学的发展是无止境的,函数现代定义的形式并不意味着函数概念发展的历史终结,近二十年来,数学家们又把函数归结为一种更广泛的概念—“关系”.设集合X、Y,我们定义X与Y的积集X×Y为X×Y={(x,y)|x∈X,y∈Y}.积集X×Y中的一子集R称为X与Y的一个关系,若(x,y)∈R,则称x与y有关系R,记为xRy.若(x,y)R,则称x与y无关系.现设f是X与Y的关系,即fX×Y,如果(x,y),(x,z)∈f,必有y=z,那么称f为X到Y的函数.在此定义中,已在形式上回避了“对应”的术语,全部使用集合论的语言了.从以上函数概念发展的全过程中,我们体会到,联系实际、联系大量数学素材,研究、发掘、拓广数学概念的内涵是何等重要.三.演变设A,B是非空的数集,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)和它对应,那么就称fA→B为从集合A到集合B的一个函数,记作y=f(x),x∈A。

函数的概念的由来

函数的概念的由来

函数的概念的由来函数的概念起源于数学,它是数学中一个非常重要的概念,也是数学分析的基础之一。

在十六世纪的数学家斯内利茨提出了函数的定义,并将其系统地发展成为了数学分析的理论体系。

函数从数学领域逐渐延伸到物理学、工程学、计算机科学等领域,并贯穿其中。

函数的概念最早出现在十七世纪的数学家佩林尼(I.B.Pelini)的著作中,他将函数定义为一种数学映射,即“一切算术之形式都以一写映之名称为代表”。

这里的“映射”指的是将一个数集的每个元素映射到另一个数集的对应元素的过程。

通过函数,可以建立不同数集之间的关系和规律。

在十九世纪,法国数学家庞加莱( H.Poincare)将函数的概念进一步发展,他将函数定义为无限多个数之集合,即“以某种法则将一个数域上的数集到另一个数域上的数”。

庞加莱的定义使得函数可以更加灵活地描述不同数集之间的关系。

在数学中,函数可以用各种形式表示,如方程、图形、表格等。

方程是一种用代数公式表示的函数形式,它使用字母和数来表示关系,常见的方程形式有线性方程、二次方程等。

图形是一种用图形表示的函数形式,它通过画出函数的曲线或者直线来表示函数关系。

表格则是一种用表格形式表示的函数形式,它将函数的输入和输出值以表格的形式展示出来。

函数的概念在物理学中也有很重要的应用。

物理学中的函数通常用来描述物体的运动、能量变化等物理量之间的关系。

例如,在牛顿力学中,通过建立物体质点的位置随时间变化的函数,可以描述物体的运动规律。

在热力学中,通过建立物体的温度随时间变化的函数,可以描述物体的温度变化规律。

在工程学中,函数的概念也得到了广泛的应用。

工程学中的函数通常用来描述系统的输入和输出之间的关系,通过建立系统输入和输出之间的函数关系,可以实现对系统的控制和优化。

例如,在电气工程中,建立电流与电压之间的函数关系可以描述电路的特性。

在机械工程中,建立力和位移之间的函数关系可以描述物体的弹性变形。

随着计算机技术的发展,函数的概念被引入到计算机科学领域。

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。

函数的起源与发展

函数的起源与发展

函数的起源与发展函数是数学领域中的重要概念,起源于古希腊数学,发展至今已经成为现代数学的基石之一。

本文将探讨函数的起源及其发展历程。

一、起源:古希腊的函数概念函数的概念最早可以追溯到古希腊数学家欧多克索斯(Euclid)的著作《几何原本》中。

他在书上首次提出了“比例”这一概念,将其应用于几何学中。

比例即表示两个量之间的关系,这种关系可以表示为一个方程。

欧多克索斯认为,比例是由特定规律决定的,这种规律可以用图形表示。

此后,亚历山大的赛尼库斯(Heron of Alexandria)提出了函数的概念。

他将比例的概念扩展到变量之间的关系,提出了函数的定义:“当一个量由其他量决定时,我们称这个量是其他量的函数。

”赛尼库斯以几何图像的方式表示函数,将其作为几何问题的解决方法。

二、发展:函数的发展与数学分析的崛起函数的概念在古希腊数学时代虽然已有初步的形成,但真正的发展要追溯到十七世纪的科学革命时期。

牛顿(Isaac Newton)和莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz)两位伟大的数学家和物理学家几乎同时独立地发展了微积分学,从而为函数的研究奠定了基础。

牛顿和莱布尼茨将函数视为一种能够以无穷小的变化率来描述的数学对象。

他们引进了导数和积分的概念,并将其作为函数变化率和面积的度量。

他们的工作将函数的研究提升到了一个新的高度,使得函数成为数学分析的核心内容。

随着数学分析的发展,函数的研究也变得更加丰富和深入。

欧拉(Leonhard Euler)提出了指数函数和对数函数的概念,并发展了复变函数的理论。

拉格朗日(Joseph-Louis Lagrange)和柯西(Augustin-Louis Cauchy)等数学家也在函数的研究方面做出了重要贡献。

函数的研究不仅局限于实数领域,还拓展到复数、向量、矩阵等多个数学领域。

三、应用:函数在科学和工程中的重要性函数作为一种描述变化规律的数学工具,在科学和工程领域具有广泛的应用。

函数概念的产生与发展

函数概念的产生与发展

函数概念的产生与发展函数的概念产生于古希腊的数学领域,随着数学发展逐渐完善和发展。

在古希腊时代,数学主要是以几何学为基础,对于直线、圆、三角形等几何图形的研究较为深入。

然而在研究几何图形的过程中,人们发现需要研究更一般的曲线来解决一些问题。

于是,人们开始研究曲线的性质和方程,这就是函数概念的起源。

最早提出函数概念的是古希腊的柯尼多斯(Conon),他在《席知布拉斯》(Spherics)一书中,使用了“曲面上的曲线”概念,也就是我们现在所称的函数。

在柯尼多斯的研究中,函数是用来描述曲面上点的位置,他通过截面的思想来研究曲线。

然而,他并未对函数的性质和变化进行详细的研究。

在早期的数学研究中,函数的概念并不被广泛使用。

直到16世纪,随着代数学的发展,人们开始更加系统地研究函数。

法国数学家弗朗西斯·维埃特(François Viète)是最早引入函数概念的数学家之一、他在《代数最湮</em>〉》一书中,首次将函数描述为数之间的关系,他将函数视为是一个等式中的未知量,并提出了函数的运算规则。

18世纪的数学家欧拉(Leonhard Euler)和拉格朗日(Joseph-Louis Lagrange)等人进一步完善了函数的概念和理论。

欧拉在《分析概论》一书中,提出了复变函数的概念,研究了函数的连续性和收敛性等问题。

拉格朗日在《分析学》一书中,提出了拉格朗日乘数法和最优化问题的理论,对函数的极值问题进行了深入研究。

到了19世纪,函数的概念得到了进一步的发展和推广。

高斯(Carl Friedrich Gauss)提出了研究函数性质的代数方法,他在《复数的算术及代数原理》中,提出了函数的代数特征。

柯西(Augustin-Louis Cauchy)在《复变函数论》一书中,研究了复变函数的连续性和可微性,开创了复变函数论的研究方向。

魏尔斯特拉斯(Karl Weierstrass)则在极限理论方面做出了巨大贡献,他引入了极限的严格定义和连续函数的定义。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

函数的起源与发展
今天的数学大厦已有数千年历史,这是世界数代数学家不断建设完善的结果,伴随着数学思想的发展,函数概念由模糊逐渐严密,对于数学和科学来说,函数是一个最重要,最有意义的数学概念,是人类心智发展的重要标志。

——引言
众所周知,函数概念是在集合论的基础上产生的。

设A,B是非空的集合,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个元素x,在集合B中都有唯一确定的元素?和它对应,那么就称??为从集合A到集合B的一个函
数,记作??或?。

仍然是未知的。

(定义?5)这实际是“列表定义”,好像有一个“表格”,其中一栏是?x值,另一栏是与它相对应的?y值。

这个定义指出了对应关系(条件)的必要性,把函数的“对应”思想表现出来,而“对应”概念正是函数概念的本质与核心。

十九世纪法国数学家柯西(?Cauchy)更明确的给出定义:有两个互相联系的变量,一个变量的数值可以在某一范围内任意变化,这样的变量叫做自变量,另一个变量的数值随着自变量的数值而变化,这个变量称为因变量,并且称因变量为自变量的函数。

直到1930年,现代的函数概念才“出炉”,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。

函数的应用领域是非常广泛的,几乎每个领域都有它的身影。

下面来看一道千古谜题。

题目要求相当简单:只用圆规和没有刻度的直尺,作出一个正十七边形。

(尺规作图)
要作正十七边形,还只能用尺规,谈何容易。

然而一个数学天才只用一个晚上就解决了,他的名字就是高斯。

作图方法:
步骤一:??
?给一圆O,作两垂直的半径OA、OB,????作C点使OC=1/4OB,????作D点使∠OCD=1/4∠OCA,??
?作AO延长线上E点使得∠DCE=
???步骤二:??
?作AE中点M,并以M F 点,此圆交直线OA于G4和G6两点。

?步骤三:??
??过G4作OA垂直线交圆O于P4
有2(cosa+cos2a+…+cos8a)=-1??
注意到
cos15a=cos2a,cos12a=cos5a,
令x=cosa+cos2a+cos4a+cos8№a??
y=cos3a+cos5a+cos6a+cos7a????
有:x+y=-1/2??
又xy=(cosa+cos2a+cos4a+cos8a)(cos3a+cos5a+cos6a+cos7a)????
=1/2(cos2a+cos4a+cos4a+cos6a+…+cosa+cos15a)????
经计算知xy=-1又有??
x=(-1+根号17)/4,y=(-1-根号17)/4??
其次再设
x1=cosa+cos4a,x2=cos2a+cos8a???
?y1=cos3a+cos5a,y2=cos6a+cos7a????
故有x1+x2=(-1+根号17)/4????y1+y2=(-1-根号17)/4??
最后,由cosa+cos4a=x1,cosacos4a=(y1)/2??
可求cosa之表达式,它是数的加减乘除平方根的组合,?故正17边形可用尺规作出
三角函数的神奇之处体现于此。

同学们,数学如此奇妙,无限轮回,轮回转生,山重水复疑无路时,灵光一闪,柳暗花明又一村。

同学们,不要抱怨数学题目的难度,方法总是人想出来的,让我们享受数学,享受函数的神奇魅力。

相关文档
最新文档