莱昂哈德·欧拉 莱昂哈德·欧拉( 九 )


莱昂哈德·欧拉 莱昂哈德·欧拉

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欧拉线他还直接从牛顿运动定律出发,建立了流体力学里的欧拉方程 。这些方程组在形式上等价于粘度为0的纳维-斯托克斯方程 。人们对这些方程的主要兴趣在于它们能被用来研究冲击波 。他对微分方程理论作出了重要贡献 。他还是欧拉近似法的创始人,这些计算法被用于计算力学中 。此中最有名的被称为欧拉方法 。在数论里他引入了欧拉函式 。自然数的欧拉函式被定义为小于并且与互质的自然数的个数 。例如φ(8)=4,因为有四个自然数1,3,5和7与8互质 。在计算机领域中广泛使用的RSA公钥密码算法也正是以欧拉函式为基础的 。在分析领域,是欧拉综合了莱布尼兹的微分与牛顿的流数 。
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数学中最美的公式——欧拉恆等式他在1735年由于解决了长期悬而未决的贝塞尔问题而获得名声 。欧拉将虚数的幂定义为欧拉公式,它成为指数函式的中心 。在初等分析中,从本质上来说,要幺是指数函式的变种,要幺是多项式,两者必居其一 。被理察·费曼称为“最卓越的数学公式'”的则是欧拉公式的一个简单推论(通常被称为欧拉恆等式) 。在1735年,他定义了微分方程中有用的欧拉-马歇罗尼常数 。他是欧拉-马歇罗尼公式的发现者之一,这一公式在计算难于计算的积分、求和与级数的时候极为有效 。在1739年,欧拉写下了《音乐新理论的尝试(Tentamennovaetheoriaemusicae)》,书中试图把数学和音乐结合起来 。一位传记作家写道:这是一部"为精通数学的音乐家和精通音乐的数学家而写的"着作 。在经济学方面,欧拉证明,如果产品的每个要素正好用于支付它自身的边际产量,在规模报酬不变的情形下,总收入和产出将完全耗尽 。
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欧拉的发明——数独在几何学和代数拓扑学方面,欧拉公式给出了单联通多面体的边、顶点和-(zh-hans:面;zh-hant:面)-之间存在的关係 。在1736年,欧拉解决了柯尼斯堡七桥问题,并且发表了论文《关于位置几何问题的解法 》,对一笔画问题进行了阐述,是最早运用图论和拓扑学的典範 。数独是欧拉发明的拉丁方块的概念,在当时并不流行,直到20世纪由平凡日本上班族锻治真起,带起流行 。欧拉全集计算和着作“欧拉进行计算看起来毫不费劲儿,就像人进行呼吸,像鹰在风中盘旋一样 。”(阿拉戈说),这句话对欧拉那无与伦比的数学才能来说并不夸张,他是历史上最多产的数学家 。与他同时代的人们称他为“分析的化身” 。欧拉撰写长篇学术论文就像一个文思敏捷的作家给亲密的朋友写一封信那样容易 。甚至在他生命最后17年间的完全失明也未能阻止他的无比多产,如果说视力的丧失有什幺影响的话,那倒是提高了他在内心世界进行思维的想像力 。欧拉到底出了多少着作,直至1936年人们也没有确切的了解 。但据估计,要出版已经蒐集到的欧拉着作,将需用大4开本60至80卷 。彼得堡学院为了整理他的着作整整花了47年 。1909年瑞士自然科学联合会曾着手蒐集、出版欧拉散轶的学术论文 。这项工作是在全世界许多个人和数学团体的资助之下进行的 。这也恰恰显示出,欧拉属于整个文明世界,而不仅仅屈于瑞士 。为这项工作仔细编制的预算(1909年的钱币约合80000美元)却又由于在圣彼得堡(列宁格勒)意外地发现大量欧拉手稿而被完全打破了 。《欧拉全集》据统计,欧拉一生平均每年发表八百页的学术论文,内容涵盖多个学术範畴 。1911年,数学界系统地开始出版欧拉的着作,并定名为《欧拉全集》(Opera Omnia),全集计画出84卷,迄今已上架者已有80卷,剩余还剩下4卷正在筹备中 。平均每卷厚达五百多页,重约四磅 。预计《欧拉全集》全部出齐时约重三百磅 。时代背景分析的时代欧拉的数学生涯开始于牛顿(Newton)去世的那一年 。对于欧拉这样一个天才人物,不可能选择到一个更有利的时代了 。解析几何(1637年问世)已经套用了90年,微积分大约50年,牛顿(Newton)万有引力定律这把物理天文学的钥匙,摆到数学界人们面前已40年 。在这每一个领域之中,都已解决了大量孤立的问题,同时在各处做了进行统一的明显尝试 。但是还没有像后来做的那样,对整个数学,纯粹数学和套用数学,进行任何有系统的研究 。特别是笛卡儿(Descrates)、牛顿(Newton)和莱布尼茨(Leibniz)强有力的分析方法还没有像后来那样被充分运用,尤其在力学和几何学中更是如此 。那时代数学和三角学已在一个较低的水平上系统化并扩展了 。特别是后者已经基本完善 。欧拉也证明了他确是个大师 。事实上,欧拉多方面才华的最显着特点之一,就是在数学的两大分支--连续的和离散的数学中都具有同等的能力 。