『壹』 数学上的幂这个词是谁发明的
1673年,莱布尼兹首次使用函数一词表示“幂”
戈特弗里德·威廉·莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz,1646年7月1日-1716年11月14日),德国犹太族哲学家、数学家,历史上少见的通才,被誉为十七世纪的亚里士多德。他本人是一名律师,经常往返于各大城镇,他许多的公式都是在颠簸的马车上完成的,他也自称具有男爵的贵族身份。
莱布尼茨在数学史和哲学史上都占有重要地位。在数学上,他和牛顿先后独立发明了微积分,而且他所使用的微积分的数学符号被更广泛的使用,莱布尼茨所发明的符号被普遍认为更综合,适用范围更加广泛。莱布尼茨还对二进制的发展做出了贡献。
在哲学上,莱布尼茨的乐观主义最为著名;他认为,“我们的宇宙,在某种意义上是上帝所创造的最好的一个”。他和笛卡尔、巴鲁赫·斯宾诺莎被认为是十七世纪三位最伟大的理性主义哲学家。莱布尼茨在哲学方面的工作在预见了现代逻辑学和分析哲学诞生的同时,也显然深受经院哲学传统的影响,更多地应用第一性原理或先验定义,而不是实验证据来推导以得到结论。
莱布尼茨在政治学、法学、伦理学、神学、哲学、历史学、语言学诸多方向都留下了著作
『贰』 指数函数发展历程
1.函数概念的产生与发展
(1)函数概念的起源
函数概念的萌芽,可以追溯到古代对图形轨迹的研究,随着社会的发展,人们开始逐渐发现,在所有已经建立起来的数的运算中,某些量之间存在着一种规律:一个或几个量的变化,会引起另一个量的变化,这种从数学本身的运算中反映出来的量与量之间的相互依赖关系,就是函数概念的萌芽。在代数学的方程理论中,对不定方程的求解,使得人们对函数概念逐步由模糊趋向清晰。
(2)函数概念的产生
恩格斯指出:“数学中的转折点是笛卡儿的变数,有了变数,运动进入了数学;有了变数,辩证法进入了数学” 。笛卡儿在1637年出版的《几何学》中,第一次涉及到变量,他称为“未知和未定的量”,同时也引入了函数的思想。英国数学家格雷果里在1667年给出的函数的定义,被认为是函数解析定义的开始。他在“论圆和双曲线的求积”中指出:从一些其他量经过一系列代数运算或任何其他可以想象的运算而得到的一个量。这里的运算指的是五种代数运算以及求极限运算,但这一定义未能引起人们的重视。
一般公认最早给出函数定义的是德国数学家莱布尼兹,他在1673年的一篇手稿中,把任何一个随着曲线上的点变动而变动的几何量,如切线、法线、点的纵坐标都称为函数;并且强调这条曲线是由一个方程式给出的。莱布尼兹又在1692年的论文中,称 幂的 、 、 等为 的幂数,把幂与函数看作同义语,以后又用“函数”表示依赖于一个变量的量。
(3)函数概念的扩张
函数概念被提出后,由于微积分学的发展,函数概念也不断进行扩张,日趋深化。致使函数概念日趋精确化、科学化。函数概念在发展过程中,大致经过了以下几个阶段的扩张。
第一次扩张主要是解析扩张,提出了“解析的函数概念”。瑞士数学家约翰.伯努利于1698年给出了函数新的定义:由变量 和常量用任何方式构成的量都可以叫做 的函数。这里的“任何方式”包括了代数式子和超越式子。1748年欧拉在《无穷小分析引论》中给出的函数定义是:“变量的函数是一个解析表达式,它是由这个变量和一些常量以任何方式组成的”。1734年欧拉还曾引入了函数符号 ,并区分了显函数和隐函数、单值函数和多值函数、一元函数和多元函数等。在十八世纪占主要地位的观点是,把函数理解为一个解析表达式(有限或无限的)。
函数概念的第二次扩张是从几何方而的扩张,提出了“几何的函数概念”。十八世纪中期的一些数学家发展了莱布尼兹将函数看作几何量的观点,而把曲线称为函数(因为解析表达式在几何上表示为曲线)。达朗贝尔在1746年研究弦振动问题时,提出了用单独的解析表达式给出的曲线是函数,后来欧拉发现有些曲线不一定是由单个解析式给出的,因此提出了一个新的定义,函数是:“ 平面上随手画出来的曲线所表示的 与 的关系”。即把函数定义为由单个解析式表达出的连续函数,也包括由若干个解析式表达出的不连续函数(不连续函数的名称是由欧拉提出的)。
函数概念的第三次扩张,朴素地反映了函数中的辩证因素,体现了“自变”到“因变”的生动过程。形成了“科学函数定义的雏型”。1775年,欧拉在《微分学》一书中,给出了函数的另一定义:“如果某些变量,以这样一种方式依赖于另一些变量,即当后者变化时,前者也随之变化,则称前面的变量为后面变量的函数”。值得指出的是,这里的“依赖”、“随之变化”等等的含义仍不十分确切。这个定义限制了概念的外延,它只能算函数概念的科学雏型。在这次函数概念的扩张中,十九世纪最杰出的法国数学家柯西在1821年所著的《解析教程》中,给出了如下函数定义:“在某些变量间存在着一定的关系,当一经给定其中某一变量的值,其他变量的值也随之确定,则将最初的变量称为自变量,其他各个变量称为函数”。这个定义把函数概念与曲线、连续、解析式等纠缠不清的关系给予了澄清,也避免了数学意义欠严格的“变化”一词。函数是用一个式子或多个式子表示,甚至是否通过式子表示都无关要紧。
函数概念的第四次扩张,可称为“科学函数定义”进入精确化阶段。德国数学家狄利克雷于1837年给出了函数定义:“若对x(a≤x≤b)的每一个值,y总有完全确定的值与之对应,不管建立起这种对应的法则的方式如何,都称y是x的函数”。这一定义彻底地抛弃了前面一些定义中解析式的束缚,强调和突出函数概念的本质,即对应思想,使之具有更加丰富的内涵。因而,此定义才真正可以称得上是函数的科学定义,为理论研究和实际应用提供了方便。狄利克雷还给出了著名的函数(人们称为狄利克雷函数),这个函数是难以用简单的包含自变量x的解析式表达的,但按照上述定义的确是一个函数。为使函数概念适用范围更加广泛,人们对函数定义作了如下补充:“函数y=f(x)的自变量,可以不必取[a,b]中的一切值,而可以仅取其任一部分”,换句话说就是x的取值可以是任意数集,这个集合中可以有有限个数、也可以有无限多个数,可以是连续的、也可以是离散的。这样就使函数成了一个非常广泛的概念。但是,自变量及函数仍然仅限于数的范围,而且也没有意识到“函数”应当指对应法则本身。
函数概念的第五次扩张,提出了“近代函数定义”。出现了美国数学家维布伦的函数定义,这个定义是建立在重新定义变量、变域和常量的基础上的。所谓变量,是代表某集合中任意一个“元素”的记号,由变量所表示的任一元素,称为该变量的值。变量x代表的“元素”的集合,为该变量的变域,而常量是上述集合中只包含一个“元素”情况下的特殊变量。这样的变量与常量的定义,比原来的定义更趋一般化了,而且克服了以往变量定义的缺陷,变量“变动”改进为变量在变域(集合)中代表一个个元素。利用这一变量的定义,维布伦给出了近代函数定义:“设集合X、Y,如果X中每一个元素x都有Y中唯一确定的元素y与之对应,那么我们就把此对应叫做从集合X到集合Y的映射,记作f:X Y,y=f(x)”。映射的特殊情况,从数集到数集的映射就是前面狄利克雷的函数定义;从“数集”到“集”仅一字之差,但含意却大不相同。从而使函数概念摆脱了数的束缚,使得函数概念能广泛地应用于数学的各个分支及其它学科中。
函数概念的第六次扩张,提出了“现代函数定义”。19世纪康托尔创建了集合论,函数概念进入了集合论的范畴,使函数概念纯粹地使用集合论语言进行定义。在这种情形下,函数、映射又归结为一种更为广泛的概念——关系。“设集合X、Y,定义X与Y的积集X Y如下:X Y={(x,y)|x X,y Y}。积集X Y中的一个子集R称为X与Y的一个关系,若(x,y) R,则称x与y有关系R,记为xR(y);若(x,y) R,则称x与y无关系R。设 是x与y的关系,即 X Y,如果(x,y)、(x,z) ,必有y=z,那么称 为X到Y的映射或函数”。这就是现代的函数定义,它在形式上回避了“对应”术语,使用的全部是集合论的语言,一扫原来定义中关于“对应”的含义存在着的模糊性,而使函数念更为清晰、正确,应用范围更加广泛了。
『叁』 三角函数谁发明的
历史表明,重要数学概念对数学发展的作用是不可估量的,函数概念对数学发展的影响,可以说是贯穿古今、旷日持久、作用非凡,回顾函数概念的历史发展,看一看函数概念不断被精炼、深化、丰富的历史过程,是一件十分有益的事情,它不仅有助于我们提高对函数概念来龙去脉认识的清晰度,而且更能帮助我们领悟数学概念对数学发展,数学学习的巨大作用. (一) 马克思曾经认为,函数概念来源于代数学中不定方程的研究.由于罗马时代的丢番图对不定方程已有相当研究,所以函数概念至少在那时已经萌芽. 自哥白尼的天文学革命以后,运动就成了文艺复兴时期科学家共同感兴趣的问题,人们在思索:既然地球不是宇宙中心,它本身又有自转和公转,那么下降的物体为什么不发生偏斜而还要垂直下落到地球上?行星运行的轨道是椭圆,原理是什么?还有,研究在地球表面上抛射物体的路线、射程和所能达到的高度,以及炮弹速度对于高度和射程的影响等问题,既是科学家的力图解决的问题,也是军事家要求解决的问题,函数概念就是从运动的研究中引申出的一个数学概念,这是函数概念的力学来源. (二) 早在函数概念尚未明确提出以前,数学家已经接触并研究了不少具体的函数,比如对数函数、三角函数、双曲函数等等.1673年前后笛卡儿在他的解析几何中,已经注意到了一个变量对于另一个变量的依赖关系,但由于当时尚未意识到需要提炼一般的函数概念,因此直到17世纪后期牛顿、莱布尼兹建立微积分的时候,数学家还没有明确函数的一般意义. 1673年,莱布尼兹首次使用函数一词表示“幂”,后来他用该词表示曲线上点的横坐标、纵坐标、切线长等曲线上点的有关几何量.由此可以看出,函数一词最初的数学含义是相当广泛而较为模糊的,几乎与此同时,牛顿在微积分的讨论中,使用另一名词“流量”来表示变量间的关系,直到1689年,瑞士数学家约翰·贝努里才在莱布尼兹函数概念的基础上,对函数概念进行了明确定义,贝努里把变量x和常量按任何方式构成的量叫“x的函数”,表示为yx. 当时,由于连接变数与常数的运算主要是算术运算、三角运算、指数运算和对数运算,所以后来欧拉就索性把用这些运算连接变数x和常数c而成的式子,取名为解析函数,还将它分成了“代数函数”与“超越函数”. 18世纪中叶,由于研究弦振动问题,达朗贝尔与欧拉先后引出了“任意的函数”的说法.在解释“任意的函数”概念的时候,达朗贝尔说是指“任意的解析式”,而欧拉则认为是“任意画出的一条曲线”.现在看来这都是函数的表达方式,是函数概念的外延. (三) 函数概念缺乏科学的定义,引起了理论与实践的尖锐矛盾.例如,偏微分方程在工程技术中有广泛应用,但由于没有函数的科学定义,就极大地限制了偏微分方程理论的建立.1833年至1834年,高斯开始把注意力转向物理学.他在和W·威伯尔合作发明电报的过程中,做了许多关于磁的实验工作,提出了“力与距离的平方成反比例”这个重要的理论,使得函数作为数学的一个独立分支而出现了,实际的需要促使人们对函数的定义进一步研究. 后来,人们又给出了这样的定义:如果一个量依赖着另一个量,当后一量变化时前一量也随着变化,那么第一个量称为第二个量的函数.“这个定义虽然还没有道出函数的本质,但却把变化、运动注入到函数定义中去,是可喜的进步.” 在函数概念发展史上,法国数学家富里埃的工作影响最大,富里埃深刻地揭示了函数的本质,主张函数不必局限于解析表达式.1822年,他在名著《热的解析理论》中说,“通常,函数表示相接的一组值或纵坐标,它们中的每一个都是任意的……,我们不假定这些纵坐标服从一个共同的规律;他们以任何方式一个挨一个.”在该书中,他用一个三角级数和的形式表达了一个由不连续的“线”所给出的函数.更确切地说就是,任意一个以2π为周期函数,在〔-π,π〕区间内,可以由 表示出,其中 富里埃的研究,从根本上动摇了旧的关于函数概念的传统思想,在当时的数学界引起了很大的震动.原来,在解析式和曲线之间并不存在不可逾越的鸿沟,级数把解析式和曲线沟通了,那种视函数为解析式的观点终于成为揭示函数关系的巨大障碍. 通过一场争论,产生了罗巴切夫斯基和狄里克莱的函数定义. 1834年,俄国数学家罗巴切夫斯基提出函数的定义:“x的函数是这样的一个数,它对于每个x都有确定的值,并且随着x一起变化.函数值可以由解析式给出,也可以由一个条件给出,这个条件提供了一种寻求全部对应值的方法.函数的这种依赖关系可以存在,但仍然是未知的.”这个定义建立了变量与函数之间的对应关系,是对函数概念的一个重大发展,因为“对应”是函数概念的一种本质属性与核心部分. 1837年,德国数学家狄里克莱(Dirichlet)认为怎样去建立x与y之间的关系无关紧要,所以他的定义是:“如果对于x的每一值,y总有完全确定的值与之对应,则y是x的函数.” 根据这个定义,即使像如下表述的,它仍然被说成是函数(狄里克莱函数): f(x)= 1 (x为有理数), 0 (x为无理数). 在这个函数中,如果x由0逐渐增大地取值,则f(x)忽0忽1.在无论怎样小的区间里,f(x)无限止地忽0忽1.因此,它难用一个或几个式子来加以表示,甚至究竟能否找出表达式也是一个问题.但是不管其能否用表达式表示,在狄里克莱的定义下,这个f(x)仍是一个函数. 狄里克莱的函数定义,出色地避免了以往函数定义中所有的关于依赖关系的描述,以完全清晰的方式为所有数学家无条件地接受.至此,我们已可以说,函数概念、函数的本质定义已经形成,这就是人们常说的经典函数定义. (四) 生产实践和科学实验的进一步发展,又引起函数概念新的尖锐矛盾,本世纪20年代,人类开始研究微观物理现象.1930年量子力学问世了,在量子力学中需要用到一种新的函数——δ-函数, 即ρ(x)= 0,x≠0, ∞,x=0. 且 δ-函数的出现,引起了人们的激烈争论.按照函数原来的定义,只允许数与数之间建立对应关系,而没有把“∞”作为数.另外,对于自变量只有一个点不为零的函数,其积分值却不等于零,这也是不可想象的.然而,δ-函数确实是实际模型的抽象.例如,当汽车、火车通过桥梁时,自然对桥梁产生压力.从理论上讲,车辆的轮子和桥面的接触点只有一个,设车辆对轨道、桥面的压力为一单位,这时在接触点x=0处的压强是 P(0)=压力/接触面=1/0=∞. 其余点x≠0处,因无压力,故无压强,即 P(x)=0.另外,我们知道压强函数的积分等于压力,即 函数概念就在这样的历史条件下能动地向前发展,产生了新的现代函数定义:若对集合M的任意元素x,总有集合N确定的元素y与之对应,则称在集合M上定义一个函数,记为y=f(x).元素x称为自变元,元素y称为因变元. 函数的现代定义与经典定义从形式上看虽然只相差几个字,但却是概念上的重大发展,是数学发展道路上的重大转折,近代的泛函分析可以作为这种转折的标志,它研究的是一般集合上的函数关系. 函数概念的定义经过二百多年来的锤炼、变革,形成了函数的现代定义,应该说已经相当完善了.不过数学的发展是无止境的,函数现代定义的形式并不意味着函数概念发展的历史终结,近二十年来,数学家们又把函数归结为一种更广泛的概念—“关系”. 设集合X、Y,我们定义X与Y的积集X×Y为 X×Y={(x,y)|x∈X,y∈Y}. 积集X×Y中的一子集R称为X与Y的一个关系,若(x,y)∈R,则称x与y有关系R,记为xRy.若(x,y)R,则称x与y无关系. 现设f是X与Y的关系,即fX×Y,如果(x,y),(x,z)∈f,必有y=z,那么称f为X到Y的函数.在此定义中,已在形式上回避了“对应”的术语,全部使用集合论的语言了. 从以上函数概念发展的全过程中,我们体会到,联系实际、联系大量数学素材,研究、发掘、拓广数学概念的内涵是何等重要.
『肆』 什么是指数幂 又是谁提出的有什么用
指数幂是指乘方运算的次数。具体是谁提出的,应该是数学大会中公开规定的把。作用便是规定被指数的乘方次数。
『伍』 对数函数是谁发明的
对数函数的历史: 16世纪末至17世纪初的时候,当时在自然科学领域(特别是天文学)的发展上经常遇到大量精密而又庞大的数值计算,於是数学家们为了寻求化简的计算方法而发明了对数。 德国的史提非(1487-1567)在1544年所著的《整数算术》中,写出了两个数列,左边是等比数列(叫原数),右边是一个等差数列(叫原数的代表,或称指数,德文是Exponent ,有代表之意)。 欲求左边任两数的积(商),只要先求出其代表(指数)的和(差),然后再把这个和(差)对向左边的一个原数,则此原数即为所求之积(商),可惜史提非并未作进一步探索,没有引入对数的概念。 纳皮尔对数值计算颇有研究。他所制造的「纳皮尔算筹」,化简了乘除法运算,其原理就是用加减来代替乘除法。 他发明对数的动机是为寻求球面三角计算的简便方法,他依据一种非常独等的与质点运动有关的设想构造出所谓对数方 法,其核心思想表现为算术数列与几何数列之间的联系。在他的《奇妙的对数表的描述》中阐明了对数原理,后人称为 纳皮尔对数,记为Nap.㏒x,它与自然对数的关系为 Nap.㏒x=107㏑(107/x) 由此可知,纳皮尔对数既不是自然对数,也不是常用对数,与现今的对数有一定的距离。 瑞士的彪奇(1552-1632)也独立地发现了对数,可能比纳皮尔较早,但发表较迟(1620)。 英国的布里格斯在1624年创造了常用对数。 1619年,伦敦斯彼得所著的《新对数》使对数与自然对数更接近(以e=2.71828...为底)。 对数的发明为当时社会的发展起了重要的影响,正如科学家伽利略(1564-1642)说:「给我时间,空间和对数,我可以创造出一个宇宙」。又如十八世纪数学家拉普拉斯( 1749-1827)亦提到:「对数用缩短计算的时间来使天文学家的寿命加倍」。 最早传入我国的对数著作是《比例与对数》,它是由波兰的穆尼斯(1611-1656)和我国的薛凤祚在17世纪中叶合 编而成的。当时在lg2=0.3010中,2叫「真数」,0.3010叫做「假数」,真数与假数对列成表,故称对数表。后来改用 「假数」为「对数」。 我国清代的数学家戴煦(1805-1860)发展了多种的求对数的捷法,著有《对数简法》(1845)、《续对数简法》(1846)等。1854年,英国的数学家艾约瑟(1825-1905) 看到这些著作后,大为叹服。 当今中学数学教科书是先讲「指数」,后以反函数形式引出「对数」的概念。但在历史上,恰恰相反,对数概念不是来自指数,因为当时尚无分指数及无理指数的明确概念。布里格斯曾向纳皮尔提出用幂指数表示对数的建议。1742年 ,J.威廉(1675-1749)在给G.威廉的《对数表》所写的前言中作出指数可定义对数。而欧拉在他的名著《无穷小 分析寻论》(1748)中明确提出对数函数是指数函数的逆函数,和现在教科书中的提法一致。赞同0| 评论
『陆』 什么是幂,什么是幂的指数
求n个相同因数a的积的运算叫乘方,即a•a•a……a = an,其中a叫底数,n叫指数, an (乘方的结果幂.。
『柒』 幂和指数的区别
这两句话并不矛盾,只要记住幂代表某一个数的次方就行了,考试时会具体写出几次方,并不是写幂,不用担心这个问题
『捌』 幂的指数是什么
要举例说明才可以:
比如 x的n次方, 其中n就为幂指数
『玖』 指数与幂的关系
幂和指数的关系:
指数是幂运算aⁿ(a≠0)中的一个参数,a为底数,n为指数,指数位于底数的右上角,幂运算表示指数个底数相乘。
1指数
指数是幂运算aⁿ(a≠0)中的一个参数,a为底数,n为指数,指数位于底数的右上角。
当指数n=0时,a0=1
当指数n>0时,且n为整数时,aⁿ等于n个a相乘。
当指数n小于0时,aⁿ=1/a-n
当指数n=2时,称为平方
当指数n=3时,称为立方
2幂
幂指乘方运算的结果。n^m指该式意义为m个n相乘。把n^m看作乘方的结果,叫做n的m次幂,也叫n的m次方。
比较大小:
(1)计算比较法:先通过幂的计算,然后根据结果的大小,来进行比较的。
(2)底数比较法:在指数相同的情况下,通过比较底数的大小,来确定两个幂的大小。
(3)指数比较法:在底数相同的情况下,通过比较指数的大小,来确定两个幂的大小。
(4)求差比较法:将两个幂相减,根据其差与0的比较情况,来确定两个幂的大小。
(5)求商比较法:将两个幂相除,然后通过商与1的大小关系,比较两个幂的大小。
(6)乘方比较法:将两个幂乘方后化为同指数幂,通过进行比较结果,来确定两个幂的大小。
(7)定值比较法:通过选一个与两个幂中一个幂相接近的幂作定值,然后用两个幂与所选取的定值相比较,由此来确定两个幂的大小。