欧拉与几何,欧拉对几何做出的贡献?
欧拉与几何,欧拉对几何做出的贡献?
欧拉是18世纪数学界最杰出的人物之一,他不但为数学界做出贡献,更把数学推至几乎整个物理的领域.此外,他是数学史上最多产的数学家,写了大量的力学、分析学、几何学、变分法的课本,《无穷小分析引论》,《微分学原理》,以及《积分学原理》都成为数学中的经典著作.除了教科书外,欧拉平均以每年800页的速度写出创造性论文.他去世后,人们整理出他的研究成果多达74卷.
欧拉最大的功绩是扩展了微积分的领域,为微分几何及分析学的一些重要分支,如无穷级数、微分方程等的产生与发展奠定了基础.
欧拉把无穷级数由一般的运算工具转变为一个重要的研究科目.他计算出了ξ函数在偶数点的值,他证明了a2k是有理数,而且可以伯努利数来表示.此外,他对调和级数亦有所研究,并相当精确的计算出欧拉常数γ的值,其值近似为0.57721566490153286060651209……
在18世纪中叶,欧拉和其他数学家在解决物理方面的问过程中,创立了微分方程这门学科.其中在常微分方程方面,他完整地解决了n阶常系数线性齐次方程的问题,对于非齐次方程,他提出了一种降低方程阶的解法;在偏微分方程方面,欧拉将二维物体振动的问题,归结出了一、二、三维波动方程的解法.欧拉所写的《方程的积分法研究》更是偏微分方程在纯数学研究中的第一篇论文.
在微分几何方面,欧拉引入了空间曲线的参数方程,给出了空间曲线曲率半径的解析表达方式.在1766年,他出版了《关于曲面上曲线的研究》,这是欧拉对微分几何最重要的贡献,更是微分几何发展史上一个里程碑.他将曲面表为z=f(x,y),并引入一系列标准符号以表示z对x,y的偏导数,这些符号至今仍通用.此外,在该著作中,他亦得到了曲面在任意截面上截线的曲率公式.
欧拉在分析学上的贡献不胜枚举,如他引入了G函数和B函数,这证明了椭圆积分的加法定理,以及最早引入二重积分等等.
在代数学方面,他发现了每个实系数多项式必分解为一次或二次因子之积,即a+bi的形式.欧拉还给出了费马小定理的三个证明,并引入了数论中重要的欧拉函数φ(n),他研究数论的一系列成果使得数论成为数学中的一个独立分支.欧拉又用解析方法讨论数论问题,发现了ξ函数所满足的函数方程,并引入欧拉乘积.而且还解决了著名的哥尼斯堡七桥问题,创立了拓扑学.
欧拉对数学的研究如此广泛,因此在许多数学的分支中都能经常见到以他的名字命名的重要常数、公式和定理.