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函数

安德烈·韦伊(André Weil)(1906年5月6日-1998年8月6日),数学家,Bourbaki小组创办者之一。他是哲学家西蒙娜·韦伊的兄长。

韦伊生于巴黎,于巴黎、罗马和哥廷根学习,1928年获博士学位。

二战后韦伊往美国,在芝加哥大学任教,然后在普林斯顿高等研究院安定下来。

他在许多领域都作出实质的贡献,最重要的要算是代数几何和数论的深刻连系。他的成就有数个韦伊猜想(后来由伯纳德·德沃克、亚历山大·格罗登迪克和皮埃尔·德利涅证出)和函数域的黎曼猜想。他又为代数几何建立良好基础,并发现了韦伊表示,之前Segal和Shale也把它引入量子力学,它为理解二次型的经典理论给了良好框架。

韦伊懂得欧洲多国语言,他采用挪威语字母代表空集。他也有深刻造诣于数学史,这从Bourbaki的《数学史》可以看得出来。Bourbaki出版《数学史》是他提出的。

韦伊在1979年获得沃尔夫数学奖,翌年获得斯蒂尔奖,1994年获得京都基础科学赏。


十七世纪伽俐略(G.Galileo,意大利,1564-1642)在《两门新科学》一书中,几乎从头到尾包含着函数或称为变量的关系这一概念,用文字和比例的语言表达函数的关系.1673年前后笛卡尔(Descartes,法,1596-1650)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,绝大部分函数是被当作曲线来研究的.
最早提出函数(function)概念的,是17世纪德国数学家莱布尼茨.最初莱布尼茨用“函数”一词表示幂.以后,他又用函数表示在直角坐标系中曲线上一点的横坐标、纵坐标.1718年,莱布尼茨的学生约翰·贝努利(BernoulliJohann,瑞士,1667-1748) 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:“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,他强调函数要用公式来表示.
1755年,欧拉(L.Euler,瑞士,1707-1783) 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,前面这些变量也随着变化,我们把前面的变量称为后面变量的函数.”并给出了沿用至今的函数符号 .
1821年,柯西(Cauchy,法国,1789-1857) 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,其他变数的值可随着而确定时,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.
1822年傅里叶(Fourier,法国,

1768-1830)发现某些函数可用曲线表示,也可用一个式子表示,或用多个式子表示,从而结束了函数概念是否以唯一一个式子表示的争论,把对函数的认识又推进了一个新的层次.
1837年狄利克雷(Dirichlet,德国,1805-1859) 认为怎样去建立x与y之间的关系无关紧要,他拓广了函数概念,指出:“对于在某区间上的每一个确定的x值,y都有一个或多个确定的值,那么y叫做x的函数.”狄利克雷的函数定义,出色地避免了以往函数定义中所有的关于依赖关系的描述,简明精确,以完全清晰的方式为所有数学家无条件地接受.至此,我们已可以说,函数概念、函数的本质定义已经形成,这就是人们常说的经典函数定义.
等到康托尔(Cantor,德,1845-1918)创立的集合论被大家接受后,用集合对应关系来定义函数概念就是现在高中课本里用的了.
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“函数”的.
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4个字来表示4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.



在欧洲,函数这一名词,是微积分的奠基人莱布尼兹首先采用的,他在1692年发表的数学论文中,就应用了函数这一概念,不过莱布尼兹仅用函数一词表示幂,即 , , , 等。

1718年,瑞士数学家贝努利使用变量概念给出了不同于几何形式的函数定义:函数就是变量和常量以任何方式组成的量,并首先采用符号 作为函数的记号。

数学家欧拉在其著作《无穷小分析论》中,把凡是给出解析式表示的变量统称为函数。1734年,欧拉首先创用了符号 作为函数的记号,但关于函数的定义,欧拉并没有真正揭示出函数概念的实质。

1834年,俄国数学家罗巴切夫斯基提出函数的定义:“x的函数是这样的一个数,它对于每个x都有确定的值,并且随着x一起变化。函数值可以由解析式给出,也可以由一个条件给出,这个条件提供了一种寻求全部对应值的方法。函数的这种依赖关系可以存在,但仍然是未知的。”这个定义建立了变量与函数之间的对应关系,是对函数概念的一个重大发展,因为“对应”是函数概念的一种本质属性与核心部分。

1873年,德国数学家狄利克雷给出了至今还常用的函数的定义:如果对于给定区间上的每一个x值,都有唯一的y值与它对应,那么y是x的函数,记作y=f(x)。


狄利克雷的函数定义,出色地避免了以往函数定义中所有的关于依赖关系的描述,以完全清晰的方式为所有数学家无条件地接受。至此,我们已可以说,函数概念、函数的本质定义已经形成,这就是人们常说的经典函数定义。

19世纪集合论出现后,函数也成了映射,是数集到数集的映射:设A、B都是非空的数的集合, f是从A到B的一个对应法则,那么A到B的映射f:A→B就叫做A到B的函数,记作y=f(x),其中x ∈A,y ∈B。

1859年,清代数学家李善兰在翻译《代数学》一书时,把函数概念介绍到我国。我国“函数”一词使用是在《代数积拾级》中,这本书把函数定义为“凡此变数中函彼变数,则此为彼之函数”,这里的“函”是包含的意思。这定义大致相当于欧拉的解析表达式,在这个式子中“包含”着变量x,那么这个式子就是x的函数。

函数y=f(x)是个比较抽象的数学符号,y=f(x)是“y是x的函数”这句话的数学表达式,而不是f与x的乘积。在研究同一问题的过程中,等式y=f(x),h=f(x),g=f(t),…表示完全相同的对应法则,至于自变量、函数用什么字母表示则无关紧要



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