Логико-историческая реконструкция понятия функции

Начиная с XVII в. одним из важнейших понятий в математике является понятие функции. Начало понятию функции было положено в Древней Греции при обнаружении отношений между величинами, развитие этой линии привело к тому, что под функцией стали понимать зависимость между переменными. В XVI - XVII в.в. ученые создали геометрическую интерпретацию уравнений и зависимостей в декартовой системе координат, что позволило выделить такую характеристику функциональной зависимости как однозначность. В средние века преимущественно в Индии развивается аппарат работы с уравнениями, что в последствии окажет существенное влияние на аналитическую запись функции. Эти исторические моменты подготовили базу для того, чтобы ученым XVIII – XIX в. удалось сформулировать определение понятия функции, выделить его составляющие.

К настоящему времени в содержание понятия функции включены три аспекта:

1. Функция-формула, посредством которой зависимость между переменными задается в виде формулы y=f(x), здесь важным является то, что зависимость о которой идет речь, однозначна, так как значению переменной х ставится в соответствие единственное значение у. Это явно видно в геометрической интерпретации зависимости в виде графика в системе координат.

2. Функция-отношение. Такой подход используется в алгебре, где функция, например, определяется как подмножество декартова произведения Х1Х2…Хп, т.е. множество упорядоченных п-ок чисел (х1, х2,…,хп).

3. Функция-отображение. Такой подход к пониманию зависимости появился тогда, когда математики стали рассматривать зависимость между множествами элементов. Например, функцией на множестве А со значениями в множестве В называется правило, по которому каждому элементу из А сопоставляется элемент из В. Ныне такое понимание функции используется, например, в теории множеств.

Рассмотрим логику возникновения понятия функции. Отметим, что поскольку ученые ставили себе задачу найти закон, описывающий тот или иной процесс, то это способствовало развитию алгебраического аппарата, который помогал фиксировать отношения между величинами. Первые зависимости записывали в неявном виде, как уравнения. Например, алгебраисты Индии, начиная с VII в. умели уже решать задачи, которые, говоря современным языком, сводились к системам линейных уравнений с двумя переменными. Вершина достижения индийской математики в теории чисел – описание решения в целых, положительных числах неопределенного уравнения второй степени с двумя неизвестными ax2 +b=y2 , где a –целое число, не являющееся квадратом. С помощью такого подхода к пониманию зависимости развивался аппарат для записи математических формул. Поскольку первым способом зафиксировать отношения были уравнения, то и первые зависимости также представляли собой равенства – уравнения. Позднее в XVIII веке начал оформляться современный функциональный аппарат.

Отметим, что нам удалось выделить три этапа становления понятия функции. На первом этапе понятие функции формировалось в качестве зависимости между величинами. Второй этап развития понятия функции связан с оформлением представления о функции как однозначной зависимости между двумя видами переменных. В качестве последнего этапа можно обозначить появление в определении функции области определения и область значения переменных. Мы опишем этот этап в рамках развития определений понятия функции. Нам удалось выделить три подэтапа формирования понятия функции как зависимости между двумя переменными, которое образовалось в процессе трансформации представлений об отношении между переменными величинами. На первом подэтапе учеными рассматривались отношения между постоянными величинами, на втором – появились задачи, в которых требовалось описать закономерности между переменными величинами, на третьем - появились идеи о предельном переходе, связанные с рассмотрением отношения между бесконечно малыми величинами.

Другая информация:

Проблемы и перспективы школьного экономического образования
Для многих людей в нашей стране стало аксиомой, что без экономических знаний нельзя чувствовать себя полноправным членом общества, а экономическая подготовка является необходимым атрибутом любой целесообразной деятельности. С другой стороны, явственно ощутима потребность общества в экономически гра ...

Структура сети образовательных учреждений Пензенской области
В Пензенской области идут процессы, направленные на оптимизацию сети образовательных учреждений, обеспечивающих доступность качественного образования. За период с 2006 по 2009 год число дневных общеобразовательных школ сократилось с 754 до 630, то есть на 124 учреждения (16%). В 2010 году число общ ...

Внеклассная деятельность как одна из форм работы
Вопросу внеурочной деятельности посвятили свои исследования такие авторы, как В. О. Кутьев, В. Д. Шадриков, И. Д. Демакова и др. Так, В. О. Кутьев в своей работе "Внеурочная деятельность школьников" отмечает, что "внеурочная деятельность - это такая организация труда, познания и обще ...