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函数概念的产生和发展
数学史表明,重要的数学概念的产生和发展,对数学发展起着不可估量的作用,有些重要的数学概念对数学分支的产生起着奠定性的作用我们正在学习的函数的就是这样的重要概念
在笛卡儿引入变量以后,变量和函数等概念日益渗透到科学技术的各个领域纵览宇宙、运算天体、探索热的传导、揭示电磁秘密,这些都和函数概念息息相关
最早提出函数(function)概念的是17世纪德国数学家莱布尼茨但其含义和现在不同,它指的是关于曲线上某一些线段的长(如横坐标、纵坐标、弦、切线、法线等)
1718年,莱布尼茨的学生、瑞士数学家贝努利把函数定义为:“由某个变量及任意的一个常数结合而成的数量”意思是凡变量x和常量构成的式子都叫做x的函数贝努利所强调的是函数要用公式来表示。1755年,瑞士数学家欧拉把函数定义为“如果某些变量以某一种方式依赖于另一些变量,即当后面这些变量变化时,前面的变量也随着变化,我们把前面的变量称为后面变量的函数”在欧拉的定义中,就不强调函数要用公式表示了由于函数不一定要用式来表示,欧拉曾把画在坐标系的曲线也叫函数他认为“函数是随意画出的一条曲线”1821年,法国数学家柯西给出了类似现在中学课本的函数定义:“在某些变数间存在着一定的关系,当一经给定其中某一变数的值,其他变数的值可随之而确定时,则将最初的变数叫自变量,其他各变数叫做函数”在柯西的定义中,首先出现了自变量一词。
1837年德国数学家狄里克雷认为怎样去建立x与y之间的对应关系是无关紧要的,所以他的定义是:“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,则y是x的函数”这个定义抓住了概念的本质属性,比前面的定义更具普遍性,为理论研究和实际应用提供了方便因此,这个定义曾被比较长期的使用着。
自从德国数学家康托尔的集合论被大家接受后,函数便明确地定义为集合间的对应关系这是目前一般教科书所用的“集合对应”定义中文数学书上使用的“函数”一词是转译词,是我国清代数学家李善兰在翻译《代数学》(1895年)一书时,把“function”译成了“函数”,中国古代“函”字与“含”字通用,都有着“包含”的意思,李善兰给出的定义是:“凡式中含天,为天之函数”中国古代用天、地、人、物四个字来表示四个不同的未知数或变量这个定义的含义是:“凡是公式中含有变量x,则该式子叫做x的函数”所以“函数”是指公式里含有变量的意思。我们可以预计到,关于函数的争论、研究、发展、拓广将不会完结,也正是这些影响着数学及其相邻学科的发展。 -
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