第十讲：19世纪的分析
1、分析的严格化
经过近一个世纪的尝试与酝酿，数学家们在严格化基础上重建微积分的努力到19世纪初开始获得成效。

1.1 分析的算术化
所谓分析是指关于函数的无穷小分析，主要贡献归功于柯西（法，1789－1857年）和魏尔斯特拉斯（德，1815－1897），前者著有《分析教程》（1821）、《无穷小分析教程概论》（1823）和《微分学教程》（1829），后者创造了ε－δ语言，是“现代分析之父”。

1837年狄里克雷（德，1805－1859年）的函数定义。

魏尔斯特拉斯简介。

1.2 实数理论
19世纪60年代魏尔斯特拉斯提出“单调有界原理”，康托、戴德金各自独立地给出了无理数定义，建立了严格的实数论。

实数的定义及其完备性的确立，标志着由魏尔斯特拉斯倡导的分析算术化运动大致宣告完成。

1.3 集合论
康托（德，1845－1918年），1874年发表了“关于一切代数实数的一个性质”，引入了无穷的概念。

康托简介。

2、分析的拓展
2.1 复变函数论
在18世纪后半叶到19世纪初，开始了复函数的偏导数与积分性质的探索。

复分析真正作为现代分析的一个研究领域是在19世纪建立起来的，主要奠基人：柯西（法，1789－1857年）、黎曼（德，1826－1866年）和魏尔斯特拉斯（德，1815－1897年）。

柯西建立了复变函数的微分和积分理论。

1814年、1825年的论文《关于积分限为虚数的定积分的报告》建立了柯西积分定理，1826年提出留数概念，1831年获得柯西积分公式，1846年发现积分与路径无关定理。

柯西简介。

背景：波旁王朝、捷克简史、哈布斯堡王朝、拿破仑三世、欧洲1848年革命。

黎曼的几何观点，引入“黎曼面”的概念。

1851年博士论文《单复变函数一般理论基础》，建立了柯西－黎曼条件、黎曼映射定理。

魏尔斯特拉斯于19世纪40年代，以追求绝对的严格性为特征，建立了幂级数基础上的解析函数理论，解析开拓。

魏尔斯特拉斯的方法与柯西－黎曼的观点相互统一。

2.2 解析数论
1737年欧拉（瑞，1707－1783年）在数论的研究中引进了分析方法：解析数论。

1837年狄里克雷（德，1805－1859年）用分析方法证明了欧拉－勒让德提出的素数问题，1863年出版《数论讲义》，是解析数论的经典文献。

1859年黎曼《论不超过一个给定值的素数个数》，开创了解析数论的新时期，提出了著名的黎曼猜想，使复分析成为这一领域的重要工具。

1896年阿达玛（法，1865－1963年）和瓦莱•普桑（比利时，1866－1962年）证明了素数定理。

2.3 偏微分方程
19世纪，偏微分方程的求解成为数学家和物理学家关注的重心。

弦振动方程。

1747年达朗贝尔（法，1717－1783年）发表《弦振动研究》和1749年欧拉导出了弦振动方程并求出解，是偏微分方程研究的开端。

位势方程。

1752年欧拉提出，拉普拉斯（法，1749－1827年）1785年用球调和函数求解，称为拉普拉斯方程。

格林（英，1793－1841年），1828年完成成名之作（1850年发表）《关于数学分析应用于电磁学理论的一篇论文》提出位势方程的求解方法。

拉普拉斯简介。

格林简介。

热传导方程。

傅里叶（法，1768－1830年）1807年就写成关于热传导的基本论文，1822年出版了《热的解析理论》，对19 世纪的理论物理学的发展产生深远影响。

傅里叶简介。

背景：巴黎科学院。

2.4 常微分方程
以海王星的发现说明微分方程的作用。

解的存在性。

1820－1830年柯西获得第一个解的存在性定理，1869年李普希茨（德, 1832－1903年）条件，1890年皮卡（法, 1856－1941年）逐步逼近定理。

关于偏微分方程解的存在唯一性定理：柯西－柯瓦列夫斯卡娅定理。

柯瓦列夫斯卡娅（俄，1850－1891年）简介。

解的定性与稳定性理论。

1881－1886年庞加莱（法，1854－1912年）《由微分方程定义的曲线》创建了微分方程的定性理论。

1892年李雅普诺夫（俄，1857－1918年）《运动稳定性的一般问题》开创了微分方程的稳定性理论。

庞加莱简介：欧拉、柯西之后最多产的数学家，开辟了微分方程、动力系统、代数拓扑、代数几何等新方向的研究，19世纪最后四分之一和20世纪初世界数学的领袖人物。