| Главная » Файлы » Для учня/студента » Математика | [ Добавить материал ] |
Реферат на тему: Історія похідної, функції, інтеграла
| 07.07.2009, 22:48 | |
| Ключовим поняттям математичного аналізу, початки якого вивчають в школі, є поняття функції, границі, похідної та інтеграла. Термін “ функція “ вперше запропонував у 1692 р. видатний німецький філософі математик Готфрід Вільгельм Лейбіц ( 1646 – 17 16 ) для характеристики різних відрізків, що сполучають точки деякої кривої. Перше означення функції, яке вже н було пов’язане з геометричними уявленнями, сформулював Йоган Бернуллі ( 1667 – 1748 ) у 1718р. Пізніше, у 1748. дещо уточнене означення функції дав учень Й. Бернулі Леонард Ейлер ( 1707-1783 ). Ейлеру належить символ функції f ( х ). В означеннях Бернуллі і Ейлера функцію ототожнювали з аналітичним виразом, яким вона здається. Ейлер вважав також за можливе задавати одну й ту саму функцію на різних множинах різними аналітичними виразами. Ці так звані “ Кусково – задані функції “ широко застосовуються на практиці. Вже в часи Ейлера стало зрозумілим, що ототожнення функції з її аналітичним виразом звужує саме поняття функції, бо, по-перше, одним і тим же виразом можна задати різні функції, по-друге, не завжди функцію можна задати аналітично. Вже Ейлер припускав можливість задавання функції лише графіком. Дальший розвиток математичного аналізу і практичних застосувань математики привів до розширення поняття функції. У 1834 р. видатний російський математик М. І. Лобачевский ( 1792 – 1856 ) сформулював означення функції, в основу якого було покладено ідею відповідності: “ Загальне поняття вимагає, щоб функцією від х називати число, яке дається для кожного х і разом з х поступово змінюється. Значення функції може бути задане або аналітичним виразом, або умовою, яка подає засіб випробування всіх чисел і вибору одного з них; або, нарешті, залежність може існувати і залишатися невідомою “. Вже через три роки німецький математик Лежен Дріхле (1805 – 1859 ) зробив таке узагальнення поняття функції: “ y є функція змінної x ( на відрізку a ≤ x ≤ b ), якщо кожному значенню x відповідає цілком повне значення y, причому не має значення, яким чином встановлена ця відповідність – аналітичною формулою, графіком, таблицею або навіть просто словами”. У другій половині xıx ст.. після відкриття теорії множини до означення функції, крім ідеї відповідності, було залучено ідею множини, а тому сучасне означення функції формулюють так: “ Відповідність між множинами x і y, при якій кожному елементу х множина Х відповідає певний елемент у множини У, називають функцією”. У xx ст.. відбулося подальше розширення поняття функції, викликане потребами фізики. У 1930р. англійський фізик Поль Дірак (1902 – 1984 0 ввів поняття так званої “ дельта – функції “, а у 1936р. російський математик і механік С. Л. Соболєв ( 1908 – 1990 ) ввів більш широке поняття узагальненої функції, яке охоплює і дельта – функцію. Отже, поняття функції продовжує розвиватися і розширюватися відповідно до потреб розвитку математичної науки та її практичних застосувань. Походження поняття границі, на якому ґрунтується весь математичний аналіз і корені якого сягають глибокої давнини, пов’язане з обчисленням площ криволінійних фігур, об’ємів тіл, обмежених кривими поверхнями. Ідею границі вперше було використано стародавнім грецьким математиком IV ст. до н.е. Евдоксом Кнідським. Метод Евдокса, який був названий “ метод вичерпування “, використовували Квклід, Архімед та інші вчені стародавнього світу. Перше означення границі дав у середині XVII ст. англійський математик Джон Вал ліс ( 1616 – 1703 ). Але тоді ще не було чіткого розуміння основних понять, пов’язаних з теорією границь. Зокрема, термін “ нескінченно мала “ розуміли як вказівку на розмір величини, а не характер її зміни. Термін “ границя “ і відповідний символ lim вперше було введено англійським математиком і механіком Ісааком Ньютоном ( 1643 – 1727 ). Строге означення границі і неперервності функції сформулював у 1823 р. Французький математик Огюстен Луї Коші ( 1789 – 1857 ). Означення неперервності функції ще раніше за Коші сформулював чеський математик Бернард Больцано ( 1781 – 1848 ). За цим означеннями на базі теорії дійсних чисел було здійснено строге обґрунтування основних положень математичного аналізу. Відкриттю похідно і основ диференціального числення передували роботи французького математика і юриста П’’єра Ферма ( 1601 – 1665 ), який у 1629 р. Запропонував способи знаходження найбільших і найменших значень функцій, проведення дотичних до довільних кривих, що фактично спиралися на застосування похідних. Цьому сприяли також роботи Рене Декатра ( 1596 – 1650 ), який розробив метод координат і основи аналітичної геометрії. Лише в 1666 р. Ньютон і дещо пізніше Лейбніц незалежно один від одного побудували теорію диференціального числення. Ньютон прийшов до поняття похідної, розв’язуючи задачі про миттєву швидкість, а Лейбніц, - розглядаючи геометричну задачу про проведення дотичної до кривої. Ньютон і Лейбніц досліджували проблему максимумів і мінімумів функцій. Зокрема, Лейбніц сформулював теорему про достатню умову зростання і спадання функції на відрізку. Ейлер в роботі “ Диференціальне числення “Диференціальне числення “ ( 1755р.) розрізняв локальний екстремум і найбільші та найменші значення функції на певному відрізку. Він перший почав використовувати грецьку букву Δ для позначення приросту аргументу ΔX=X2 – X1 і приросту функції ΔY = Y2 – Y1. Позначення похідної у ' і f '( х ) ввів французький математик Жозеф Луї Лагранж ( 1736 – 1813). Інтегральне числення і саме поняття інтеграла виникли з потреб обчислення площ плоских фігур і об’ємів довільних тіл. Ідеї інтегрального числення беруть свій початок у роботах стародавніх математиків. Проте це свідчить “ метод вичерпування “ Евдокса, який пізніше використав Архімед у ІІІ ст. до н. е. Суть цього методу полягала в тому, що для обчислення площі плоскої фігури і, збільшуючи кількість сторін многокутника , знаходили границю, до якої прямували площі ступінчастих фігур. Проте для кожної фігури обчислення границі залежало від вибору спеціального прийому. А проблема загального методу обчислення площ і об’ємів фігур залишалась нерозв’язаною. Архімед ще явно не застосовував загальне поняття границі і інтеграла, хоча в неявному вигляді ці поняття використовувались. У XVII ст.. Йоганном Кеплером ( 1571 – 1630 ), який відкрив закони руху планет, було успішно здійснено першу спробу розвинути ідеї Архімеда. Кеплер обчислював площі плоских фігур і об’єми тіл, спираючись на ідею розкладання фігури і тіла на нескінченну кількість нескінченно малих частин. З цих частин у результаті додавання складалась фігура, площа якої відомо і яка дає змогу обчислити площу шуканої. На відміну від Кеплера, італійський математик Бонавентуро Кавальєрі 9 1598 – 1647 ), перетинаючи фігуру ( тіло ) паралельними прямими ( площинами ), вважав їх позбавленнями будь – якої товщини, але додавав ці лінії. В і сторію математик увійшов так званий “ принцип Кавальєрі “, за допомогою якого обчислювали площі і об’єми. Цей принцип дістав теоретичне обґрунтування пізніше за допомогою інтегрального числення. Для площ плоских фігур принцип кавальєрі формулювали так: якщо прямі деякого пучка паралельних прямих перетинають фігури Ф1 і Ф2 рівні. Ідеї Кеплера та інших вчених стали тим ґрунтом, на якому Ньютон і Лейбніц відкрили інтегральне числення. Розвиток інтегрального числення продовжили Ейлер та П. Л. Чебишов ( 1821- 1894 ), який розробив способи інтегрування деяких класів ірраціональних функції. Сучасне означення інтеграла як границі інтегральних сум належить Коші. Символ ∫ ydx було введено Лейбіцем. Знак ∫ нагадує розтягнуту S ( першу букву латинського слова SUMMA – “ сума “). Термін ” інтеграл” походить від латинського INTEGER – “ цілий “ і був запропонований у 1690р. Й. Бернуллі . | |
| Просмотров: 784 | Загрузок: 0 | | |