История исчисления - History of calculus

Исчисление, известный в своей ранней истории как исчисление бесконечно малых, это математическая дисциплина, ориентированная на пределы, непрерывность, производные, интегралы, и бесконечная серия. Исаак Ньютон и Готфрид Вильгельм Лейбниц независимо разработал теорию исчисления бесконечно малых в конце 17 века. К концу 17 века каждый ученый утверждал, что другой украл его работу, и Споры об исчислении Лейбница-Ньютона продолжалось до смерти Лейбница в 1716 году.

Пионеры исчисления

Древний

Архимед использовал метод истощения вычислить площадь внутри круга

Древний период представил некоторые идеи, которые привели к интеграл исчисления, но, похоже, не развил эти идеи строго и систематически. Вычисления объемов и площадей - одна из целей интегрального исчисления - можно найти в египетском Московский папирус (ок. 1820 г. до н.э.), но формулы даны только для конкретных чисел, некоторые из них верны только приблизительно и не выводятся дедуктивным путем.^[1] Вавилоняне возможно, обнаружил трапеция при проведении астрономических наблюдений за Юпитер.^[2][3]

С возраста Греческая математика, Евдокс (ок. 408–355 до н. э.) использовали метод истощения, что предвещает концепцию лимита для расчета площадей и объемов, а Архимед (ок. 287−212 гг. до н. э.) развил эту идею дальше изобретая эвристика напоминающие методы интегрального исчисления.^[4] Греческие математики также приписывают значительное использование бесконечно малые. Демокрит является первым зарегистрированным человеком, серьезно задумавшим о разделении объектов на бесконечное количество поперечных сечений, но его неспособность рационализировать дискретные поперечные сечения с плавным наклоном конуса помешала ему принять эту идею. Примерно в то же время Зенон Элейский еще больше дискредитировал бесконечно малые, сформулировав парадоксы которые они создают.

Архимед развил этот метод дальше, а также изобрел эвристические методы, которые в некоторой степени напоминают современные концепции. Квадратура параболы, Метод, и На сфере и цилиндре.^[5] Однако не следует думать, что в это время бесконечно малые были поставлены на твердую основу. Только когда оно было дополнено правильным геометрическим доказательством, греческие математики могли принять предложение как истинное. Только в 17 веке метод был формализован Кавальери как метод неделимых и в конечном итоге был включен Ньютон в общие рамки интегральное исчисление. Архимед был первым, кто нашел касательную к кривой, отличной от окружности, методом, похожим на дифференциальное исчисление. Изучая спираль, он разделил движение точки на две составляющие, одну радиальную составляющую движения и одну круговую составляющую движения, а затем продолжил складывать два составляющих движения вместе, тем самым находя касательную к кривой.^[6] Пионеры математического анализа, такие как Исаак Барроу и Иоганн Бернулли были прилежными учениками Архимеда; см., например, C. S. Roero (1983).

В метод истощения был заново изобретен в Китай к Лю Хуэй в 4 веке нашей эры, чтобы найти площадь круга.^[7] В 5 веке Цзу Чунчжи установил метод, который позже будет называться Принцип Кавальери найти объем сфера.^[8]

Средневековый

в Исламский Ближний Восток, арабский математик XI века Ибн аль-Хайсам (Альхазен) вывел формулу для суммы четвертые силы. Он использовал результаты, чтобы провести то, что теперь назвали бы интеграция, где формулы для сумм интегральных квадратов и четвертых степеней позволили ему вычислить объем параболоид.^[9] В XII веке персидский математик Шараф ад-Дин ат-Туси обнаружил производная из кубические многочлены.^[10] Его Трактат об уравнениях разработаны концепции, связанные с дифференциальное исчисление, например, производная функция и максимумы и минимумы кривых, чтобы решить кубическую уравнения которые могут не иметь положительных решений.^[11]

Некоторые идеи по исчислению позже появились в Индийская математика, на Керальская школа астрономии и математики.^[9] Мадхава Сангамаграмы в 14 веке, а затем математики школы Кералы, заявили о таких компонентах исчисления, как Серия Тейлор и бесконечная серия приближения.^[12] Однако им не удалось объединить множество различных идей в рамках двух объединяющих тем производная и интеграл, покажите связь между ними и превратите вычисления в мощный инструмент решения проблем, который у нас есть сегодня.^[9]

Математическое исследование непрерывности было возрождено в XIV в. Оксфордские калькуляторы и французские сотрудники, такие как Николь Орем. Они доказали «Мертон теорема о средней скорости ": равномерно ускоренное тело перемещается на такое же расстояние, что и тело с постоянной скоростью, скорость которого составляет половину конечной скорости ускоряемого тела.^[13]

Ранний модерн

В 17 веке европейские математики Исаак Барроу, Рене Декарт, Пьер де Ферма, Блез Паскаль, Джон Уоллис и другие обсуждали идею производная. В частности, в Methodus ad disquirendam maximam et minima И в De tangentibus linearum curvarum, Ферма разработал адекватность метод определения максимумов, минимумов и касательных к различным кривым, тесно связанный с дифференцированием.^[14] Исаак Ньютон Позже напишет, что его собственные ранние идеи об исчислении исходили непосредственно из «способа Ферма рисовать касательные».^[15]

С интегральной стороны Кавальери разработал свой метод неделимых в 1630-х и 1640-х годах, обеспечивая более современную форму древнегреческого метод истощения,^{[оспаривается ]} и вычисления Квадратурная формула Кавальери, площадь под кривыми Икс^п более высокой степени, которая ранее была вычислена только для параболы Архимедом. Торричелли распространил эту работу на другие кривые, такие как циклоида, а затем формула была обобщена для дробных и отрицательных степеней Уоллисом в 1656 году. В трактате 1659 года Ферма приписывают изобретательный трюк для прямого вычисления интеграла любой степенной функции.^[16] Ферма также получил методику нахождения центров тяжести различных плоских и твердых фигур, что повлияло на дальнейшую работу в квадратуре. Джеймс Грегори под влиянием вклада Ферма как в касание, так и в квадратуру, затем смог доказать ограниченную версию второй основная теорема исчисления в середине 17 века.^[17][18] Первое полное доказательство основная теорема исчисления был дан Исаак Барроу.^{[19]:стр.61 когда дуга ME ~ дуга NH в точке касания F рис.26[20]}

Заштрихованная площадь одной квадратной единицы при Икс = 2.71828 ... Открытие Число Эйлера e, и его использование с функциями e^Икс и натуральный логарифм, завершенная теория интегрирования для исчисления рациональных функций.

Одно из предварительных условий для создания исчисления функций настоящий переменная включала поиск первообразный для рациональная функция ${\displaystyle f(x)\ =\ {\frac {1}{x}}.}$ Эту проблему можно сформулировать так: квадратура прямоугольной гиперболы ху = 1. В 1647 г. Грегуар де Сент-Винсент отметил, что требуемая функция F довольный ${\displaystyle F(st)=F(s)+F(t),}$ так что геометрическая последовательность стал под F, арифметическая последовательность. А. А. де Сараса связала эту особенность с современными алгоритмами, названными логарифмы это позволило сэкономить на арифметике за счет преобразования умножения в сложение. Так F был сначала известен как гиперболический логарифм. После Эйлер использовали e = 2.71828 ..., и F был идентифицирован как обратная функция из экспоненциальная функция, это стало натуральный логарифм, удовлетворяющий ${\displaystyle {\frac {dF}{dx}}\ =\ {\frac {1}{x}}.}$

Первое доказательство Теорема Ролля был дан Мишель Ролль в 1691 г. по методике голландского математика Иоганн ван Ваверен Худде.^[21] Теорема о среднем в ее современном виде была сформулирована Бернар Больцано и Огюстен-Луи Коши (1789–1857) также после основания современного математического анализа. Важный вклад внесли также Barrow, Гюйгенс, и много других.

Ньютон и Лейбниц

Исаак Ньютон

Готфрид Лейбниц

Смотрите также: Споры об исчислении Лейбница – Ньютона

Перед Ньютон и Лейбниц слово «исчисление» относилось к любой области математики, но в последующие годы «исчисление» стало популярным термином для области математики, основанной на их понимании.^[22] Ньютон и Лейбниц, опираясь на эту работу, независимо друг от друга разработали окружающую теорию исчисления бесконечно малых в конце 17 века. Кроме того, Лейбниц проделал большую работу по разработке последовательных и полезных обозначений и концепций. Ньютон предоставил некоторые из наиболее важных приложений к физике, особенно интегральное исчисление. Цель этого раздела - изучить исследования Ньютона и Лейбница в развивающейся области исчисления бесконечно малых. Особое внимание будет уделено обоснованию и описательным терминам, которые они использовали в попытке понять исчисление в том виде, в каком они его сами понимали.

К середине 17 века европейская математика изменила свой основной хранилище знаний. По сравнению с прошлым веком, когда Эллинистический Математика в качестве отправной точки для исследований, Ньютон, Лейбниц и их современники все больше обращали внимание на работы более современных мыслителей.^[23] Европа стала домом для растущего математического сообщества, и с появлением расширенной институциональной и организационной базы был достигнут новый уровень организации и академической интеграции. Однако важно то, что сообществу не хватало формализма; вместо этого он состоял из беспорядочной массы различных методов, приемов, обозначения, теории, и парадоксы.

Ньютон пришел к исчислению в рамках своих исследований в физика и геометрия. Он рассматривал исчисление как научное описание возникновения движения и величины. Для сравнения, Лейбниц сосредоточился на касательная проблема и пришел к выводу, что исчисление метафизический объяснение изменения. Важно отметить, что в основе их понимания лежала формализация обратных свойств между интеграл и дифференциал функции. Это понимание ожидалось их предшественниками, но они были первыми, кто задумал исчисление как систему, в которой были созданы новые риторики и описательные термины.^[24] Их уникальные открытия заключаются не только в их воображении, но и в их способности синтезировать идеи вокруг себя в универсальный алгоритмический процесс, тем самым формируя новую математическую систему.

Ньютон

Ньютон не завершил окончательной публикации, формализующей его текучий исчисление; скорее, многие из его математических открытий были переданы через переписку, небольшие статьи или как встроенные аспекты в другие его окончательные компиляции, такие как Начала и Opticks. Ньютон начал свое математическое образование как избранный наследник Исаак Барроу в Кембридж. Его способности были признаны рано, и он быстро усвоил современные теории. К 1664 году Ньютон внес свой первый важный вклад, продвигая биномиальная теорема, который он расширил, включив дробные и отрицательные экспоненты. Ньютону удалось расширить область применения биномиальной теоремы, применив алгебру конечных величин к анализу бесконечная серия. Он проявил готовность рассматривать бесконечные ряды не только как приблизительные приемы, но и как альтернативные формы выражения термина.^[25]

Многие из критических открытий Ньютона произошли в годы чумы 1665–1666 гг.^[26] который он позже описал как «лучший в своем возрасте для изобретений и интересовался математикой и [естественной] философией больше, чем когда-либо с тех пор». Именно во время его изоляции, вызванной чумой, появилась первая письменная концепция флюксионное исчисление был записан в неопубликованные De Analysi per Aequationes Numero Terminorum Infinitas. В этой статье Ньютон определил площадь под изгиб сначала рассчитав мгновенную скорость изменения, а затем экстраполируя общую площадь. Он начал с рассуждений о бесконечно малом треугольнике, площадь которого является функцией Икс и у. Затем он рассудил, что бесконечно малый увеличение абсциссы создаст новую формулу, где Икс = Икс + о (что важно, о это буква, а не цифра 0). Затем он пересчитал площадь с помощью биномиальной теоремы, удалив все величины, содержащие букву о и переформировал алгебраическое выражение для области. Примечательно, что тогда Ньютон «вычеркнул» количества, содержащие о потому что термины «умноженные на это ничего не дадут по отношению к остальному».

В этот момент Ньютон начал осознавать центральное свойство инверсии. Он создал выражение для площади под кривой, учитывая мгновенное увеличение в точке. По сути, основная теорема исчисления было встроено в его расчеты. Хотя его новая формулировка обладала невероятным потенциалом, Ньютон в то время хорошо осознавал ее логические ограничения. Он признает, что «в математике нельзя пренебрегать ошибками, какими бы малыми они ни были» и что то, чего он достиг, «скорее кратко объяснено, чем точно продемонстрировано».

Стремясь дать исчислению более строгое объяснение и структуру, Ньютон в 1671 г. Methodus Fluxionum et Serierum Infinitarum. В этой книге строгие правила Ньютона эмпиризм сформировал и определил его плавное исчисление. Он эксплуатировал мгновенный движение и бесконечно малые неформально. Он использовал математику как методологический инструмент для объяснения физического мира. Основой пересмотренного исчисления Ньютона стала непрерывность; Таким образом, он пересмотрел свои вычисления в терминах непрерывного плавного движения. Для Ньютона переменные величины не являются совокупностью бесконечно малых элементов, а порождаются бесспорным фактом движения. Как и многие его работы, Ньютон отложил публикацию. Методус Флюксионум не был опубликован до 1736 года.^[27]

Ньютон попытался избежать использования бесконечно малого, построив вычисления на основе соотношения изменений. в Методус Флюксионум он определил скорость генерируемых изменений как текучесть, который он обозначил пунктирной буквой, а генерируемое количество он определил как беглый. Например, если ${\displaystyle {x}}$ и ${\displaystyle {y}}$ свободно, то ${\displaystyle {\dot {x}}}$ и ${\displaystyle {\dot {y}}}$ являются их соответствующими потоками. Это пересмотренное исчисление отношений продолжало развиваться и было четко сформулировано в тексте 1676 года. De Quadratura Curvarum где Ньютон пришел к определению современной производной как предельного отношения изменений, которое он определил как отношение между кратковременными приращениями (отношением потоков) исключительно в данный момент. По сути, окончательное соотношение - это соотношение, когда приращения исчезают в ничто. Важно отметить, что Ньютон объяснил существование предельного отношения обращением к движению;

«Ибо под конечной скоростью понимается та, с которой тело перемещается ни до того, как оно достигнет своего последнего места, когда движение прекращается, ни после, но в тот самый момент, когда оно прибывает ... конечное соотношение мимолетных величин равно нужно понимать, соотношение величин не до того, как они исчезнут, не после, но с которыми они исчезнут »^[28]

Ньютон разработал свое флюксное исчисление в попытке избежать неформального использования бесконечно малых величин в своих вычислениях.

Лейбниц

Лейбниц: Nova methodus pro maximis et minimis, Acta Eruditorum, Лейпциг, октябрь 1684. Первая страница публикации Лейбница по дифференциальному исчислению.

Графики, упомянутые в статье Лейбница 1684 года.

В то время как Ньютон начал разработку своего флюксионного исчисления в 1665–1666 годах, его открытия не получили широкого распространения до позднего времени. В последующие годы Лейбниц также стремился создать свой расчет. По сравнению с Ньютоном, который пришел к математике в раннем возрасте, Лейбниц начал свои строгие математические занятия с развитым интеллектом. Он был эрудит, а также его интеллектуальные интересы и достижения метафизика, закон, экономика, политика, логика, и математика. Чтобы понять рассуждения Лейбница в области вычислений, следует иметь в виду его опыт. В частности, его метафизика который описал Вселенную как Монадология и его планы по созданию точной формальной логики, посредством которой «общий метод, в котором все истины разума будут сведены к некоему расчету».^[29]

В 1672 году Лейбниц познакомился с математиком. Гюйгенс который убедил Лейбница посвятить значительное время изучению математики. К 1673 году он перешел к чтению Паскаль С Traité des Sinus du Quarte Cercle и это было во время его автодидактический исследование, которое, по словам Лейбница, «зажег свет». Как и Ньютон, Лейбниц рассматривал касательную как отношение, но объявил его просто отношением между ординаты и абсциссы. Он продолжил эти рассуждения, чтобы утверждать, что интеграл фактически была суммой ординат бесконечно малых интервалов по абсциссе; по сути, это сумма бесконечного числа прямоугольников. Из этих определений стало ясно обратное отношение или дифференциал, и Лейбниц быстро осознал потенциал для формирования совершенно новой системы математики. Где Ньютон на протяжении своей карьеры использовал несколько подходов в дополнение к подходу с использованием бесконечно малые, Лейбниц сделал это краеугольным камнем своих обозначений и расчетов.^[30][31]

В рукописях от 25 октября по 11 ноября 1675 г. Лейбниц записал свои открытия и эксперименты с различными формами записи. Он хорошо знал используемые обозначения и свои предыдущие планы по созданию точного логического символизм стало очевидным. В конце концов, Лейбниц обозначил бесконечно малые приращения абсцисс и ординат dx и dy, а суммирование бесконечного числа бесконечно малых прямоугольников в виде длинные s (∫), который стал настоящим неотъемлемым символом ${\displaystyle \scriptstyle \int }$.^[32]

Хотя обозначения Лейбница используются современной математикой, его логическая основа отличалась от нашей нынешней. Лейбниц принял бесконечно малое и много писал, чтобы «не делать бесконечно малое загадкой, как это сделал Паскаль».^[33] В соответствии с Жиль Делёз, Нули Лейбница «являются ничем, но они не являются абсолютными ничто, они, соответственно, ничто» (цитируя текст Лейбница «Обоснование исчисления бесконечно малых с помощью исчисления обычной алгебры»).^[34] В качестве альтернативы он определяет их как «меньше любого заданного количества». Для Лейбница мир был совокупностью бесконечно малых точек, и отсутствие научных доказательств их существования не беспокоило его. Бесконечно малые числа для Лейбница были идеальными величинами иного типа, чем заметные числа. Истина преемственности была доказана самим существованием. Для Лейбница был обеспечен принцип непрерывности и, следовательно, обоснованность его расчетов. Через триста лет после работы Лейбница, Авраам Робинсон показали, что использование бесконечно малых величин в исчислении может быть прочным.^[35]

Наследие

Возникновение математического анализа является уникальным моментом в математике. Исчисление - это математика движения и изменений, и поэтому его изобретение потребовало создания новой математической системы. Важно отметить, что Ньютон и Лейбниц не создали одно и то же исчисление и не задумали современное исчисление. Хотя они оба были вовлечены в процесс создания математической системы для работы с переменными величинами, их элементарная база была другой. Для Ньютона изменение было переменной величиной во времени, а для Лейбница - разницей в последовательности бесконечно близких значений. Примечательно, что описательные термины, создаваемые каждой системой для описания изменений, были разными.

Исторически сложилось так, что было много споров о том, кто первым «изобрел» исчисление - Ньютон или Лейбниц. Этот аргумент, Противоречие Лейбница и исчисления Ньютона с участием Лейбница, который был немцем, и англичанина Ньютона, привела к расколу в европейском математическом сообществе, продолжавшемуся более века. Лейбниц был первым, кто опубликовал свои исследования; однако точно установлено, что Ньютон начал свою работу за несколько лет до Лейбница и уже разработал теорию касательные к тому времени, когда Лейбниц заинтересовался этим вопросом. Неизвестно, насколько это могло повлиять на Лейбница. Первоначальные обвинения были выдвинуты студентами и сторонниками двух великих ученых на рубеже веков, но после 1711 года они оба лично участвовали в этом, обвиняя друг друга в плагиат.

Спор о приоритетах на долгие годы отделил англоговорящих математиков от математиков из континентальной Европы. Только в 1820-х годах стараниями Аналитическое общество, сделал Аналитическое исчисление Лейбница стать принятым в Англии. Сегодня и Ньютону, и Лейбницу приписывают независимое развитие основ математики. Однако именно Лейбницу приписывают дать новой дисциплине название, которое она известна сегодня: «исчисление». Ньютон назвал это «наукой о беглый и флюсии ".

Работа Ньютона и Лейбница отражена в используемых сегодня обозначениях. Ньютон ввел обозначение ${\displaystyle {\dot {f}}}$ для производная функции ж.^[36] Лейбниц ввел символ ${\displaystyle \int }$ для интеграл и написал производная функции у переменной Икс в качестве ${\displaystyle {\frac {dy}{dx}}}$, оба из которых все еще используются.

Со времен Лейбница и Ньютона многие математики внесли свой вклад в постоянное развитие математического анализа. Одна из первых и наиболее полных работ как по бесконечно малым, так и по интегральное исчисление был написан в 1748 году Мария Гаэтана Аньези.^[37][38]

Мария Гаэтана Аньези

Операционные методы

Основная статья: Оперативный расчет

Антуан Арбогаст (1800) был первым, кто отделил символ операции от символа величины в дифференциальном уравнении. Франсуа-Жозеф Сервуа (1814 г.), кажется, был первым, кто дал правильные правила по этому поводу. Чарльз Джеймс Харгрив (1848) применил эти методы в своих мемуарах о дифференциальных уравнениях и Джордж Буль свободно использовали их. Герман Грассманн и Герман Ганкель широко использовали теорию, первая в изучении уравнения, последний в своей теории сложные числа.

Вариационное исчисление

В вариационное исчисление можно сказать, начинается с проблемы Иоганн Бернулли (1696 г.). Это сразу привлекло внимание Якоб Бернулли но Леонард Эйлер сначала проработал тему. Его вклады начались в 1733 году, и его Elementa Calculi Variationum дал науке ее имя. Жозеф Луи Лагранж внес большой вклад в теорию, и Адриан-Мари Лежандр (1786) изложил метод, не совсем удовлетворительный, для различения максимумов и минимумов. К этому различению Бруначчи (1810), Карл Фридрих Гаусс (1829), Симеон Дени Пуассон (1831), Михаил Васильевич Остроградский (1834 г.), и Карл Густав Якоб Якоби (1837) были среди авторов. Важной общей работой является работа Сарруса (1842), которая была сокращена и улучшена Огюстен Луи Коши (1844 г.). Другие ценные трактаты и воспоминания написаны Штраухом (1849 г.), Джеллеттом (1850 г.), Отто Гессе (1857), Альфред Клебш (1858) и Карл (1885), но, возможно, самая важная работа века - это работа Карл Вейерштрасс. Его курс теории можно утверждать, что он первым поставил исчисления на прочную и строгую основу.

Интегралы

Нильс Хенрик Абель кажется, был первым, кто рассмотрел в общем вопрос о том, что дифференциальные уравнения можно проинтегрировать в конечной форме с помощью обычных функций, исследование продолжено Liouville. Коши рано предпринял общую теорию определения определенные интегралы, и эта тема была известна в 19 веке. Интегралы Фруллани, Дэвид Биренс де Хаан работа над теорией и его сложные таблицы, Лежен Дирихле лекции, воплощенные в Мейер трактат и многочисленные воспоминания Legendre, Пуассон, Plana, Раабе, Зонке, Schlömilch, Эллиотт, Leudesdorf и Кронекер являются одними из заслуживающих внимания вкладов.

Эйлеровы интегралы были впервые изучены Эйлер и впоследствии исследованы Лежандром, который классифицировал их как интегралы Эйлера первого и второго видов следующим образом:

${\displaystyle \int _{0}^{1}x^{n-1}(1-x)^{n-1}\,dx}$

${\displaystyle \int _{0}^{\infty }e^{-x}x^{n-1}\,dx}$

хотя это не были точные формы исследования Эйлера.

Если п положительный целое число:

${\displaystyle \int _{0}^{\infty }e^{-x}x^{n-1}dx=(n-1)!,}$

но интеграл сходится для всех положительных вещественных ${\displaystyle n}$ и определяет аналитическое продолжение из факториал функция для всех комплексная плоскость кроме полюсов в нуле и отрицательных целых чисел. Ему Лежандр присвоил символ ${\displaystyle \Gamma }$, и теперь он называется гамма-функция. Помимо аналитики положительных вещественных чисел ℝ⁺,  ${\displaystyle \Gamma }$ также обладает уникальным свойством, которое${\displaystyle \log \Gamma }$ является выпуклый, что эстетически оправдывает это аналитическое продолжение факториальной функции над любым другим аналитическим продолжением. К теме Лежен Дирихле внес важную теорему (Liouville, 1839), которую разработал Liouville, Каталонский, Лесли Эллис, и другие. Раабе (1843–44), Бауэр (1859) и Гудерманн (1845) писали об оценке ${\displaystyle \Gamma (x)}$ и ${\displaystyle \log \Gamma (x)}$. Большой стол Лежандра появился в 1816 году.

Приложения

Применение исчисление бесконечно малых к проблемам в физика и астрономия был современником зарождения науки. На протяжении XVIII века количество таких приложений увеличивалось, пока в конце Лаплас и Лагранж принес весь спектр изучения сил в сферу анализа. К Лагранж (1773 г.) мы обязаны введением в динамику теории потенциала, хотя название "потенциальная функция "и фундаментальные воспоминания на эту тему связаны с Зеленый (1827, напечатано в 1828 году). Название "потенциал "связано с Гаусс (1840), и различие между потенциальной и потенциальной функцией для Клаузиус. С его развитием связаны имена Лежен Дирихле, Риман, фон Нейман, Гейне, Кронекер, Липшиц, Кристоффель, Кирхгоф, Бельтрами, и многие ведущие физики века.

Здесь невозможно войти в большое количество других приложений анализа к физическим проблемам. Среди них исследования Эйлера о колеблющихся аккордах; Софи Жермен на эластичных мембранах; Пуассон, Хромой, Сен-Венан, и Клебш на эластичность трехмерных тел; Фурье на высокая температура диффузия; Френель на свет; Максвелл, Гельмгольца, и Герц на электричество; Хансен, Хилл и Gyldén на астрономия; Максвелл на сферические гармоники; Лорд Рэйли на акустика; и вклад Лежена Дирихле, Вебер, Кирхгоф, Ф. Нойман, Лорд Кельвин, Клаузиус, Бьеркнес, MacCullagh, а Фурман - к физике в целом. Следует особо упомянуть труды Гельмгольца, поскольку он внес вклад в теории динамики, электричества и т. Д. И применил свои огромные аналитические способности к фундаментальным аксиомам механики, а также к аксиомам чистой математики.

Более того, исчисление бесконечно малых было введено в социальные науки, начиная с Неоклассическая экономика. Сегодня это ценный инструмент в основной экономике.

Смотрите также

• Аналитическая геометрия
• История логарифмов
• История математики
• Нестандартное исчисление

Примечания

1. Клайн, Моррис (1990-08-16). Математическая мысль с древних времен до наших дней. 1. Издательство Оксфордского университета. С. 18–21. ISBN  978-0-19-506135-2.
2. Оссендрейвер, Матьё (29 января 2016 г.). «Древние вавилонские астрономы вычислили положение Юпитера на основе графика времени-скорости». Наука. 351 (6272): 482–484. Bibcode:2016Научный ... 351..482O. Дои:10.1126 / science.aad8085. PMID  26823423. S2CID  206644971.
3. Чанг, Кеннет (2016). «Признаки современной астрономии, замеченные в Древнем Вавилоне». Нью-Йорк Таймс.
4. Архимед, Метод, в Произведения Архимеда ISBN  978-0-521-66160-7
5. MathPages - Архимед на сферах и цилиндрах В архиве 2010-01-03 на Wayback Machine
6. Бойер, Карл Б. (1991). «Архимед Сиракузский». История математики (2-е изд.). Вайли. стр.127. ISBN  978-0-471-54397-8. Греческую математику иногда описывали как по существу статичную, без особого внимания к понятию изменчивости; но Архимед в своем исследовании спирали, кажется, нашел касательную к кривой, исходя из кинематических соображений, подобных дифференциальному исчислению. Думая о точке на спирали 1 =р = aθ будучи подвергнутым двойному движению - равномерному радиальному движению от начала координат и круговому движению вокруг начала координат - он, кажется, нашел (через параллелограмм скоростей) направление движения (отсюда касательной к кривой) отмечая результат двух составляющих движений. Кажется, это первый случай, когда касательная была найдена к кривой, отличной от окружности.
   Изучение Архимеда спирали, кривой, которую он приписал своему другу Конон Александрийский, был частью греческих поисков решения трех известных проблем.
7. Дун, Лю; Веер, дайнян; Коэн, Роберт Сонне (1966). Сравнение исследований кругов Архимда и Лю Хуэя. Китаеведение в истории и философии науки и техники. 130. Springer. п. 279. ISBN  978-0-7923-3463-7., Глава, стр. 279
8. Zill, Dennis G .; Райт, Скотт; Райт, Уоррен С. (2009). Исчисление: ранние трансцендентальные теории (3-е изд.). Джонс и Бартлетт Обучение. п. xxvii. ISBN  978-0-7637-5995-7. Отрывок страницы 27
9. Кац, В. Дж. 1995. "Идеи исчисления в исламе и Индии". Математический журнал (Математическая ассоциация Америки), 68 (3): 163-174.
10. Дж. Л. Берггрен (1990), "Инновации и традиции в Муадалат Шараф ад-Дин ат-Туси", Журнал Американского восточного общества 110 (2): 304-9
11. О'Коннор, Джон Дж.; Робертсон, Эдмунд Ф., "Шараф ад-Дин аль-Музаффар ат-Туси", Архив истории математики MacTutor, Сент-Эндрюсский университет.
12. Индийская математика
13. Бойер, Карл Б. (1959). «III. Средневековые вклады». История исчисления и его концептуальное развитие. Дувр. С. 79–89. ISBN  978-0-486-60509-8.
14. Пеллегрино, Дана. "Пьер де Ферма". Получено 2008-02-24.
15. Симмонс, Джордж Ф. (2007). Камни исчисления: краткие жизни и памятная математика. Математическая ассоциация Америки. п.98. ISBN  978-0-88385-561-4.
16. Paradís, Jaume; Пла, Жозеп; Виадер, Пелагри. "Трактат Ферма о квадратуре: новое чтение" (PDF). Получено 2008-02-24.
17. См., Например, Marlow Anderson, Victor J. Katz, Robin J. Wilson, Шерлок Холмс в Вавилоне и других сказках математической истории, Математическая ассоциация Америки, 2004 г., п. 114.
18. Грегори, Джеймс (1668). Geometriae Pars Universalis. Museo Galileo: Patavii: typis heredum Паули Фрамботти.
19. Геометрические лекции Исаака Барроу, переведенные, с примечаниями и доказательствами, а также обсуждение достигнутого в них прогресса в работе его предшественников в исчислении бесконечно малых. Чикаго: Открытый суд. 1916 г. Переводчик: Дж. М. Чайлд (1916).
20. Рецензия на перевод Дж. М. Чайлда (1916) Геометрические лекции Исаака Барроу рецензент: Арнольд Дрезден (июнь 1918 г.) с.454 У Барроу есть основная теорема исчисления.
21. Джонстон, Уильям; Макаллистер, Алекс (2009). Переход к высшей математике: обзорный курс. Oxford University Press, США. п. 333. ISBN  978-0-19-531076-4., Глава 4, с. 333
22. Рейес 2004, п. 160
23. Такие как Кеплер, Декарт, Ферма, Паскаль и Уоллис. Calinger 1999, п. 556
24. На первом месте среди них были Barrow который создал формулы для конкретных случаев, и Ферма, который создал аналогичное определение для производной. Для дополнительной информации; Бойер 184
25. Calinger 1999, п. 610
26. Ньютон, Исаак. «Книга отходов». Получено 10 января 2012.
27. Евс, Ховард. Введение в историю математики, 6-е издание. п. 400.
28. Начала, Флориан Каджори 8
29. https://plato.stanford.edu/entries/leibniz/
30. https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Leibniz/
31. https://www.britannica.com/biography/Gottfried-Wilhelm-Leibniz
32. https://planetmath.org/leibniznotation
33. Бойер, Карл (1939). История математического анализа и его концептуальное развитие. ISBN  9780486605098.
34. Делез, Жиль. "DELEUZE / LEIBNIZ Cours Vincennes - 22.04.1980". Получено 30 апреля 2013.
35. https://www.sjsu.edu/faculty/watkins/infincalc.htm
36. Использование штриха для обозначения производная, ${\displaystyle f'\left(x\right),}$ связано с Лагранжем.
37. Аллер, Патриция Р. (2007). Предисловие. Биография Марии Гаэтаны Аньези, женщины-математика XVIII века. Купиллари, Антонелла (иллюстрировано изд.). Эдвин Меллен Пресс. п. iii. ISBN  978-0-7734-5226-8.
38. Унлу, Элиф (апрель 1995 г.). "Мария Гаэтана Агнези". Колледж Агнес Скотт.

дальнейшее чтение

• Роэро, К.С. (2005). "Готфрид Вильгельм Лейбниц, первые три статьи по исчислению (1684, 1686, 1693)". В Граттан-Гиннесс, И. (ред.). Основные труды по западной математике 1640–1940 гг.. Эльзевир. С. 46–58. ISBN  978-0-444-50871-3.
• Роэро, К.С. (1983). «Якоб Бернулли, внимательный исследователь творчества Архимеда: заметки на полях к изданию Барроу». Болл. Storia Sci. Мат. 3 (1): 77–125.
• Бойер, Карл (1959). История математического анализа и его концептуальное развитие. Нью-Йорк: Dover Publications. Переиздание книги 1939 г. (2-е издание 1949 г.) с другим названием.
• Calinger, Рональд (1999). Контекстная история математики. Торонто: Прентис-Холл. ISBN  978-0-02-318285-3.
• Рейес, Митчелл (2004). «Риторика в математике: Ньютон, Лейбниц, исчисление и риторическая сила бесконечно малого». Ежеквартальный речевой журнал. 90 (2): 159–184. Дои:10.1080/0033563042000227427. S2CID  145802382.
• Граттан-Гиннесс, Айвор. Радуга математики: история математических наук, Главы 5 и 6, W. W. Norton & Company, 2000.
• Хоффман, Рут Ирен, "О развитии и использовании концепций исчисления бесконечно малых до Ньютона и Лейбница", Диссертация (MA), Университет Колорадо, 1937 г.

внешняя ссылка

• История исчисления в архиве истории математики MacTutor, 1996.
• Самые ранние известные применения некоторых слов математики: исчисление и анализ
• Документы Ньютона, цифровая библиотека Кембриджского университета
• (на английском и арабском языках) Экскурсия по исчислению, 1772