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魏尔斯特拉斯生平简介

魏尔斯特拉斯生平简介
魏尔斯特拉斯(Weierstrass)是德国数学家,1815年10月31日生于威斯特法伦州的奥斯滕费尔德,1897年2月19日卒于柏林。

魏尔斯特拉斯是一位海关官员之子,在青年时代已显示出对语言和数学的才华。

但是1834其父却把他送到波恩大学学习法律与财政学。

由于事与愿违,他精神萎靡,把时间消磨在击剑和饮酒之中,4年后未获得学位返家。

1839年为取得中学教师资格而进入明斯特学院,并在数学家古德蔓指导下自修数学。

1841年通过考试获得中学教师的职务,先后在蒙斯特、达赤克郎、布伦斯堡等中小城镇的中学任教达15年之久。

魏尔斯特拉斯酷爱数学,但白天有繁重的教学任务,只好利用晚上刻苦钻研数学。

虽然他废寝忘食地研究数学,写出过不少数学论文,但由于只是一位中学教师而未受到科学界的重视,直到1854年他发表了《关于阿贝尔函数理论》的论文,成功地解决了椭圆积分的逆问题,才轰动了数学界。

柯尼斯堡大学也因此立即授予他名誉博士学位。

1856年10月他被聘为柏林大学助理教授,1864年成为该校教授,这一职位一直保持到1897年去世。

此外,他还被选为法国科学院和柏林科学院院士。

魏尔斯特拉斯是将分析学置于严密的逻辑基础之上的一位大师,被后人誉为“现代分析之父”。

他在分析严密化方面改进了阿贝尔、波尔查诺、柯西等人
−”的极限定义和函数在一点连续的工作。

他给出了现今微积分教材中的“εδ
的定义,从而把莱布尼兹的固定无穷小,柯西的“无限趋近”、“想要多小就多小”、“无穷小量的最后比”等等不确切的提法给以精确形式的描述。

他在幂级数的基础上建立了解析函数的理论和解析延拓的方法,提出了级数理论中关于一致收敛的概念及其判别准则。

特别值得一提的是他给出了一个所谓“病态函数”,即一个处处不可微的连续函数。

在19世纪初期,一般人都认为任意连续函数都是可微的,只可能在一些孤立点处出现例外。

但魏尔斯特拉斯在1861年的讲课中就明确提出,要想从连续性推出可微性的任何企图都必定失败。

并于1872年7月在柏林科学院的一次演讲中,他正式给出了下述处处不可微的连续函数的例子:
0()cos(),n n n f x b a x π∞
==∑其中是一个奇数,b 是(0中的一个常数,使得
a ,1)312
ab π>+。

这个无穷级数在实轴上一致收敛,所以和函数()f x 是处处连续的。

但是,可以推出,当给定任何点0x 和任何正数M 时,存在与0x 任意接近的点1x 和2x ,使得 10201020
()()()(),f x f x f x f x M M x x x x −−><−−− 因此,函数()f x 在点0x 是不可微的。

这个病态函数使数学界大为震惊。

因为他说明了连续性并不蕴含有可微性,也说明函数可以具有各种各样的、与人们直观相悖的反常性质。

其历史意义是巨大的。

他使数学家们再也不敢直观地或想当然地对待某些问题了,也促使数学家们清楚地认识到重新考虑分析基础是何等的重要,特别是有理数在实直线上留下的空洞必须用新定义的实数(无理数)加以填补,否则分析学不会有牢靠的基础。

魏尔斯特拉斯还用“递增有界序列”的极限来定义无理数,使实数系统得以完备。

魏尔斯特拉斯除了对分析基础理论做出了巨大贡献之外,还写下了超椭圆积分、阿贝尔函数等方面的论文。

在变分学方面,他给出了泛函达到强极值的充分条件,是用现在所谓的魏尔斯特拉斯函数表示的,还研究了含有参数的泛函的变分问题,以及变分问题的间断线。

在微分几何方面,他研究过测地线和最小面积。

在线性代数方面,他和史密斯一道创立了λ矩阵和初等因子理论,并对双线性和二次型作过深入研究。

魏尔斯特拉斯是一位优秀教师。

他对花费在初等数学上的岁月从不感到遗憾,他的杰出教学才能不仅表现在中学教学上,而且也表现在高等数学的教学上。

他尽管已经成名,但仍保留早年的生活情趣——喜欢喝啤酒,经常跟他的学生在一起聚会,无论是有才气的学生还是一般的学生,他都乐于给他们以帮助和指导。

他德高望重,晚年备受人们的推崇。

魏尔斯特拉斯的主要贡献在函数论和分析学方面。

在1854年发表的《关于阿贝尔函数理论》的论文中,解决了椭圆积分的逆转问题,引起数学界的重视。

1856年发表的《阿贝尔函数理论》进一步解决了椭圆积分的雅可比逆转问题。

他还建立了椭圆函数新结构的定理,一致收敛的解析函数项级数的和函数的解析性的定理,圆环上解析函数的级数展开定理(又称洛朗定理)等。

他把严格的论证引进分析学,建立了实数理论,引进了现今分析学上通用的极限的ε-δ定义,为分析学的算术化作出重要贡献。

在变分法中,他给出了带有参数的函数的变分结构,研究了变分问题的间断解。

在微分几何中,研究了测地线和最小曲面;在线性代数中,建立了初等因子理论,并用来简化矩阵。

魏尔斯特拉斯一生中培养了很多有成就的学生,其中著名的有 C.B.柯瓦列夫斯卡娅、H.A.施瓦兹、I.L.富克斯、G.米塔-列夫勒等。

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