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第一百二十章 伯努利的最速降線(變分法)

伯努利家族是個數學家族,前幾代人都是比利時安特衛普來的,一家三代出現多個數學家、物理學家等等。是一個典型的數學家族,也許那個時期法國的數學就是靠這些中流砥柱。

1690年,雅各布?伯努利(Jacob bernoulli)首次使用“積分”一詞描述曲線下的面積。

1691年,雅各布?伯努利發明了極座標,一種使用角度和距離描述空間中點的位置的方法。

1694年,約翰?伯努利(Johann bernoulli)發現了洛必達法則。

1696年,約翰?伯努利(Johann bernoulli)提出了最速降線問題(brachristochrone),並挑戰其他人來解決這個問題。約翰?伯努利,雅各布?伯努利和萊布尼茲都解決了這個問題。

1713年,雅各布?伯努利(Jacob bernoulli)的書《猜想的藝術》(Ars conjectandi)是機率的重要工作。它包含了出現在指數級數討論中的伯努利數。

1717年,約翰?伯努利(Johann bernoulli)表明虛移位的原理適用於所有的均衡情況。

1718年,雅各布?伯努利(Jacob bernoulli)關於變分法的工作在他去世後發表。

1724年,雅各布?黎卡提(Jacopo Riccati)在一篇論文中研究了黎卡提微分方程。他對雅各布?伯努利首先研究過的方程的某些特殊情形給出解法。

1738年,丹尼爾?伯努利(daniel bernoulli)發表了《流體力學》(hydrodynamica)。它首次給出了從容器的孔流出的水的正確分析,並討論了泵和其他機械來使水升高。他在第10章中給出了氣體動力學理論的基礎。

以上主要都是伯努利家族的貢獻。

現在要說的,是一個有重要意義的最速降線,也是變分法誕生的一個標誌之一,對以後的數學有大用。

1696年,約翰伯努利在寫給他哥哥雅克布·伯努利的一封公開信中提出的。問題的提法是:設A和b是鉛直平面上不在同一鉛直線上的兩點,在所有連線A和b的平面曲線中,求出一條曲線,使僅受重力作用且初速度為零的質點從A點到b點沿這條曲線運動時所需時間最短。

這線不是直線,不是圓弧線。

而是擺線,也叫旋輪線。

變分法也由此誕生。

1754年,拉格朗日(Lagrange)對等時降線做出了重要的發現,這將大大推動變分法這個新學科。