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数学符号的创用及其影响

【摘要】:例如,法国数学家克莱罗曾建议用大写希腊字母作为函数符号,如∏x,Φx,Δx 等。对于函数定义,欧拉先后给出了三个。后又把函数定义为“任意画出的一条曲线”。欧拉被后人称为“数学家之英雄”,是因为其顽强拼搏的毅力和惊人的创造力震撼了世人的心灵。图2.3.4数学看起来高深莫测可见,数学符号中不仅有英文字母,还有希腊字母,这是沿用了历史上数学家的做法,即约定俗成。

此后,很多数学家开始关注函数研究和函数表示。 例如,法国数学家克莱罗(Alexis-Claude Clairaut,1713—1765)曾建议用大写希腊字母作为函数符号,如∏xxx 等。 然而数学界公认,对函数发展做出卓越贡献者应是约翰·伯努利的得意门生欧拉(Leonhard Euler,1707—1783)。

欧拉13 岁就进入了巴塞尔大学学习,其数学老师是约翰·伯努利。 他喜欢勤学好问的欧拉,虽然研究工作很忙,但把每个周六下午都留给欧拉,师生共同探究数学问题,总是和蔼可亲地诠释欧拉的所有疑问。

1734 年,欧拉用表示的函数,此乃数学史上第一次用f(x)来表示x 的函数。 其创造灵感源于拉丁语“函数”术语,选取第一个字母,并巧妙地加上了一个括号,在其中填写自变量

对于函数定义,欧拉先后给出了三个。 1748 年所给函数定义为:一个变量的函数是由该变量和一些数或常量以任何方式所构成的解析式。 后又把函数定义为“任意画出的一条曲线”。 1775 年所给函数定义为:若某变量以某种方式依赖于另一些变量,即后者变化时前者也随之而变化,则称前者为后者的函数。

欧拉被后人称为“数学家之英雄”,是因为其顽强拼搏的毅力和惊人的创造力震撼了世人的心灵。 即使双目失明之后,欧拉也毫不气馁,仍不停地进行科学研究,或口述给秘书,或在石板上推导数学公式。 “如果命运是块顽石,我就化作大铁锤,将它砸得粉碎!”这就是欧拉的人生态度。 在全盲的17 年中,欧拉先后发表了400 余篇高水平论文。 他关于函数的第三个定义体现了“对应性”,反映了从“自变量”到“因变量”的依赖过程,是函数科学定义的雏形。 而该定义就是欧拉在全盲身体状况下创造的,这的确令人叹服!

1797 年,法国数学家拉格朗日为追求函数定义的严密性,建议用幂级数来定义函数,并推广了欧拉的函数符号,用英文字母f,F 和希腊字母Φ,Ψ 来表示函数,加上括号和自变量即为f(x),F(x),Φ(x),Ψ(x)。

图2.3.4 数学看起来高深莫测(www.chuimin.cn)

可见,数学符号中不仅有英文字母,还有希腊字母,这是沿用了历史上数学家的做法,即约定俗成。 美国数学家克莱因(M.Kline,1908—1992)说,数学家在论文中喜欢用希腊字母,这是因较之英文字母,希腊字母显得更为神秘一些,故更会让外行觉得数学高深莫测。 若果真如此,说明数学家有时也会故弄玄虚!

现行初中课本的函数定义诞生于1837 年,这应归功于两位德国数学家黎曼(G.F.B.Riemann,1826—1866)和狄利克雷(G.L. Dirichlet,1805—1859)。 他们所给函数定义逻辑清晰、层次完美,很快被数学界所接受。 同时他们又把欧拉的函数表示改进为y=f(x),即y 是x 的函数。

图2.3.5 黎曼

图2.3.6 狄利克雷