论述微积分发展简史

论述微积分发展简史1
1、微积分的萌芽
微积分的思想萌芽可以追溯到古代,早在希腊时期,人类已经开始讨论无穷、极限以及无穷分割等概念。这些都是微积分的中心思想;虽然这些讨论从现代的观点看有很多漏洞,有时现代人甚至觉得这些讨论的论証和结论都很荒谬,但无可否认,这些讨论是人类发展微积分的第一步。
公元前五世纪,希腊的德谟克利特提出原子论:他认為宇宙万物是由极细的原子构成。在中国,《庄子.天下篇》中所言的一尺之捶,日取其半,万世不竭,亦指零是无穷小量。这些都是最早期人类对无穷、极限等概念的原始的描述。
阻垢剂评价2、微积分的创立
微积分的产生一般分为三个阶段:极限概念;求积的无限小方法;积分与微积分的互逆关系。最后一个阶段是由牛顿、莱布尼茨完成的。前两个阶段的工作,欧洲的大批数学家一直追溯到希腊的阿基米德都做出了各自的贡献。
中世纪时期,欧洲科学发展停滞不前,人类对无穷、极限和积分等观念的想法都没有甚麼突破。中世纪以后,欧洲数学和科学急速发展,微积分的观念也於此时趋於成熟。在积分方面,一六一五年,开普勒把酒桶看作一个由无数圆薄片积累而成的物件,从而求出其体积。而伽利略的学生卡瓦列里即认为一条线由无穷多个点构成;一个面由无穷多条线构成;一个立体由无穷多个面构成。这些想法都是积分法的前驱。
在微分方面,十七世纪人类也有很大的突破。费马在一封给罗贝瓦的信中,提及计算函数的极大值和极小值的步骤,而这实际上已相当於现代微分学中所用,设函数导数為零,然后求出函数极点的方法。另外,巴罗亦已经懂得透过「微分三角形」(相当於以dx涉江采芙蓉教案、dyds為边的三角形)求出切线的方程,这和现今微分学中用导数求切线的方法是一样的。由此可见,人类在十七世纪已经掌握了微分的要领。
英国著名数学家、物理学家牛顿从研究物理问题出发创立了微积分(1665—1666),牛顿称之为“流数术理论”.庚子国变记牛顿的“流数术”中,有三个重要的概念:流动量、流动率、瞬.牛顿的流数术以力学中的点的连续运动为原型,把随时问连续变化的量而产生的一个连续变化的变量,即以时间为独立变数的函数(生长中的量)称为流动量,流动率是流动量的变化速度,
即变化率(生长率),称为导数牛顿专论微积分的著作有两部,第一部正式的、系统的论述流数术的重要著作是《流数术和无穷级数》,于1671年写成,在1736年才正式出版.另一部著作是《曲线求积论》,于1676—1691年写成,在1704年出版.
德国数学家莱布尼兹从儿何角度出发独立地创立了微积分(1675—1676).莱布尼兹当时把微积分称为“无穷小算法”.他的微积分符号的使用最初体现在1675年的手稿中.1684年他在《教 报》杂 钟阳阳 了微分法 文《一种求极大值、极小值和切线的新方法,它也适用于无理量,以及这种新方法的奇妙类型的计算》.这是历史上最早发表的关于微积分的文章.1686年他在该杂志上又发表了最早的积分法的论文《潜在的几何与不可分量和无限的分析》。在数学史上,关于微积分创立的优先权问题发生了一场激烈的争论,英国皇家学会为此成立了专门的评判委员会.经过长时间的调查,裁定牛顿与莱布尼兹分别独立地创立了微积分.
3、微积分的发展
微积分的创立,被誉为‘人类精神的最高胜利’。在18世纪,微积分深入和发展,刺激和推动了许多数学新分支的产生,从而形成了‘分析’这样一个在观念和方法上都具有鲜明特点的数
学领域。
英国数学家们在剑桥、牛津、伦敦和爱丁堡等著名的大学里教授和研究牛顿的流术数,他们中的优秀代表有泰勒、麦克劳林、等等。泰勒在1715年出版的《正的和反的增量方法》一书中,陈述了他早在1712年就已获得的著名定理,即是现代形式的泰勒公式。泰勒公式使任意单变量函数展为幂级数成为可能,是微积分进一步发展的有力武器。但泰勒对该定理的的证明很不严谨,也没有考虑级数的收敛性,后来被爱丁堡大学教授麦克劳林重新得到,即是现在的‘麦克劳林级数’。
麦克劳林之后,英国数学陷入了长期停滞的状态。而在英吉利海峡的另一边,新分析却在莱布尼茨的后继者们的推动下蓬勃的发展起来。
推广莱布尼茨学说的任务,从17世纪到18世纪的过渡期,主要是由雅各布·伯努利和约翰·伯努利担当。他们的工作,构成了现今所谓初等微积分的大部分内容。
18世纪微积分最重大的进步是由欧拉作出的。欧拉在1748年出版的,《无限小分析引论》以及他随后发表的《微分学》和《积分学》是微积分史上里程碑式的著作,它们在很长时间里被当作分析课本的典范而普遍使用着。
18x抗体世纪这些数学家虽然不像牛顿、莱布尼茨那样创立了微积分,但他们在微积分发展史上同样功不可没。我们不能逐一介绍他们的工作,一下概述这一时期微积分深入发展的几个主要方面:
(1)积分技术与椭圆积分
(2)微积分向多元函数的推广
(3)无穷级数理论
(4)函数概念的深化
(5)微积分严格化的尝试
4、微积分的严格化
由于微积分的迅猛发展,人们将微积分应用到自然科学的各个方面,建立了不少一微积分为主的分支学科,如常微分方程、偏微分方程、变分法等等形成了数学的三大分支之一的‘分析’。但是微积分的基础是不牢固的,尤其在适用无穷小概念上的随意与混乱,引起了
人们对他们理论的怀疑与批评。
经过达朗贝尔、欧拉、拉格朗日等人的努力,微积分严格化到我不是郭靖19世纪终于见到效果。捷克数学家波尔察诺在1817年的著作中给出了包括函数连续性、倒数等概念的合理定义。他还用集合方法第一个给出了连续函数处处不可微的例子,但是其工作长期不为人所注意。直到法国大数学家柯西,他的三大著作《工科大学分析教程》,1821;《无穷小计算教程概论》,1823;《微积分讲义》,1929。通过这些著作,赋予微积分以今天教科书中的模型,他给出了‘变量’、‘函数’的正确定义,且突破了函数必须有解析式的要求,给出了‘极限’的合适定义。柯西正确地表述并严格地证明了微积分基本定理、中值定理等微积分中的一系列重要定理。柯西的工作是微积分是微积分走向严格化的关键一步。1861年维尔特拉斯用式子具体写出一个连续函数却处处不可微的例子,并建立了微分体系引入了‘一致收敛’的概念,消除了微积分中以前出现的错误与混乱。

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