湖北省鐘祥市羅集一中(431925)熊志新
現(xiàn)行數(shù)學(xué)教科書上使用的“函數(shù)”一詞是轉(zhuǎn)譯詞。是我國清代數(shù)學(xué)家李善蘭在翻譯《代數(shù)學(xué)》(1895年)一書時(shí),把“function”譯成函數(shù)的。
中國古代“函”字與“含”字通用,都有著“包含”的意思,李善蘭給出的定義是:“凡式中含天,為天之函數(shù)?!敝袊糯锰臁⒌?、人、物4個(gè)字來表示4個(gè)不同的未知數(shù)或變量。這個(gè)定義的含義是:“凡是公式中含有變量
你知道“函數(shù)”是怎樣發(fā)展來的嗎?讓我們一起回顧一下函數(shù)概念的發(fā)展史吧,這對(duì)于剛接觸到函數(shù)的初中同學(xué)來說,雖然不可能有較深理解,但無疑對(duì)加深理解課堂知識(shí)、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣將是大有益的。
函數(shù)(function)這一名詞,是德國的數(shù)學(xué)家萊布尼茨(Liebniz 1646—1716)17世紀(jì)首先采用的。在最初,萊布尼茨用函數(shù)一詞表示變量x的冪,即x2,x3,…。其后萊布尼茨還用函數(shù)一詞表示曲線上的橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)、切線的長度、垂線的長度等所有與曲線上的點(diǎn)有關(guān)的量。
與萊布尼茨幾乎同時(shí),瑞士數(shù)學(xué)家雅克·柏努意(Jacques Bernoulli 1645—1705)給出了和萊布尼茨相同的函數(shù)定義。1718年,雅克·柏努意的弟弟約翰·柏努意(Jean Bernoulli1667—1748)給出了函數(shù)的如下定義:由任一變數(shù)和常數(shù)的任意形式所構(gòu)成的量叫做這一變數(shù)的函數(shù).換句話說定義為:由x和常量所構(gòu)成的任一式子都可稱之為關(guān)于x的函數(shù).
約翰·柏努意的學(xué)生瑞士數(shù)學(xué)家歐拉(Euler 1707—1783),把約翰·柏努意關(guān)于函數(shù)的定義又推進(jìn)了一步,使之更加明朗化。1775年,歐拉把函數(shù)定義為:“如果某些變量:“以某一種方式依賴于另一些變量。即當(dāng)后面這些變量變化時(shí),前面這些變量也隨著變化,我們把前面的變量稱為后面變量的函數(shù)?!?/span>
由此可以看到,由萊布尼茲到歐拉所引入的函數(shù)概念,都還是和解析表達(dá)式、曲線表達(dá)等概念糾纏在一起。
為了適應(yīng)當(dāng)時(shí)所出現(xiàn)的各種情況,為了適應(yīng)數(shù)學(xué)的發(fā)展,法國數(shù)學(xué)家柯西(Cauchy 1789—1857)引入了新的函數(shù)定義:“在某些變數(shù)間存在著一定的關(guān)系,當(dāng)一經(jīng)給定其中某一變數(shù)的值,其它變數(shù)的值也可隨之而確定時(shí),則將最初的變數(shù)稱之為‘自變數(shù)’,其它各變數(shù)則稱為‘函數(shù)’.” 在柯西的定義中,首先出現(xiàn)了“自變量”一詞。
人們不難看出,這一定義和中學(xué)課本的定義是很相近的。在這里,函數(shù)的概念和曲線、連續(xù)、不連續(xù)等概念之間的糾纏不清的情況,已經(jīng)得到了澄清。
但是,柯西的定義總還是考慮到x,y之間的關(guān)系可用解析式表示。德國數(shù)學(xué)家黎曼(Riemann 1826—1866)引入了新的定義:“對(duì)于x的每一個(gè)值,y總有完全確定了的值與之對(duì)應(yīng),而不拘建立x,y之間的對(duì)應(yīng)方法如何,均將y稱為x的函數(shù)?!?/span>
1834年,俄國數(shù)學(xué)家羅巴契夫斯基進(jìn)一步提出函數(shù)的定義:“x的函數(shù)是這樣的一個(gè)數(shù),它對(duì)于每一個(gè)x都有確定的值 “并且隨著x一起變化。函數(shù)值可以由解析式給出,也可以由一個(gè)條件給出,這個(gè)條件提供了一種尋求全部對(duì)應(yīng)值的方法。函數(shù)的這種依賴關(guān)系可以存在,但仍然是未知的”,這個(gè)定義指出了對(duì)應(yīng)關(guān)系(條件)的必要性,利用這個(gè)關(guān)系以求出每一個(gè)x的對(duì)應(yīng)值。
1837年德國數(shù)學(xué)家狄里克雷認(rèn)為怎樣去建立x與y之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是無關(guān)緊要的,所以他的定義是:“如果對(duì)于x的每一個(gè)值,y總有一個(gè)完全確定的值與之對(duì)應(yīng),則y是x的函數(shù).”這個(gè)定義抓住了概念的本質(zhì)屬性,變量y稱為x的函數(shù),只須有一個(gè)法則存在,使得這個(gè)函數(shù)取值范圍中的每一個(gè)值,有一個(gè)確定的y值和它對(duì)應(yīng)就行了,不管這個(gè)法則是公式或圖象或表格或其他形式。這個(gè)定義比前面的定義帶有普偏性,為理論研究和實(shí)際應(yīng)用提供了方便。因此,這個(gè)定義曾被比較長期的使用著。
上面我們對(duì)函數(shù)概念的歷史發(fā)展作了概述,我們看到,“函數(shù)”這個(gè)重要概念發(fā)展到近代,經(jīng)過了一段如此漫長的道路,從某種意義上來說,它反映了人類對(duì)事物逐漸精確化的認(rèn)識(shí)過程。數(shù)學(xué)史表明,重要的數(shù)學(xué)概念的產(chǎn)生和發(fā)展,對(duì)數(shù)學(xué)發(fā)展起著不可估量的作用。
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