浅析分析与微积分简史
数学中的分析分支是专门研究实数和复数及其函数的数学分支。它的发展始于微积分,并扩展到函数的连续性、可微性和可积性。这些特征有助于我们研究物质世界,发现自然规律。
从历史上看,数学分析起源于17世纪,伴随着牛顿和莱布尼茨发明了微积分。17和18世纪数学分析的题目,如变分法、常微分方程和偏微分方程、傅立叶分析和生成函数,基本上都是在应用工作中发展起来的。微积分方法成功地用连续方法逼近离散问题。
在整个18世纪,函数概念的定义成为数学家们争论的话题。19世纪,柯西通过引入柯西数列的概念,首次将微积分建立在坚实的逻辑基础上。他还创立了复分析的形式理论。泊松、约瑟夫·刘维尔、傅立叶和其他数学家研究了偏微分方程和调和分析。
在那个世纪中叶,黎曼介绍了他的积分理论。在19世纪的最后三十年,Veiershtrass的分析的算术化产生了。他认为几何论证本质上是误导性的,引入了极限(ε,δ)的定义。此时,数学家们开始担心他们在没有证明的情况下假设了实连续统的存在。戴德金用德德金除法构造实数。大约在那个时候,改进黎曼积分定理的尝试也导致了对实数函数的不连续集合的“大小”的研究。
此外,还创建了处处不连续的函数、处处连续但不可微的函数以及空间填充曲线。在这种背景下,乔丹发展了他的测度论,康托尔发展了现在的朴素集合论,贝尔证明了贝尔定理。20世纪早期,公理集合论使微积分形式化。勒贝格解决了测度问题,希尔伯特引入希尔伯特空间解决了积分方程。赋范向量空间的思想开始传播,在1920年代,巴拿赫创立了泛函分析。
数学分析目前分为以下子领域:
实分析是对实函数的微分和积分形式上严格的研究。这包括极限、幂级数和测度的学习。
泛函分析研究函数空间,引入了Banach空间和Hilbert空间等概念。
调和分析涉及傅立叶级数及其抽象。
复分析是研究复平面到复平面的复可微函数。