问:为什么要研究函数的极限
- 答:解方程的时候有时可以先找近似解,然后再逼近,逼近就是求极限
求有的积分可以先求一部分,看成上限或者下限的函数,然后再求极限得到积分
用函数的极限可以定义导数,导数可以研究函数的单调性、凸性等等
函数的极限可以提供函数空间中逼近的背景,为以后蔽困埋研究泛函打下基础
函数论中很多定理的证明都离不开取极限的过程,比如 L^p 的宏蚂完备性的证明
总之,这是非常基本的语言和工具,没有函数极限的概念,很多数学理论都无法进行.这个概念很早以前人们就感觉到了,比如法国数学家 Cauchy.但是一直没能定义出来,后来德国数学家Weierstrass 第尺凯一个给出了严格的定义,用的是 ε-δ 语言,并且一直沿用至今.如果你去翻分析方面的书,到处都是这种语言,就说明了极限的概念是非常基本的.
问:谁能帮我找点高等数学里关于极限的发展历史
- 答:极限的朴素思想和应用可追溯到古代,我国古代哲学名著《庄子》记载着庄子的朋友惠施的一句话:“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”
其含义是:长为一尺的木棒,第一天截取它的一半、第二天截取剩下的一半,这样的过程无穷无尽地进行下去。随着天数的增多,所剩下的木棒越来越短,截取量也越来越小,无限地接近于0,但永远不会等于0。
中国早在2000年前就已能算出方形、圆形、圆柱等几何图形的面积和体积,3世纪刘徽创立的割圆术,就是用园内接正多边形的极限时圆面积这一思想来近似计算圆周率的,并指出“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至不可割,则与圆合体而无所失矣”,这就是早期的极限思想。
扩展资料:
17世纪,由于科学与技术上的要求促使数学家们研究运动与变化,包括量的变化与形的变换,还产生了函数概念和无穷小分析即现在的微积分,使数学从此进入了一个研究变量的新时代。
到17世纪后半叶,牛顿和莱布尼茨在前人研究的基础上,分别从物理与几何的不同思想基础、不同研究方向,分别独立地建立了微积分学。
他们建立微积分的出发点使 直观的无穷小量,极限概念被明确提出,但含糊不清。牛顿子发明微积分的时候,合理地设想:t越小,这个平均速度应当越接近物体在时刻t时的瞬时速度。
这一新的数学方法,受到数学家和物理学家欢迎,并充分地运用它解决了大量过去无法问津的科技问题,因此,整个18世纪可以说是微积分的世纪。
但由于它逻辑上的不完备也招来了哲学上的非难甚至嘲讽与攻击,贝克莱主教曾猛烈地攻击牛顿的微分概念。实事求是地讲,把瞬时速度说成是无穷小时间内所走的无穷小的距离之比,即“时间微分”与“距离微分”之比,是牛顿一个含糊不清的表述。
参考资料来源:
问:函数产生的社会背景
- 答:函数这个数学名词是莱布尼兹在1694年开始使用的,以描述曲线的一个相关量,如曲线的斜率或者曲线上的某一点。莱布尼兹所指的函数现在被称作可导函数,数学家之外的普通人一般接触到的函数即属此类。对于可导函数可以讨论它的极限和导数。此两者描述了函数输出值的变化同输入值变化的关系,是微积分学的基础。
1718年,约翰·贝努里(en:Johann Bernoulli)把函数定义为“一个变量的函数是指由这个变量和常量以任何一种方式组成的一种量。”1748年,约翰·贝努里的学生欧拉(Leonhard Euler)在《无穷分析引论》一书中说:“一个变量的函数是由该变量和一些数或[常量]]以任何一种方式构成的解析表达式”。例如f(x) = sin(x) + x3。1775年,欧拉在《微分学原理》皮腊郑一书中又提出了函数的一个定义:“如果某些量以如下方式依赖于另一些量,即当后者变化时,前者本身也发生变化,则称前一些量是后一局岁些量的函数。”
19世纪的数学家开始对数学的各个分支作规范整理。维尔斯特拉斯(Karl Weierstrass)提出将微积分学建立在算术,而不是几何的基础上,因而更趋向于欧拉的定义。
通过扩展函数的定义,数学家能够对一些“奇怪”的数学对象进行研究,例如不可导的连续函数。这些函数曾经被认为只具有理论价值,迟至20世纪初时它们仍被视作“怪物”。稍后,人们发现这些函数在对如布朗运动之类的物理现象进行建模时有重要的作用。
到19世纪末,数学家开始尝试利用集合论来规范数学。他们试图将每一类数学对象定义为一个燃颂集合。狄利克雷(Johann Peter Gustav Lejeune Dirichlet)给出了现代正式的函数定义。狄利克雷的定义将函数视作数学关系的特例。然而对于实际应用的情况,现代定义和欧拉定义的区别可以忽略不计。