函数的概念及其发展史

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一 一 一 一
2. 函 数概 念的再 次 发展 4 1 l 纪 末2 世纪 初 , 函数 看 作 一种 对 9i t 0 把 应或者映射 的思想 已经完成。 l世纪7 从 9 0 年 代 开始 , 托 尔 在 证 明 了 任 意 函 数 都 可 康 以 唯 一 地 展 成 傅 立 叶 级 数 后 , 表 了一 系 发 列 的 文章 , 系统 地 分 析 和 刻 画 了 实 数 的连 续 性 和 无 穷 集 合 的 性 质 , 而 开 创 了 一 个 从 崭 新 的 数 学 分 支 —— 集 合 论 。 有 用 多 少 没 年 , O 纪 初 , 合 论 的 思 想 和 方 法 就 开 到2 世 集 始 深 入 到 数 学 的 各 个 领 域 , 以 用 集 合 论 所 的 语 言 重 新 叙 述 函 数 的 定 义 , 为 进 一 步 成 发 展 它 的 最 好 途 径 。 尔 巴 基 学 派 l 3 年 布 99 给 出了函数的一个较 完整的定 义。 设 E和 F是 两 个 集 合 , 们 可 以 不 同 , 它 也可以相同。 E中 的 一 个 变 元x F 中的 变 和 元 y之 间 的一 个 关 系称 为 一 个 函数 , 果 对 如 每 一 个 X∈E , 都存 在 唯 一 的 y∈F, 满 足 它 g Ex的 给 定 关 系 。 2. 函数 概 念 的进 一步 发 展并 没 有结 束 5 从 l 世 纪 末 1 世纪 初 函数 慨 念 明 确 提 7 8 出来 以 后 , 数 概 念 经过 了 3 O 年 的 严 密 函 O多 化 历 程 , 发 展 到 现 在 相 对 比较 完 善 的 地 才 步 。 2 世 纪 的 人 们 为 函 数 概 念 所 取 得 的 当 0 胜 利 欢 呼 的 时 候 , 所 赖 以 定 义 的 集 合 论 它 发 生 了危 机 。 素 的 类 型 论 、 梅 罗的 公 理 罗 策 集 合 论 以 及 更 为广 泛 的 公理 集 合 论 和 希 尔 伯 特 的 形 式 化 系统 稍 稍 缓 和 了 数 学 界 的 惊 恐 , 稍 后 歌 德 尔 的 不 完 全 性 定 理 再 次 告 但 知 人 们 , 求 理 想 中 的 完 美 仍 然 只 是 一 个 追 梦, 探索 函 数 概 念 的道 路 仍 然 很 漫 长 。

要: 函数概 念是全 部数 学最重要 的概念之 一 。 本文 主要论 述 了函数 概念 的三种 定义 : 变量说 , 对应说 和关 系说 。 以及 函数概 念的 演变
历 史 , 明 函 数 概 念 的 历 史 映 射 了整 个 数 学 的 发 展 史 。 说 关键 词 : 变量 函数 集 合 映 射
20 NO 1 2 05 C hn la E caton nn at o l du i l ov I r Her d al
理 论 前 沿
函数 的 概 念 及 其 发 展 史
刘 玉 晓 ( 邢台 市现 代职业 学校 财 贸校 区商 贸艺术 学科 河北邢 台 040 5 0 0)
中 图分类 号 : O1
文献 标 识码 : A
文章 编号 : 3 9 9 ( 0 ) 2b - 1 4 0 1 7 - 7 5 2 1 0 () O - 1 6 2 0 性 、 区 间 上 函 数 的 最 大 值 和 最 小 值 等 问 闭
题。
Байду номын сангаас
函数 这 样 一 个 重 要 概 念 的 形 成 和 发 展 量 。 1 9 年 他 就 采 用 了 莱 布 尼 兹 的 “ 的 到 68 x 是 经 过 了漫 长 岁月 的 。 不 同 的 阶 段 , 观 函 数 ” 词 作 为 他 这 个 量 的 名 字 了 。 到 在 从 一 等 点上和 表示方 法也不 尽相同 。 回顾 函数 概 1 年 他 首 次使 用 变 量概 念 给 出 了 不用 集 1 8 念 的 定 义 以 及 演 变 历 史 , 加 深 函 数 概 念 合 形 式 的 函数 定 义 : 个 变 量 的 函 数 是 指 对 一 的理解 大有裨益 。 由这 个 变 量 和 常 量 以 任 何 一 种 方 式 组 成 的 种 量 。 约 翰 的 学 生 、 名 数 学 家 欧 拉 在 ” 著 1 函数概念 的三种 定义 1 3 年 欧 拉 就 给 出 了 非 常 形 象 的 、 直 沿 4 7 一 在 当 代 国 内 外 教 学 教 材 中 , 于 函 数 用 至 今 的 函 数符 号 f ) 拉 格 朗 1毫 无疑 问 关 ( 。 x 3 概念有 三种代表 定义 。 借 鉴 了其 他 一 些 人 的 工作 。 7 7 , 1 9 年 进一 步 定 义 l 变 量 说 ) 如 果 两 个 变 量 按 照 某 给 出 了 函数 的 一 个 定 义 。 时 , ( : 此 函数 已成 为 确定的规律联系着 , 当第 一 变 量 变化 时 , 微 积 分 的 中心 概 念 , 且 初 等 函数 已被 充 而 第 二 变 量 也 随 着 变 化 , 把 第 二 变 量 叫做 分 地 认 识 , 实 际 发 展 成 为 我 们 今 天 见 到 就 并 第一变量( 自变 量 ) 函 数 。 的 的 样 子 。 l 世 纪 后半 叶 , 函数 的 理 解 除 到 8 对 定 义2 对 应说 ) 设 A和 B使 两 个集 合 , ( : 如 了原 先 确 立 的 变 量 之 间对 应 变 化 的 思 想 之 果 按 照 某 种 对 应 法 则 f 对 于 集 合 A中 的 任 外 , 认 识 到 了 函 数 必 须有 解析 的表 达 式 。 , 还 狄 还 拉 何一个元素, 集合B 在 中都 有唯 一 的 元 素 和 傅 立 叶 、 利 克 雷 等 , 有 欧 拉 、 格 朗 日 他 对 应 , 样 的 对 应 叫 做 从 集 合 A到 集 合 B 这 等 人 的 工 作 再 次 证 明 了 当下 对 函数 概 念 理 的 函 数 , 作 f A—B。 记 : 解 的局 限 性 , 由此 开 始 了 对 函数 的 进 一 并 定 义 3 关 系 说 ) 设A和B是 两 个 集 合 , 步 探 讨 。 ( : f 是 A XB的 一 个 非 空 子 集 , 如果 f 足 : 满 对于 2. 函数概 念的 确立 3 任意 a∈A, 在唯 一 的b∈B, ( , ∈f 则 存 使 a b) , 1 世 纪 后 半 叶 在 关于 弦 振 动 问 题 的大 8 称 f A到 B的 一个 函数 。 为 讨 论 中 , 拉 和 拉 格 朗 日开 始 允 许 函数 在 欧 上 述 三 个 定 义 中 , 义 1 源 于 欧 拉 的 不 同 的 区 域 上 有 不 同 的 表 达 式 , 这 样 又 定 是 而 典 型 的 变 量 定 义 , 义 2 以狄 利 克 雷 的 定 导 致 函 数 在 连 续 性 上 破 绽 百 出 , 一 切 促 定 是 这 义 为 基 础 经 过 改 进 后 的 近 代 定 义 ; 定 义 3 使 欧 拉 、 格 朗 日 、 朗 贝 尔 等 数 学 家们 不 而 拉 达 则 是 源 出 法 国布 尔 巴 基 学 派 的 现 在 定 义 。 得 不 重 新 考 虑 函数 的 概 念 。 立 叶 的 工 作 傅 更 根 本 地 改 变 了 函数 的 面 貌 , 惊 了 当 时 震 2 函数概念 的发展 史 的 数 学 界 。 纪 最 杰 出 的 法 国数 学 家 柯 l 9世 函数 概 念 的 发 展 史 的 大 体 上 可 分 为 五 西 在 1 2 年 写 的《 析 教 程 》 给 出 了 如 下 81 解 中 函数定义 。 个阶 段 。 2. 函数 思想 的萌芽 1 在某 些变 量 间存在 着一 定的 关系 , 当 函数 概 念 的 起 源 , 早 和 人 们 对 动 点 最 经 给 定 其 中 某 一 变 量 的 值 , 它 变 量 的 其 轨 迹 的 研 究 密 不 可 分 。 们 通 常 把 变 量 概 值 也 随 之 确 定 , 将 最 初 的 变 量 称 为 自变 人 则 念 的 引 入 和 解 析 几 何 的 诞 生 归 功 与 笛 卡 量 , 他 各 个 变 量 称 为 函数 。 其 尔 , 确 实 让 用 代 数 关 系 式 表 示 变 化 的 量 他 这 个 定 义把 函 数 概 念 与 曲线 、 续 、 连 解 间 的 关 系( 要 是 曲 线 ) 方 法 逐 渐 流 行 起 析 式 等 纠 缠 不 清 的 关 系 给 予 澄 清 , 避 免 主 的 也 来 了 。 的 说 来 , 管 描 绘 曲线 方 程 的 解 析 了数 学 意 义 欠 严 格 的 “ 化 ” 词 。 总 尽 变 一 几 何 的 方 法 已 出 现 , 至 少 到 1 世 纪 上 半 但 7 著 名 的 狄 利 克 雷 函数 的 出 现 无 疑 是 给 它 叶 , 粹 的 函数 概 念 并 没 有 被 提 出来 。 变 柯 西 出 了个 难 题 , 是 数 学 家 狄 利 克 雷 发 纯 但 量 已 引入 了数 学 , 变 量 数 学 来 描 绘 运 动 、 明 的 , 个 函 数 是 不 容 易 用 解 析 式 来 表 达 用 这 刻 画动 点 的轨 迹 无疑 是 人 们 对 现 实 中 这 种 的 。 以 1 3 年 狄 利 克 雷 也 给 函数 下 了 一 所 7 8 变 化 的 相 依 关 系 在 认 识 论 上 的 飞 跃 , 正 个 定 义 。 它 代 表 了 函数 思 想 的 萌 芽 。 如 果 对 于 给 定 区 间 上 的 每 一 个 X的 值 2. 函数概 念 的初 步形 成 2 有 唯 一 的y值 同 它 对应 , 么y就 是X的 一 个 那 “ 数 ” 词 , 初 是 在 莱 布 尼 兹 1 7 函数 , 于在 整个 区 间上 y 否 按 照 一种 或 函 一 最 63 至 是 年的一 篇手稿里使 用的 。 语中的 “ 数” 汉 函 多种 规 律 依 赖于 X, 者y依 赖于 x是 否可 用 或 词 , 1 5 年 清 代数 学 家 李 善 兰 在 翻 译 数 学 运 算 来 表 达 , 是 9 8 那都 是 无 关 紧 要 的 。 《 数 学 》 书 时 所 采 用 的 翻 译 名 词 , 种 代 一 这 这 个 定 义 不 仅 把 变 量 之 间 的 关 系描 述 用 法 我 国 和 日本 一 直 沿 续 至 今 。 为 对 应 变 化 的 关 系 , 且 就 函数 的 解 析 表 而 函 数 概 念 的 形 成 与 微 积 分 的 发 展 是 密 达 式 也 做 了讨 论 。 此 基础 上 , 在 柯西 、 曼 、 黎 不可分的 。 在l 9 年 , 早 67 约翰 ・ 努 利 就 谈 波 尔查 诺 、 尔 斯 特 拉 斯 等 围 绕 函数 慨 念 , 伯 魏 到 一 个 按 任 何 方 式 用 变 量 和 常 量 构 成 的 广 泛 地 研 究 了 函数 的 连 续 性 、 微 性 、 积 可 可
3结语
函 数 概 念 是 重 要 的 。 函 数 的 演 变 历 从 史 , 们 可 以 看 到 函 数 概 念 的 内 涵不 断 被 我 挖 掘 、 富 和 精 确 刻 画 的 历史 过 程 , 丰 同时 看 出, 学概念并 非生来就 有 、 成 不变的 , 数 一 是 人 们 在 对 客 观 世界 深 入 了 解 的 过 程 中得 到的 , 们 的 知 的 只 是 其 中 很 少 的 一 部 分 , 我 所 以 还 需 要 不 断 加 以 发 展 , 适 应 新 的 需 以 要。
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