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极限产生和发展历史,函数极限的定义起源?

(1)由来

与一切科学的思想方法一样,极限思想也是社会实践的产物。极限的思想可以追溯到古代,刘徽的割圆术就是建立在直观基础上的一种原始的极限思想的应用;古希腊人的穷竭法也蕴含了极限思想,但由于希腊人“对无限的恐惧”,他们避免明显地“取极限”,而是借助于间接证法——归谬法来完成了有关的证明。

到了16世纪,荷兰数学家斯泰文在考察三角形重心的过程中改进了古希腊人的穷竭法,他借助几何直观,大胆地运用极限思想思考问题,放弃了归缪法的证明。如此,他就在无意中“指出了把极限方法发展成为一个实用概念的方向”。

(2)发展

极限思想的进一步发展是与微积分的建立紧密相联系的。16世纪的欧洲处于资本主义萌芽时期,生产力得到极大的发展,生产和技术中大量的问题,只用初等数学的方法已无法解决,要求数学突破只研究常量的传统范围,而提供能够用以描述和研究运动、变化过程的新工具,这是促进极限发展、建立微积分的社会背景。

起初牛顿和莱布尼茨以无穷小概念为基础建立微积分,后来因遇到了逻辑困难,所以在他们的晚期都不同程度地接受了极限思想。

牛顿用路程的改变量ΔS与时间的改变量Δt之比ΔS/Δt表示运动物体的平均速度,让Δt无限趋近于零,得到物体的瞬时速度,并由此引出导数概念和微分学理论。

他意识到极限概念的重要性,试图以极限概念作为微积分的基础,他说:“两个量和量之比,如果在有限时间内不断趋于相等,且在这一时间终止前互相靠近,使得其差小于任意给定的差,则最终就成为相等”。

但牛顿的极限观念也是建立在几何直观上的,因而他无法得出极限的严格表述。

牛顿所运用的极限概念,只是接近于下列直观性的语言描述:“如果当n无限增大时,an无限地接近于常数A,那么就说an以A为极限”。

这种描述性语言,人们容易接受,现代一些初等的微积分读物中还经常采用这种定义。但是,这种定义没有定量地给出两个“无限过程”之间的联系,不能作为科学论证的逻辑基础。

正因为当时缺乏严格的极限定义,微积分理论才受到人们的怀疑与攻击,例如,在瞬时速度概念中,究竟Δt是否等于零?如果说是零,怎么能用它去作除法呢?如果它不是零,又怎么能把包含着它的那些项去掉呢?这就是数学史上所说的无穷小悖论。

英国哲学家、大主教贝克莱对微积分的攻击最为激烈,他说微积分的推导是“分明的诡辩”。

贝克莱之所以激烈地攻击微积分,一方面是为宗教服务,另一方面也由于当时的微积分缺乏牢固的理论基础,连牛顿自己也无法摆脱极限概念中的混乱。这个事实表明,弄清极限概念,建立严格的微积分理论基础,不但是数学本身所需要的,而且有着认识论上的重大意义。

(3)完善

极限思想的完善与微积分的严格化密切联系。

在很长一段时间里,微积分理论基础的问题,许多人都曾尝试解决,但都未能如愿以偿。

这是因为数学的研究对象已从常量扩展到变量,而人们对变量数学特有的规律还不十分清楚;对变量数学和常量数学的区别和联系还缺乏了解;对有限和无限的对立统一关系还不明确。

这样,人们使用习惯了的处理常量数学的传统思想方法,就不能适应变量数学的新需要,仅用旧的概念说明不了这种“零”与“非零”相互转化的辩证关系。

到了18世纪,罗宾斯、达朗贝尔与罗依里埃等人先后明确地表示必须将极限作为微积分的基础概念,并且都对极限作出过各自的定义。

其中达朗贝尔的定义是:“一个量是另一个量的极限,假如第二个量比任意给定的值更为接近第一个量”,它接近于极限的正确定义;然而,这些人的定义都无法摆脱对几何直观的依赖。

事情也只能如此,因为19世纪以前的算术和几何概念大部分都是建立在几何量的概念上面的。

首先用极限概念给出导数正确定义的是捷克数学家波尔查诺,他把函数f(x)的导数定义为差商Δy/Δx的极限f′(x),他强调指出f′(x)不是两个零的商。波尔查诺的思想是有价值的,但关于极限的本质他仍未说清楚。

到了19世纪,法国数学家柯西在前人工作的基础上,比较完整地阐述了极限概念及其理论,他在《分析教程》中指出:“当一个变量逐次所取的值无限趋于一个定值,最终使变量的值和该定值之差要多小就多小,这个定值就叫做所有其他值的极限值,特别地,当一个变量的数值(绝对值)无限地减小使之收敛到极限0,就说这个变量成为无穷小”。

柯西把无穷小视为以0为极限的变量,这就澄清了无穷小“似零非零”的模糊认识,这就是说,在变化过程中,它的值可以是非零,但它变化的趋向是“零”,可以无限地接近于零。

柯西试图消除极限概念中的几何直观,作出极限的明确定义,然后去完成牛顿的愿望。但柯西的叙述中还存在描述性的词语,如“无限趋近”、“要多小就多小”等,因此还保留着几何和物理的直观痕迹,没有达到彻底严密化的程度。

为了排除极限概念中的直观痕迹,维尔斯特拉斯提出了极限的静态的定义,给微积分提供了严格的理论基础。所谓 an=A,就是指:“如果对任何ε>0,总存在自然数N,使得当n>N时,不等式|an-A|<ε恒成立”。

这个定义,借助不等式,通过ε和N之间的关系,定量地、具体地刻划了两个“无限过程”之间的联系。因此,这样的定义是严格的,可以作为科学论证的基础,至今仍在数学分析书籍中使用。在该定义中,涉及到的仅仅是数及其大小关系,此外只是给定、存在、任取等词语,已经摆脱了“趋近”一词,不再求助于运动的直观。

众所周知,常量数学静态地研究数学对象,自从解析几何和微积分问世以后,运动进入了数学,人们有可能对物理过程进行动态研究。之后,维尔斯特拉斯建立的ε-N语言,则用静态的定义刻划变量的变化趋势。这种“静态——动态——静态”的螺旋式的演变,反映了数学发展的辩证规律。

由来:

与一切科学的思想方法一样,极限思想也是社会实践的大脑抽象思维的产物。极限的思想可以追溯到古代,例如,祖国刘徽的割圆术就是建立在直观图形研究的基础上的一种原始的可靠的“不断靠近”的极限思想的应用;

古希腊人的穷竭法也蕴含了极限思想,但由于希腊人“对’无限‘的恐惧”,他们避免明显地人为“取极限”,而是借助于间接证法——归谬法来完成了有关的证明。

到了16世纪,荷兰数学家斯泰文在考察三角形重心的过程中,改进了古希腊人的穷竭法,他借助几何直观,大胆地运用极限思想思考问题,放弃了归缪法的证明。如此,他就在无意中“指出了把极限方法发展成为一个实用概念的方向”。

扩展资料

极限思想的进一步发展是与微积分的建立紧密相联系的。16世纪的欧洲处于资本主义萌芽时期,生产力得到极大的发展,生产和技术中遇到大量的问题。

开始人们只用初等数学的方法已无法解决,要求数学突破’只研究常量‘的传统范围,而寻找能够提供能描述和研究运动、变化过程的新工具,是促进’极限‘思维发展、建立微积分的社会背景。

起初牛顿和莱布尼茨以无穷小概念为基础建立了微积分,后来因遇到逻辑困难,所以在他们的晚期都不同程度地接受了极限思想。

极限是从生活中的几何开始,具体的过程我无法完整的描述,大致就是近似、无限逼近,数学分析里几乎所有的知识都围绕着极限,你可以去找一些数学史的书来看看,数学分析,作为本科生,大学四年要将课本至少来回看四遍,大学读完都不一定能懂。

极限是由魏尔斯特拉斯提出的。极限主要是作为微积分的理论基础存在的。

魏尔斯特拉斯这种思想由来已久,现代意义上的极限是由魏尔斯特拉斯给出的.极限主要是作为微积分的理论基础存在的.

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这种思想由来已久,现代意义上的极限是由魏尔斯特拉斯给出的。

极限主要是作为微积分的理论基础存在的。

lim是一种数学术语,表示极限(limit)。

由1786年瑞士数学家鲁易理(Lhuillier)首次引入。

极限是微积分中的基础概念,它指的是变量在一定的变化过程中,从总的来说逐渐稳定的这样一种变化趋势以及所趋向的值(极限值)。

极限思想的进一步发展是与微积分的建立紧密相联系的。

16世纪的欧洲处于资本主义萌芽时期,生产力得到极大的发展,生产和技术中大量的问题,只用初等数学的方法已无法解决,要求数学突破只研究常量的传统范围,而提供能够用以描述和研究运动、变化过程的新工具,这是促进极限发展、建立微积分的社会背景。

到了16世纪,荷兰数学家斯泰文在考察三角形重心的过程中改进了古希腊人的穷竭法,他借助几何直观,大胆地运用极限思想思考问题,放弃了归缪法的证明。如此,他就在无意中“指出了把极限方法发展成为一个实用概念的方向

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