為了解釋函數的本質是什么?有必要知道函數的發展史,通過了解函數的發展歷程,我們可以從表面本質徹底的認識函數!
第一個歷程,幾何觀念下的函數
1.伽利略是最早透露出函數概念的,只不過當時用的不是函數這個名詞,他指出:用文字和比例的語言表達兩個量的關系。僅此而已。
2.隨后解析幾何出現,直角坐標系的發明者笛卡爾在解析幾何中注意到:“兩個變量之間的關系也一個變量,總是依靠另一個變量而存在”。很遺憾的是,當時大部分函數都被當做曲線來研究,并沒有意識到需要提煉出函數這一概念!
3.時間到了1673年,萊布尼茨首次使用“function”表示“冪”,后來陸續用function表示曲線上點的坐標或者與曲線有關的量,這個時候“function”的詞義應該不被翻譯成函數,應該翻譯成“功能”(個人觀點),但是無論如何,1673年是數學歷史上第一次見到“function”一詞,是歷史性的突破!直到現在,依然都是使用它!
第二個歷程,代數觀念下的函數
1.1718年,伯努力在萊布尼茨的基礎上,對函數再次進行了定義:“強調函數需要用公式來表示”,到這兒可以看出比較接近我們現代函數了。
2.1756年,偉大數學家歐拉給出定義,一個變量的函數是由這個變量和一些數(即常數),以任何方式組成的解析表達式。可以看出這個概念中
第三個歷程,對應關系下的函數
不要著急,很接近本質了!
1.1821年,柯西指出一個函數需要有兩個變量,一個是
對于柯西這個大佬不用過多介紹,高中生只是知道一個“柯西不等式”,高考還不一定用的上,但是到了大學,柯西才正式登上舞臺,會被虐的體無完膚!你有類似的經歷么?反正我當年對他是又愛又恨!
2.1837年,狄利克雷(Dirichlet)指出:對于在某區間上的每一個確定的x值,y都有一個確定的值,那么y叫做x的函數,自此誕生了
3.康托爾建立了集合論,美國數學家維布倫用集合和對應的概念給出了近代函數的概念,同時,打破了變量是數的局限性,變量可以是數,也可以是其他對象。
第四個歷程,集合論下的函數
1930年,新的代現代函數定義為:
若對集合M的任意元素x,總有集合N確定的元素y與之對應,則稱在集合M上定義一個函數,記為y=f(x)。元素x稱為自變量,y稱為因變量。
現代函數的本質,重點強調“映射”“法則”“對應”“變換”。哪個詞都可以,有了這個概念,不僅可以做簡單的函數對應,也可以做復合函數的對應。
簡單函數:x對應y
復合函數:x對應y,y對應z,如下圖,就構成了復合函數!
中文的“函數”
函數這個詞本身是舶來品,“function”這個詞在英文中就是功能的意思,那么是誰把它翻譯成函數的呢?
答案是清代的數學家李善蘭。是他首次將“function”譯為“函數”
看完了函數的發展歷程,可以看出函數的發展是不斷得到嚴謹化,精確化的過程,逐漸地通過表面現象抽離出函數的本質,這與我們學習函數的過程是一樣的!從初中那種單純的自變量,因變量的關系,到高中在對應法則下,用映射定義出的函數!在到大學多元,多對應的復變函數等等!