自学数学分析的一点疑问?

突然看到一篇可拓学的文章。顿时很感兴趣。 原因如下: 

1. 可拓学是民族成果。 我对于科学成果打上民族标志都起鸡皮疙瘩。拿民族说事的成果一般是世界上不承认的。所以,想一探究竟。

2. 可拓学得到吴文俊和李幼平院士的鉴定。拿大佬说事,就更有兴趣了。一般而言,科学成果不因为大佬发表意见就牛叉了。拿大佬说事的科学成果都是很值得探讨的。

3. 可拓学得到国家自然科学基金6次支持。太牛了!这就更有兴趣了。对我辈想申请基金的人,很有借鉴作用。

总结: 一个成果,拿这么多科学外的东西说事,且能得到如此多的国家自然科学基金支持,足以为晚辈的表率。

1. 可拓逻辑是形式逻辑和辩证逻辑的结合。 我的天!这个想法太惊人。我承认在我年少无知的时候有过一秒钟这样疯狂的念头,后来被自己说服:不可能。但就是有人将它做成功了,牛人啊,佩服佩服,绝对比我聪明。在我愚笨的大脑里,三段论和辩证逻辑是水火不相容的。too 神奇to be true!

可拓学专门研究矛盾,是一种研究如何化矛盾为不矛盾的逻辑。我自己一向有一个形式逻辑的解决方案:从矛盾的前提出发,可以推得任何结果,小小的化矛盾为不矛盾,何足道哉!从形式逻辑上看,研究化矛盾为不矛盾的逻辑必将陷入自指性悖论(在形式逻辑中,矛盾不得存在;一旦存在就是悖论;不存在就没法子研究。真是折磨人啊!)。但是小子才疏学浅,绝对是误解了可拓学的真谛。这一点,小子有自知之明。读者千万不要当真。本人现在并没有研究可拓学,对可拓学完全处于无知状态,因而,任何的评论都没有成立的基础。请读者明鉴。当然,研究兼容性的逻辑还是有可能自圆其说的,但可拓学似乎超越了这一点。

3. 可拓学应用到了市场营销等领域。一般而言,什么逻辑什么集合等等的,绝对和市场营销没有什么关系的。但偏偏有例外,这个例外就是可拓学。的确是值得研究的问题。

4. 在逻辑学这个分支,的确存在很多“一个人的学科”。这也足以解释为何可拓学没有外文期刊的原因。但是,可拓学似乎有生有色,却也迷雾重重。实在值得研究。

5. 可拓学的介绍性文章我都看不懂。尽管这“可拓学”与模糊逻辑什么的在一个层次上,但本人就是理解得了模糊逻辑什么的,却理解不了“可拓学”。当然,本人才疏学浅这是举世公认的,这是本人的问题。有请从事数学,特别是逻辑学的牛人帮忙答疑解惑。

总结:科学结论如云山雾罩,的确值得探讨。这里,恳请数学专业(非可拓学专业)的专家答疑解惑,这里先行谢过。

 申明一下:本文今天才看到“可拓学”三个字,与“可拓学”相关人士此前未曾有过任何形式的联系,当然也不存在利害冲突。本文也不存在任何的与“可拓学”有关的利益冲突,纯粹是为了满足好奇心。如果有人对此文不满意达到希望删除的程度,请留言,本人将遵命删除此文。

  人生天地之间,若白驹过隙,忽然而已,迎接我们的将是新的生活,新的挑战,做好计划,让自己成为更有竞争力的人吧。那么你真正懂得怎么写好计划吗?下面是小编收集整理的数学初步教学计划,仅供参考,希望能够帮助到大家。

  1。解析几何是利用代数方法来研究几何图形性质的一门学科,它包括平面解析几何和空间解析几何两部分。它的主要研究对象是直线和平面、二次曲线和二次曲面。在大学阶段,“解析几何”是以圆锥曲线和圆锥曲面为研究对象的一门学科,研究三元二次方程表示的曲线和曲面,如空间直线、平面、柱面、锥面、旋转曲面和二次曲面的方程等,研究的内容比较固定,研究方法比较成熟。高中阶段主要研究二元二次方程所表示的曲线,比如圆、椭圆、双曲线、抛物线等。

  2。“解析几何思想”代表了研究曲线和曲面的一般方法和手段,即用代数为工具解决几何问题。用解析几何的思想方法来研究几何问题,思维工程可以表现为以下步骤:第一,用代数的语言来描述几何图形,例如“点”可以用“数对”表示,“曲线”可以用“方程”表示等;第二,把几何问题转化为代数问题,例如,“两直线平行”可以转化为“两直线方程组成的方程组无解”等;第三,实施代数运算,求解代数问题;第四,将代数解转化为几何结论。随着数学本身的发展,出现了代数数论、代数几何等的数学分支,而拓扑学、泛函等代数工具都可以作为研究心得曲线和曲面的工具,这些都是“解析几何思想”的发展个推广。解析几何初步的重点是帮助学生理解解析几何的基本思想,即把代数作为一种工具和手段来研究几何问题。

  3。“坐标系”是解析几何思想的主要组成部分,因为建立了坐标系,就能把曲线和曲面的性质用代数来表示,从而把几何问题转化为代数问题来解决。适当地选择坐标系可以大大简化对图形性质的研究,但图形的性质不会竖着坐标系的变化而改变。我们要研究的正是那些和坐标系的选择无关的性质;或者说建立坐标系正是为了摆脱图形对坐标系的依赖,这在对数上就表现为某个线性变换群下的不变量和不变关系。

  4。圆锥曲线是我们生活中最基本的图形。①圆锥曲线(面)可以帮助我们刻画一些基本的运动。例如,太阳系中,八大行星的运动轨迹都是椭圆。②光学性质和圆锥曲线是密不可分的,基本的光学性质都是由圆锥曲线体现出来的。例如,探照灯就是利用抛物面的光学性质制作而成的,它可以将点光源发出的光折射成平行光,照射到足够远的地方。几乎所有的光学仪器都是依照圆锥曲线(面)的性质制成的。③研究圆锥曲线(面)的性质时体现解析几何本质的最好载体,即便是在大学数学系的学习中,如何利用方程的系数确定二次曲线的形状,揭示其规律也是数学的经典内容。

  1。有助于学生数形结合思想的培养。

  解析几何的本质是用代数的方法研究图形的几何性质,它沟通了代数与几何之间的联系,体现了数形结合的重要思想。在解析几何初步的学习中,经历将几何问题代数化、处理代数问题、分析代数结果的几何含义、解决几何问题的过程,有助于学生认识数学内容之间的内在联系,体会数形结合的思想,形成正确的数学观。

  2。是培养学生运算能力的重要载体。

  运算思想是数学中最重要的思想之一。解析几何的运算,往往有较强的综合性,设计相应的代数方程知识(包括消元思想、整体思想、函数思想、同解原理、韦达定理、方程的解、构造不等式、参变量代换、求解不等式)等内容,对学生计算能力要求较高。在解决解析几何问题时,要注重“数”与“形”的统一,在计算时,要结合图形自身的特点,充分挖掘图形的几何结论,这往往是解决问题的突破口和简化解题过程的有效方法。比如,涉及圆的问题时,注重运用圆的相关几何性质,对于直线与圆的位置关系要强化几何处理,淡化代数处理方法,解析几何独有的特点,最培养学生的运算能力起到了独特的作用。

  “解析几何初步”研究的问题是直线和圆,及其之间的关系,还有空间直角坐标系的概念。高中阶段解析几何内容的分布,除了“解析几何初步”外,在选修系列1,2中,都延续了解析几何的内容,设计了“圆锥曲线与方程”。在选修系列4的《几何证明选讲》中,还将继续研究圆锥曲线。研究圆锥曲线有两种方法:综合几何的方法和解析几何的方法。在选修系列4的《几何证明选讲》中,运用了综合几何的方法。

  “解析几何初步”是要依托直线的方程与圆的标准方程,让学生把握用代数方法解决几何问题的基本步骤,初步形成代数方法解决几何问题的能力,帮助学生理解解析几何的基本思想。

  ①在平面直角坐标系中,结合具体图形,探索确定直线位置的几何要素;

  ②理解直线的倾斜角和斜率的概念,经历用代数方法刻画直线斜率的过程,掌握过两点的直线斜率的计算公式;

  ③能根据斜率判定两条直线平行或垂直;

  ④根据确定直线位置关系的几何要素,探索并掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式及一般式),体会斜截式与一次函数的关系;

  ⑤能用解方程组的方法求两直线的交点坐标;

  ⑥探索并掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离。

  ①回顾确定圆的几何要素,在平面直角坐标系中,探索并掌握圆的标准方程与一般方程;

  ②能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆、圆与圆的位置关系;

  ③能用直线和圆的方程解决一些简单的问题。

  (3)在平面“解析几何初步”的学习过程中,体会用代数方法处理几何问题的思想。

  (4)空间直角坐标系

  ①通过具体情境,感受建立空间直角坐标系的必要性,了解空间直角坐标系,会空间直角坐标系刻画点的位置;

  ②通过表示特殊长方体(所有棱分别与坐标轴平行)顶点的坐标,探索并得出空间两点间的距离公式。

  《标准》中对“解析几何初步”的要求只是阶段性要求,在选修系列1,2中,还将进一步学习圆锥曲线与方程的内容。因此,对本部分内容的教学要把握好“度”,特别是对于解析几何思想的理解不能要求一步到位。

  (1)要注重知识的发生与发展的过程

  解析几何初步的教学,要注重知识的发生与发展的过程,首先将几何问题代数化,用代数的语言描述几何元素及其关系,进而将几何问题代数化;处理代数问题;分析代数结果的几何含义,最终解决几何问题。同时,应强调借助几何直观理解代数关系的意义,即对代数关系的几何意义的解释。让学生在这样的过程中,不断地体会“数形结合”的思想方法。

  数学课程应返璞归真,努力揭示数学概念、法则、结论的发展过程和本质,要通过学生的自主探索活动,使学生理解数学概念、结论逐步形成的过程,体会蕴涵在其中的思想方法。在解析几何初步的教学中,同样要通过观察、操作探索,确定直线与圆的几何要素,并由此探索掌握直线与圆的几种形式的方程,探索掌握一些距离公式。

  比如如何在平面直角坐标系中描述直线,这是解析几何教学中遇到的第一个问题。在坐标系中,一条直线或者与x轴平行,或者与x轴相交。与x轴平行的直线的代数特征很简单,这条直线上的点的纵坐标是个常数,即y=a。除了x=a,还有什么方法可以刻画与x轴相交的直线?也就是如何用代数的方法刻画直线的斜率。

  (2)在高中阶段,直线的斜率一般一般有三种表示方式

  这是传统教材的方式,由于倾斜角是大于等于0°小于180°,倾斜角与其正切一一对应的(90°除外);当然,也可以用倾斜角的余弦值表示直线的斜率,倾斜角与其余弦值是一一对应的,但这种表示要复杂一些,一般都选择使用倾斜角的正切。

  这需要先引入0°到180°的正切函数的概念。

  本章教学时间约需18课时,具体分配如下:

  1 直线与直线的方程 8课时

  2 圆与圆的方程 5课时

  3 空间直角坐标系 3课时

  一、单元教学内容:

  1、分数的初步认识(几分之一,几分之几,几分之一分数、同分母分数的大小比较)

  2、分数的简单计算。

  二、单元教学目标:

  1、能结合具体情境初步理解分数的意义。

  2、使学生初步认识几分之一和几分之几。

  1、会读、写简单的分数,知道分数各部分的名称,初步认识分数的大小。

  2、会计算简单的同分母分数的加、减法。

  (三)思想教育目标:

  在理解分数意义的基础上,使学生学会解决简单的有关分数加减法的实际问题,培养解决问题的意识。

  分数的初步认识(几分之一,几分之几,几分之一分数)

  1、同分母分数的大小比较

  2、分数的简单计算。

  五、提高教学质量的措施:

  这部分教材是在学生掌握了一些整数知识的基础上初步认识分数的含义,从整数到分数是数概念的一次扩展。无论在意义上、读写方法上以及计算方法上,分数和整数都有很大差异。学生初次学习分数会感到困难。因此,在教学中,主要是创设一些学生所熟悉并感兴趣的现实情景,并通过动手操作,帮助学生理解一些简单的分数的具体含义,给学生建立初步的分数概念,为进一步学习分数和小数打下初步的基础。

  分数的初步认识 5课时

  分数的简单计算 2课时

  七、单元知识结构图:

  第91页-92页例1、例2,“做一做”的1题、练习二十二1、2

  教材第93页例3,93页做一做第2题、练习二十二3

  教材94页例4、例5,做一做/1、练习二十二4、5、7

  教材95页例6,做一做/2、练习二十二6、8 练习二十二9-11题

  例1-例3 做一做、练习二十三1、2、3、4 练习二十三5―10题

  三年级学生,对一些基础性的数学知识有了初步的认识。学生已经比较习惯于新教材的学习思路和学习方法,大多数学生认识到数学知识无处不在,生活中处处有数学。这为学生对本册的学习打下了重要的基础,也为提高学生的解决问题能力和实践能力创造了条件。

  这册实验教材对于教学内容的编排和处理,是以整套实验教材的编写思想、编写原则等为指导,力求使教材的结构符合教育学、心理学的原理和儿童的年龄特征,体现了前几册实验教材同样的风格与特点。所以本册实验教材仍然具有内容丰富、关注学生的经验与体验、体现知识的形成过程、鼓励算法多样化、改变学生的学习方式,体现开放性的教学方法等特点。同时,由于教学内容的不同,本实验教材还具有下面几个明显的特点。

  1、改进笔算教学的编排,体现计算教学改革的理念,重视培养学生的数感。

  计算是帮助人们解决问题的工具,是小学生学习数学需要掌握的基础知识和基本技能。本册实验教材的教学中有接近二分之一的内容是计算的教学内容(27课时),并且大量的是笔算的教学内容。当前的义务教育数学课程改革中,笔算是被削弱的内容,不仅降低了笔算的复杂性和熟练程度,《标准》中还提出:提倡算法多样化、避免程式化地叙述算理等改革理念。本册实验教材在处理笔算教学内容时,注意体现《标准》计算教学改革的理念,在内容编排的顺序、例题的安排、素材的选择等各个方面都采取了新的措施。

  (1)精心设计教学顺序,加大教学的步子。计算的教学顺序要符合儿童学习计算的认知规律,同时符合计算知识本身发展的规律。实验教材仍然根据计算教学的基本顺序安排教学内容,但是根据《标准》中有关计算教学的'改革理念和教学目标(复杂性和熟练要求大大降低),重新安排教学的具体步骤,因而减少了教学的课时数和例题数。笔算加减法教学,从现行教材的23课时减少为9课时,例题也从5个减少为2个;多位数乘一位数的教学,从现行教材的17课时减少为13课时,例题也从9个减少为7个。这样就明显加大了笔算教学的步子,节省了教学的时间,留给学生更大的探索和思考空间。

  (2)让学生在自主探索中获得对笔算过程与算理的理解,不再出现文字概括形式的计算法则。总结、理解并且记忆计算法则,是以往笔算教学的重要环节。当前的数学课程改革,强调让学生在现实的情境中理解

  概念和法则,避免机械记忆。因此,在笔算教学中,本册实验教材根据学生已有基础,提出一些启发性的问题,引导学生利用知识的迁移,拾级而上逐步理解笔算的算理,掌握笔算的方法。而不再出现文字概括形式的计算法则,只是在适当的时候(如整理和复习时),让学生通过小组讨论交流,总结笔算时应注意的问题。这样,一方面避免了学生在不完全理解算理、算法的情况下,机械地记忆计算法则,减轻了学生记忆的负担;另一方面,也与算法多样化的理念相吻合,鼓励学生采用不同的方法计算,培养学生多样、灵活的解决问题能力。

  (3)让学生在现实情境中理解计算的意义和作用,培养学生用数学解决问题的能力和良好的数感。计算是帮助人们解决问题的工具,只有在解决问题的具体情境中才能真正体现出它的作用。所以,应该把计算与实际问题情境联系起来,将计算作为解决问题的一个组成部分,这样才能使学生较为深刻地理解为什么要计算,知道什么时候选择什么方法进行计算更合理。这对于培养学生用数学解决问题的能力和良好的数感都是十分有利的。本册实验教材的计算教学部分,仍然与前几册教材一样,注意在现实的问题情境中教学计算,将计算教学与解决问题教学有机地结合在一起,让学生在现实情境中理解计算的意义和作用。

  (4)笔算与估算结合教学,加大估算教学的力度。估算的学习对培养学生的数感具有重要的意义;同时,估算也具有重要的实用价值,人们在日常生活中,常常只需要估算结果。所以,估算是《标准》中要加强的计算教学内容。本册实验教材中大多数计算教学的例题都展示了笔算和估算两种算法。这样的安排,既适时地教学了估算,体现了加强估算、提倡算法多样化的改革理念,又可培养学生能为解决问题而选择适当的算法的能力,从而有利于发展学生的数感。

  2、量与计量的教学联系生活实际,重视学生的感受和体验。

  量与计量的各种概念,例如千米、吨、秒等,都是从人们生活和生产的需要中产生的。这些概念,如长度、质量、时间,都比较抽象,但它所反映的内容又是非常现实的,与人们的生活、生产有着十分密切的联系。所以,这部分知识的教学,应使学生在学习过程中体验、感受、理解这些概念的含义,初步发展起长度、质量和时间的观念,认识数学与生活的密切联系,提高应用这些知识解决问题的能力。因此,在有关量与计量内容的编排上,实验教材注意设计丰富的、现实的、具有探索性的活动,让学生在现实背景下感受和体验有关的知识,经历探索和发现的过程。

  3、空间与图形的教学,强调实际操作与自主探索,加强估测意识和能力的培养。

  在本册实验教材中,关于空间与图形的教学内容,有四边形和测量的大部分内容,这些内容对于学生理解、把握、描述现实空间,获得解决实际问题的知识,发展学生的空间观念都有着重要的作用。对于这些内容的编排,教材一方面注意让学生通过实际操作获得丰富的感性经验,另一方面则是让学生通过自主探索获

  得对知识的理解。几何形象直观的探索活动不仅为发展学生的创新意识提供了更有利的条件,而且为发展学生的空间观念奠定了很好的基础。

  这部分内容安排另一个与以往不同的特点,是加强了估测意识和能力的培养。估测是测量的一个重要组成部分,在实际生活中的应用也十分广泛,人们对一个量进行估测的机会常常比精确测量更多。根据《标准》关于空间与图形的教学目标,在第一学段要求学生能估计一些物体的长度,并进行测量。因此,无论在测量一章还是在四边形一章,实验教材都安排了有关估测长度的内容和训练。

  这一册教材的教学目标是,使学生:

  1、会笔算三位数的加、减法,会进行相应的估算和验算。

  2、会口算一位数乘整十、整百数;会笔算一位数乘二、三位数,并会进行估算;能熟练地计算除数和商是一位数的有余数的除法。

  3、初步认识简单的分数(分母小于10),会读、写分数并知道各部分的名称,初步认识分数的大小,会计算简单的同分母分数的加减法。

  4、初步认识平行四边形,掌握长方形和正方形的特征,会在方格纸上画长方形、正方形和平行四边形;知道周长的含义,会计算长方形、正方形的周长;能估计一些物体的长度,并会进行测量。

  5、认识长度单位千米,初步建立1千米的长度观念,知道1千米=1000米;认识质量单位吨,初步建立1吨的质量观念,知道1吨=1000千克;认识时间单位秒,初步建立分、秒的时间观念,知道1分=60秒,会进行一些有关时间的简单计算。

  6、初步体验有些事件的发生是确定的,有些则是不确定的;能够列出简单实验所有可能发生的结果,知道事件发生的可能性是有大小的,能对一些简单事件发生的可能性做出描述。

  7、能找出事物简单的排列数和组合数,形成发现生活中的数学的意识和全面地思考问题的意识,初步形成观察、分析及推理的能力。

  8、体会学习数学的乐趣,提高学习数学的兴趣,建立学好数学的信心。

  9、养成认真作业、书写整洁的良好习惯。

  10、体验数学与日常生活的密切联系,初步形成综合运用数学知识解决问题的能力

  1、重视教学情景的创设,关注学生的生活经验,提供丰富的感性材料,加强学生的操作活动,结合生活实际帮助学生建立有关的数学概念。

  2、培养学生估测、估算的意识,重视培养学生的估测、估算能力。

  3、让学生通过解决实际问题来学习计算,提高教学的实效性,

  4、运用迁移法进行教学,培养学生举一反三的能力。

  5、引导学生独立思考、合作交流,让学生体验探究的乐趣。恰当、适时地运用小组合作学习方式,重视培养学生的应用意识和解决实际问题的能力。

  6、重视直观教学,充分发挥教具、学具的作用。

  7、注重学生对计算过程和方法的理解,抓住重点,突破难点,使学生打下扎实的知识基础。

  8、让学生充分经历猜想、实验、验证的过程,主动建构数学知识。

  (一)教学内容分析

  这节课是北师大版数学七年级上册第四章基本平面图形第五节内容。这是新教材改版之后出现的一节内容,是几何部分初步知识,包括了多边形和圆的两部分内容,本部分内容较少、较简单。而探索多边形对角线的总条数是本节课的一个难点,因此采用观察、归纳、推理、验证的过程,让学生自然而然地投入到对现实图形的探索活动中去。多边形部分主要是对之前所学过知识的一个归纳总结,而圆的初步认识这部分内容是为九年级的后续学习做铺垫。

  认知基础:本节课是一节平面图形识别课,由于学生在小学已认识了许多平面图形,本节课难度不大。因此在教学中,教师应从学生的实际出发,从简单的已知事实出发,先让学生学会简单的推理.

  在前面的学习中,学生已经积累了初步的数学活动经验,通过本节课的学习,他们将会进一步积累自主学习、合作探究的能力,同时在活动中也培养了学生良好的情感与态度,具备了初步的观察、分析、抽象、概括的能力,

  在具体情境中认识多边形、正多边形、圆、扇形;能根据扇形和圆的关系求扇形的圆心角的度数。

  经历从现实世界中抽象出平面图形的过程,感受图形世界的丰富多彩。

  3、情感态度价值观:

  在丰富的活动中发展学生有条理的思考和表达能力。

  (四)教学重点与难点

  重点:经历从现实世界中抽象出平面图形的`过程,在具体的情境中认识多边形扇形。

  难点:探索分割平面图形的一些规律,感受图形世界的丰富图形,养成把数学应用于生活实际问题的习惯。

  教法:类比、合作交流法

  学法:自主探索、合作交流

  (六)教学过程设计

  一、走进情景,启动思维

  内容:利用多媒体展示生活中的图片,请同学们观察,你发现了哪些我们学过的平面图形?

  设计意图:?通过漂亮的图片开头,马上就能吸引学生的注意力,调动学生的学习兴趣和动手动脑的欲望,激发学生的思维,也充分体现了数学源于生活,使学生感到数学就在我们身边。

  二、自主学习、获取新知

  1、先独立阅读课本122页内容,然后小组交流.

  (1)说说哪些图形是多边形.

  (2)试着说说多边形的定义,及对角线的概念.

  (3)指出图4-22多边形的边、角、对角线。

  2、先独立阅读课本123-124页内容,然后小组交流.

  (1)试着画一个圆.

  (2)试着说说圆的定义,圆心、半径、圆心角、圆弧的概念.

  设计意图:通过让学生自学的方式来学习本节课的知识,既能够开发学生动脑的能力,又能很好的完成知识记忆的目标,使学生在自学的过程中感受知识的产生过程,提高了学生自主学习的能力。

  1、从十边形的某个顶点出发,连出的对角线的条数是多少?

  2、过某个多边形一个顶点的所有对角线,将这个多边形分成5个三角形,这个多边形是几边形?

  3、若点P在多边形的一条边上(不是顶点),再将点P与n边形各顶点连接起来,可将多边形分割成多少个三角形?

  设计意图:本环节的练习题,分了不同的层次,这样会尽量照顾到所有的学生,是学习吃力的学生也能参与到学习中来,体现自己的价值,同时又让优等生在知识方面得到了进一步的加强和巩固。

  挥手告别了寒假,我们迎来了更加紧张而繁忙的第二学期,对学生来说他们面临着人生的第一次重要考试

摘  要:人教A版普通高中教科书数学必修第一册称函数符号是由德国数学家莱布尼茨在18世纪引入的,而人教B版普通高中教科书数学必修第一册称欧拉于1734年首先使用字母表示函数。究竟哪一种说法准确?通过简介函数概念的数学史发展,指出莱布尼茨最早使用了“函数”的说法,而欧拉最早给出了表示函数的符号

关键词:函数;数学符号;数学史;数学教育

1 引言:源自两本教科书的疑问

函数是中学数学最基本的概念,是贯穿高中数学课程的一条主线,同时也是现代数学最重要的概念之一,它是描述客观世界中变量关系和规律的最为基本的数学语言和工具。

哥廷根数学学派的创始人、德国数学家F·克莱因(Felix Klein,)称函数是数学的灵魂,他强调用近代数学观点改造中学数学内容,并提出用“函数观念和几何直观作为数学教学的核心”,以函数为核心概念的教材结构体系是学生理解数学、应用数学解决问题的典型载体,他在19世纪末领导德国数学教育改革的口号就是“用函数来思考”(functional

同样来自德国的语言学家洪堡特认为“语言决定人的世界观”,数学语言作为一种特殊的语言也影响了人的世界观。数学符号作为数学语言的重要组成部分,其含义明确、表达简明、使用方便,并且还体现了数学的特征:形式化、抽象化、符号化。没有数学符号,数学就难以快速发展,科学的发展也会步履维艰。

关于函数符号的创立,2019年人教A版普通高中教科书数学必修第一册(简称人教A版新教材)在3.1.1节(第62页)给出函数概念时介绍道:“函数符号是由德国数学家莱布尼茨在18世纪引入的。”在之前的人教A版教材1.2.1节也有同样的介绍。2019年人教B版普通高中教科书数学必修第一册(简称人教B版新教材)在拓展阅读《函数定义的演变过程简介》中称:“欧拉于1734年首先使用字母表示函数。”

人教社的这两本教科书中出现了不一致的说法,哪个说法准确呢?函数符号到底是谁最先使用的?莱布尼茨还是欧拉?莱布尼茨和欧拉在函数概念发展中起到了怎样的作用?还有哪些数学家对函数概念的形成起到了关键作用?

2 函数的概念发展简史

二十世纪六十年代,我国数学史学家杜石然先生在《函数概念的历史发展》一文中介绍了函数概念经历了六次扩张,其中提到17世纪末莱布尼茨(G.W. Leibniz,)引入了函数的概念,但他把函数理解为幂的同义词,而函数符号是欧拉(L. Euler,)于1734年首先引入的。杜石然先生的说法参考的是苏联大百科全书“数学符号”词条。关于函数符号的引入,M·克莱因(M. Kline,)在《古今数学思想》(第二册)中写道:“在函数的符号表示方面,约翰·伯努利1718年用表示的函数,Leibniz同意这样做。记号是欧拉于1734年首先引进的”。徐品方、张红的《数学符号史》在介绍函数符号史时将函数的概念发展分成七次扩张,称欧拉在1734年的著作中就用表示的任意函数,并称“这是数学史上首次用表示的函数,一直沿用至今”,此外拉丁语函数“function”一词最早作为专门数学术语使用的是莱布尼茨[5]。世界著名数学史学家卡尔·博耶(Carl B. Boyer,)在《数学史》中称“莱布尼茨不是现代函数记号的发明者,但'函数’这个词要归功于他,这个词跟今天所使用的在很大程度上是一样的意义”

由此可见,针对前面从两本教科书中发现的问题已经有了一个确定的回答,函数符号最先是欧拉使用的,而莱布尼茨最早使用了“function”一词表示函数的含义。人教A版教材在此处有误,应该进行修正。

亨利·庞加莱曾说:“如果我们想要预测数学的未来,那么适当的途径是研究这门学科的历史和现状”。在《普通高中数学课程标准》(2017年版)中对于“函数的形成与发展”这部分内容提出了以下要求:“收集、阅读函数的形成与发展的历史资料,撰写小论文,论述函数发展的过程、重要结果、主要人物、关键事件及其对人类文明的贡献。”因此,尽管前面的问题已经得到回答,但是我们仍想对教材中出现的有关函数概念的数学文化和数学史做一些深入的探讨。

2.1 教科书中的函数发展史

首先给出各版本的教材中对函数概念的发展的简介,按照原文出现的历史人物及贡献将部分节选内容列举如下。

人民教育出版社A版普通高中教科书数学必修第一册(2019年出版)《函数概念的发展历程》:

莱布尼茨:“function”一词最初由德国数学家莱布尼茨在1692年使用。

李善兰:在中国,清代数学家李善兰在1859年和英国传教士伟烈亚力合译的《代微积拾级》中首次将“function”译做“函数”。

约翰·伯努利:瑞士数学家约翰·伯努利强调函数要用公式表示。

欧拉:瑞士数学家欧拉将函数定义为“如果某些变量,以一种方式依赖于另一些变量,我们将前面的变量称为后面变量的函数”。

狄利克雷:德国数学家狄利克雷在1837年时提出:“如果对于的每一个值,总有一个完全确定的值与之对应,那么是的函数。”

说明:与人教A版旧教材的内容完全相同。

人民教育出版社B版普通高中教科书数学必修第一册(2019年出版)《函数定义的演变过程简介》:

莱布尼茨:“函数”一词是莱布尼茨创造的,他用这个词表示与曲线上的点有关的线段长度,并使用这个词表示变量之间的依赖关系。

欧拉:欧拉于1734年首先使用字母表示函数,欧拉在他的著作《微分学》中给出的函数定义是:如果某变量,以如下的方式依赖于另一些变量,即当后面这些变量变化时,前者也随之变化,则称前面的变量是后面变量的函数。

黎曼:1851年,德国数学家黎曼给出的函数定义是:假定是一个变量,它可以逐次取所有可能的实数值。如果对它的每一个值,都有未知量的唯一的一个值与之对应,则称为的函数。

布尔巴基学派:1939年,法国布尔巴基学派在集合论的基础上给出了函数的定义……

人民教育出版社B版普通高中教科书数学必修第一册(旧教材)《函数概念的形成与发展》:

笛卡儿:当时人们把函数理解为变化的数量关系,把曲线理解为几何形象。法国哲学家、数学家笛卡儿引入了坐标系,创立了解析几何。他把几何问题转化为代数问题。

牛顿:英国数学家、物理学家、自然哲学家牛顿,以流数来定义描述连续量——流量(fluxion)的变化率,用以表示变量之间的关系。因此曲线是当时研究考察的主要模型,这是那个时代函数的概念。

莱布尼茨:函数(function)一词首先是由德国哲学家莱布尼茨引入的,他用函数一词来表示一个随着曲线上的点的变动而变动的量,并引入了常量、交量、参变量等概念。

欧拉:瑞士数学家欧拉于1734年引入了函数符号,并称变量的函数是一个解析表达式,认为函数是由一个公式确定的数量关系。

狄利克雷:直到1837年,德国数学家狄利克雷放弃了当时普遍接受的函数是用数学符号和运算组成的表达式的观点,提出了是与之间的一种对应的现代数学观点。

李善兰:1859年我国清代数学家、天文学家、翻译家和教育家李善兰第一次将“function”译成函数,这一名词一直沿用至今。

江苏凤凰教育出版社普通高中教科书数学必修第一册《函数概念的形成与发展》:

笛卡儿:1637年,法国数学家笛卡儿在《几何学》中第一次提到“未知和未定的量”,涉及了变量,同时也引入函数的思想。

莱布尼茨:1692年,德国数学家莱布尼茨最早使用“函数”这个词,他用“函数”表示随着曲线的变化而改变的几何量,如切线和点的纵坐标等。

约翰·伯努利:1718年,瑞士数学家约翰·伯努利给出函数新的解释:“由变量和常量用任何方式构成的量都可以叫作的函数。”

欧拉:1755年,瑞士数学家欧拉给出了函数的如下定义……

狄利克雷:1837年,德国数学家狄利克雷认为:“如果对于的每一个值,总有一个完全确定的值与之对应,那么是的函数。”

李善兰:1859年,我国清朝数学家李善兰将function一词译成“函数”,并给出定义:“凡此变数中函彼变数者,则此为彼之函数。”这里的“函”,是包含的意思。在国外的数学书上,习惯将函数(即对应关系)记为,而在国内的数学书上,通常将函数写为。

北京师范大学出版社普通高中教科书数学必修第一册《函数概念的起源》:

伽利略:意大利科学家伽利略第一个提出了函数或称为变量关系的这一概念。

莱布尼茨:“function(函数)”这个词作为数学术语,最初是由微积分奠基人之一、德国哲学家、数学家莱布尼茨在1673年的手稿中首次使用的。

李善兰:1859年,我国清代数学家李善兰在翻译《代数学》时,把“function”译为“函数”。

在以上不同版本教材的简介中,莱布尼茨和欧拉都经常出现,那么在函数概念发展的历程中,教材中提到的这些人物做出了哪些贡献,还有哪些关键人物呢?为了对函数概念有更全面的理解,也方便师生在撰写函数发展过程的小论文时参考,我们以人物为线索,简要回顾函数概念发展的几种学说,不同历史阶段更多数学家对函数的理解还可参考[7]。

对运动与变化的研究是函数概念产生的直接原因。16世纪以来,人们对地球运动、天体运动以及如何测量时间等实际问题的需要,使得自然科学转向对运动的研究以及对各种变化过程和各个变化着的量之间关系的研究,因此数学中出现了“变量”的概念。从此,数学从漫长的常量数学时期进展到变量数学时期,也就是从研究“数”变为了研究“函数”。尽管初中教材已经出现函数的概念,但直到高中教材函数一章的全面介绍,中学数学从真正从对数的研究转变为对函数的研究。函数概念的发展离不开微积分观念的发展,要研究运动变化过程自然离不开“微分”,因此学生在高中接触导数与微积分之后,也正式跨入了近代数学的大门。

众所周知,笛卡儿与费马是解析几何的奠基者,他们引入了坐标系,使代数表达式和平面上的几何图形相对应,从而可以将几何问题转化为代数问题来研究。但事实上,他们也是函数概念的奠基人,他们提出了坐标中和具有某种关系,如费马所说“每当我们找到两个未知量的等式,我们就有一条轨迹,它描写的不外乎是一条直线或曲线”,这里出现的轨迹和曲线就是早期函数的类似物。

牛顿首次用专门术语genita(拉丁文)描述了从一个量中得到的另一个量。牛顿称他的变量为流数。牛顿为函数概念的发展作出的最大贡献在于他使用了幂级数,幂级数对函数概念的后续发展非常重要。

北师大版新教材中称“function(函数)”这个词作为数学术语最初是由德国数学家莱布尼茨在1673年的手稿中首次使用的,而人教A版新教材、苏教版新教材均称莱布尼茨于1692年最早使用“函数”这个词。事实上,这两个事实是不矛盾的。

ordinatim ductis》,这篇文章中也包含了许多现在常用的其他数学术语[8]。在1694年莱布尼茨的另一篇论文中也出现了函数,他用函数表示任何一个随着曲线上的点变动而变动的几何量,如曲线上点的坐标、弦、切线、法线等。

莱布尼茨的函数的定义过分限制在几何领域。事实上,作为微积分的奠基人,牛顿和莱布尼茨当时所研究的微积分并不是现代意义下基于函数的微积分,而是基于几何学的微积分。

之后,莱布尼茨的学生约翰·伯努利(J. Bernoulli,)使用了函数这个术语。1698年7月,莱布尼茨在给约翰·伯努利的信中写道:“我很高兴你在我的意义下使用函数这个术语”。伯努利在1698年8月的回信中说:“为了表示某个不定量的函数,我喜欢使用相应的大写字母或希腊字母,这样我们就可以同时看到这个函数所依赖的不定量。”在同一封信中,他使用了符号和。之后,函数的概念逐渐脱离几何。

1718年,伯努利首次明确给出函数的正式定义:“一个变量的函数是指由这个变量和常数以任意一种方式构成的量”。他试验过几种表示的函数的符号,其中用数学符号表示函数是最接近现代记法的一种。“变量”一词也是这时引入的。伯努利的这个定义脱离了几何语言,但他没有解释“以任意一种方式构成”的含义。

下一位关键人物是欧拉,他是约翰·伯努利的学生。在约翰·伯努利的基础上,欧拉在18世纪30年代发表的一篇论文中用表示的任意函数,之后在1748年出版的《无穷分析引论》中使用了伯努利的定义,并且首次用“解析式”[9]来定义函数,把一个变量的函数看作由该变量和一些常数以任何方式构成的解析表达式,如,。欧拉在这本书的前言中说数学分析就是研究变量及其函数的一门学科,并且他认为微积分是关于函数的,而不是关于曲线的。这是欧拉的“解析式”定义。

1755年,欧拉在他的《微分学原理》中给出了新的函数定义:“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些量的函数”。这是欧拉的“依赖关系”定义。

总之,欧拉是第一位突出函数概念的数学家,欧拉还对函数进行了分类,使用了“代数”函数、“超越”函数,“单值”函数、“多值”函数等术语,他定义的函数关系可以用诸如多项式、正弦、对数表达的解析式或解析式的积分来表示。欧拉的定义涉及到刻画两个变量之间的变化关系,人们通常称欧拉的定义为函数的“变量说”。欧拉对函数发展的更多贡献可参考[10]。

欧拉及同时代的其他数学家都要求函数是通过一个解析式表达出来的,根据他们的观点,

不能称之为一个函数。在这一时期,持用解析式来定义函数的观点的著名数学家还有很多,以下简述其中几位。

丹尼尔·伯努利在研究弦振动方程时,获得了一个称为三角级数(即后来的Fourier级数)形式的解,伯努利从物理的眼光相信所有的函数都可以表示为三角级数的形式。

拉格朗日在《解析函数论》(1797年)中称一个或几个量的函数是指任意一个适于计算的表达式,这些量以任意方式出现于表达式中……一般地,我们用字母或放在一个变量的前面以表示该变量的任意一个函数,即表示依赖于这个变量的任何一个量,它按照一种给定的规律随着那个变量一起变化。拉格朗日在这本书中以幂级数为出发点,将函数概念限制为解析函数。

德摩根在1837年的《代数学》中将函数定义为以任意方式包含x的表达式。1851年,罗密士在《解析几何与微积分基础》中称“若一个变量等于含有另一个变量的代数式,则称第一个变量为第二个变量的函数”。英国传教士伟烈亚力(A. Wylie,)和清代数学家李善兰()翻译的《代数学》和《代微积拾级》(即《解析几何与微积分基础》)正是这两本书,它们采用的都是函数的“解析式”定义,因此他们将变量翻译为变数,包含变数的表达式翻译为“函数”,意为“一个式子中含有数字符号”,其中“函”与“含”意义相同。李善兰将函数符号“”用“函”表示,从而函数用汉字化符号表示成“地=函(天)”。《代数学》中函数定义为:“凡式中含天,为天之函数”(中国古代以天地人物表示未知数),《代微积拾级》中称“凡此变数中函彼变数,则此为彼之函数”,这就是中文数学名词“函数”的由来。当代数学大家丘成桐认为《代数学》和《代微积拾级》是清末西方代数学译著中最重要的两本译著,因为它们给中国传统数学带来了西方符号表示理论体系和系统化的微积分理论[11]。

人教A版教材称“在中国,清代数学家李善兰在1859年和英国传教士伟烈亚力合译的《代微积拾级》中首次将'function’译做'函数’”,而北师大版新教材称“1859年,我国清代数学家李善兰在翻译《代数学》时,把'function’译为'函数’”。那么李善兰究竟是在《代数学》还是《代微积拾级》中最早把function翻译成函数的?事实上,这两本书可能是同时进行翻译的,并且都是在1859年于墨海书馆出版的。因此,更确切的说法可能是:1859年,我国清代数学家李善兰和英国传教士伟烈亚力在合译《代数学》与《代微积拾级》时首次将“function”译为“函数”。徐品方、张红在《数学符号史》中使用了这种说法[5]。

用函数的解析式定义有很大的局限性,比如某些变量之间的对应关系无法用解析式表达。更多关于解析式定义的内容,我们推荐读者阅读[9]。

1755年,欧拉就给出了函数的“依赖关系”定义,这种定义也逐渐演变为“对应说”。之后,傅里叶摆脱了欧拉单一解析式定义的束缚,柯西、狄利克雷和黎曼等给出了函数的现代定义。

法国数学家傅里叶(J. Fourier,)在研究热传导方程的解时,得到结论:在不同的区间一个三角级数的和可用不同的算式表达。他认为函数是否由单一解析式给出并不重要,他在1822年《热的解析理论》中给出函数的如下定义:“函数代表一系列的值或纵坐标,它们中的每一个都是任意的。对于无限多个给定的横坐标的值,有同样多个纵坐标。……我们不假定这些纵坐标要服从一个共同的规律”。

法国数学家柯西(A. Cauchy,)指出了拉格朗日用幂级数定义函数的局限,他研究了函数

并证明在处的各阶导数均为0,但按照泰勒级数给出的函数

不是原来的函数。1823年,柯西用关系给出了函数的定义:“在某些变量之间存在着一定的关系,只要其中某一变量的值给定了,其它变量的值可随之而确定时,则将最初的变量叫自变量,其它各变量就叫做函数”。

1837年,德国数学家狄利克雷(L. Dirichlet,)改进了傅里叶的定义,给出了函数的以下定义:“如果对于给定区间上的每一个的值,有唯一有限的的值同它对应,那么就是的一个函数。至于在整个区间上是否按照一种规律依赖于,或者依赖于是否可用数学运算来表达,那都是无关紧要的”。

由此,函数可以理解为一个规则,变量的值固定了,按照这个规则确定了(或对应着)唯一的一个值。函数的这个定义打破了十八世纪占统治地位的函数只能由一个解析式来表达的想法,狄利克雷在研究傅里叶级数的收敛性问题时出现了狄利克雷函数

这样定义的对应关系在狄利克雷的意义下成为函数。狄利克雷的函数定义已经接近中学教科书中的函数概念[12]。

自狄利克雷的工作之后,出现了大量的“病态”函数,分析学的特征也出现了变化。17世纪以来,分析学被认为可以应用于“所有”函数,从狄利克雷开始,分析学转向研究特定的函数类,如连续函数、可微函数、可积函数、单调函数等。而一些数学家也开始研究一些不规则的函数,如魏尔斯特拉斯在1872年给出的著名的处处不可微的连续函数。

1851年,黎曼(B. Riemann,)给出的函数定义是:“假定z是一个变量,它可以逐次取所有可能的实数值,若对它的每一个值,都有不定量w的唯一的值与之对应,则称w为z的函数”。

狄利克雷和黎曼的定义中采用了“唯一的一个值与之对应”,通常这样的定义称为函数的“对应说”,这样函数的概念从“变量说”转变为“对应说”,我国现行高中教科书大多采用这样的定义[13]。

因此,用“对应说”定义函数,主要关心的是对应的结果,而不是过程,对应法则是手段,对应结果才是目的[14]。相同的对应关系可以有不同的式子来表达,在这一点上,柯西给出了一个很简单的例子,也可以用或来表示。我们还可以举出其他初等例子,比如与是同一个函数;和是同一个函数,等等。此外,对于函数与,由于对应法则不同,它们貌似是两个不同的函数,但仔细分析,它们的定义域相同,并且一旦变量的值固定,按照这两个解析式给出的规则都确定了相同的值,因此这“两”个函数是同一个函数。

1874年,康托尔开创了集合论,到20世纪初,集合论的思想与方法渗透到数学的各个领域。在建立集合论之后,函数定义又以集合对应的方式进行了改写。

1888年,戴德金把函数定义为集合间的映射,而映射指一种规则:在这种规则下,系统(即集合)中的任意元素对应于确定的对象。

1904年,J. Tannery给出了基于集合论的函数定义:考虑不同的数组成的一个集合,这些数可作为赋予字母的值,则称为一个变量,设的每一个值对应于一个数,后者可作为赋予字母的值,则我们称是由集合所确定的的函数。

1939年,法国布尔巴基学派在集合论的基础上,给出的函数定义如下:设和是两个集合,它们可以不同,也可以相同。中的变元x和中的变元y之间的一个关系称为一个函数关系,如果对于每一个,都存在唯一的,它满足与x给定的关系。称这样的运算为函数,它以上述方式将与x有给定关系的元素和与每一个元素相联系。称y是函数在元素x处的值,函数值由给定的关系所确定。

布尔巴基学派还给出了函数用笛卡尔积子集(有序对)来定义的方法,这个定义也可以在《普通高中数学课程标准》(2017年版)案例2中找到:设是定义在集合和上的一个二元关系,称这个关系为函数,如果对于每一个,都存在唯一的,使得。但课程标准在此处未明确二元关系的定义,实际上集合和上的一个二元关系指集合和的笛卡尔积的一个子集。这个定义可以用形式化的语言描述如下:设和为两个集合,,任意,存在使得,若且蕴含,则称是集合到集合的函数。

以“关系”为桥梁,通过集合来定义函数称为函数的“关系说”。“关系说”通过附加条件避免了交代“对应关系”,国外的一些中学教材[15]也有采用。另外,布尔巴基学派是研究数学结构的先驱,最早用集合论语言刻画了数学结构。在20世纪,将任意集合之间的映射作为函数的概念逐渐占据主导地位。现代范畴论的奠基人麦克莱恩(S. MacLane,)1986年在《Mathematics: Form and Function》一书中详细探讨了函数的各种“直观”看法,使用有序数对给出了一个形式化定义,并用或来表示一般函数[16]。

“关系说”定义揭示了函数的本质但过于形式化,不利于初学者掌握[17],因此出现了函数新定义的一些尝试[13][14]。笔者认为,虽然这种定义比较抽象,但对于已经熟练掌握高中教科书中函数概念的学生来说,适当的形式化可以培养学生的数学抽象素养,尤其是对于基础较好的学生,为了学生今后的发展,了解函数的一些更近代定义或许可以为他们打开一扇了解近现代数学的大门。

2.5 教科书中的函数概念

我们使用现行人教A版高中教科书(2019年新教材)的函数概念:一般地,设,是非空的实数集,如果对于集合中的任意一个数,按照某种确定的对应关系,在集合中都有唯一确定的数和它对应,那么就称为从集合到集合的一个函数,记作。其中,叫做自变量,的取值范围叫做函数的定义域;与的值相对应的值叫做函数值,函数值的集合叫做函数的值域。

从上面的叙述可以看出,在高中阶段,函数定义就是结合了布尔巴基学派的“关系说”和源自狄利克雷、柯西、黎曼等的“对应说”而形成的,这种表述也称为函数的“对应关系说”。

在这个概念中有一点需要说明:非空实数集指由实数组成的非空集合。为什么要如此大费口舌呢?原因在于实数集在教材中是一个特殊的集合,人教A版教材中称“全体实数组成的集合称为实数集”,于是实数集特指,显然是非空的。教材中只有在函数定义中出现了“非空实数集”一词,因此应特别指出,以避免初学者将这一定义中的非空实数集当作。与人教A版旧教材相比,原来的定义为“设,为非空的数集”,从数集到实数集,尽管只有一字之差,但对于初学者而言,却容易引起歧义。为了严谨,我们建议在定义中“设,为的非空子集”。此外,为了强调集合的重要性,以及区分集合和值域,我们也建议给集合一名称“陪域”(英文codomain),这样的叫法在英文文献中广泛使用。

中学阶段的函数概念考虑的是非空实数集合之间的映射,而这一概念在学生步入大学初期就会迅速而广泛地推广,如多元微积分中的多变量函数是到的映射,线性代数中的线性映射研究到的映射,内积是到的映射。从历史上看,函数最早指微积分中到的函数,如今用集合概念给出的一般函数(映射)概念在数学中起到了强大的统一作用[16]。因此,对于学力较好的学生,可以适当补充映射的相关知识,为学生进一步理解函数的推广概念奠定基础。

对函数概念的简单回顾可以看出函数概念是一代代数学家经过多次抽象的结果,不同的历史阶段,对函数的认识角度不同,即使是同一数学家,在其不同阶段对函数的定义也有差异。函数是微积分的基本研究对象,但从历史上看,微积分在函数概念没有明确给出之前就建立了,最早的微积分是建立在曲线上的(几何学)。函数概念的提出使得诞生于几何学的微积分走上了代数化的道路,作为继欧几里得几何之后,全部数学中一个最大的创造,微积分的发展又促使人们对函数有了新的认识。

函数最早是一个几何概念,当用解析式表达函数时成为一个代数概念(或分析概念),从数学史上看,用幂级数定义的函数(如的幂级数定义)、用积分定义的函数(如欧拉定义的Gamma函数,概率论中正态分布函数等)、用微分方程或偏微分方程的解定义的函数(如Bessel函数、超几何函数等特殊函数)等对推动数学和应用数学的发展起了非常重要的作用,感兴趣的读者可以参考[18][19];当函数作为“对应”的“逻辑”概念出现时,函数的概念进一步得到发展。随着数学的发展,函数的概念不断精确化,并且不断推广和发展,其漫长的演变过程,体现了人们追求真理的执着精神。

当谈到数学符号,不得不提及莱布尼茨。莱布尼茨希望找到一个符号系统,并给出这些符号之间的运算规则或推理演算规则,使用这种符号演算,就能够判断用这种语言写成的句子何时为真。给出这样一套理想的符号系统或语言,给出确定的语言演算规则,把日常问题转化为这种语言,利用演算就可以求解问题的答案,这就是莱布尼茨之梦!莱布尼茨曾说“符号的一般技巧或记法上的技巧是一种绝妙的辅助工具,因为它减轻了想象的职务,……要是所用的记号简洁地表达了而且反映了事物最本质的话,那么思想的工作就大大地减少了”。如莱布尼茨把曲线看成是边数为无穷的多边形,每个点的纵坐标为,是无穷多边形的边的交点确定的横轴的无穷小的部分,从而表示无穷小面积,因此莱布尼茨的记号解释为曲线下的面积。莱布尼茨发明的微分符号和积分符号沿用至今,莱布尼茨的这些符号也把只有少数专家能懂的微积分理论变成了可以在教科书中讲授的清晰明白的内容。数学史学家梁宗巨先生认为“一套合适的符号,绝对不仅仅是起速记、节省时间的作用。因为他能精明地、深刻地表达某种概念、方法和逻辑关系,对于一个复杂的公式,如果不用符号而用日常用语来表述,往往十分冗长而模糊不清。”莱布尼茨使用的符号具有极大的优越性,这充分体现了一套好的符号体系与演算规则力量无穷!

然而,从我们所查阅的资料分析可以看出,尽管“function”一词是莱布尼茨最早引入的,但我们熟悉的函数符号的创立应归功于欧拉。事实上,欧拉引入的符号在几何学、代数学、三角学及分析学中也随处可见,如三角学中使用小写字母、和表示三角形的边,使用对应的大写字母、和表示对应的角,就源自于欧拉,此外用表示对数函数,用表示求和也都源于欧拉。总之,我们今天所使用的符号之所以是这个样子,很大一部分功劳归功于欧拉和莱布尼茨。

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