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柯西不等式高考能用嗎

教育 更新时间:2024-09-09 05:29:49

各位已經畢業的小夥伴,請問你們還記得“大明湖畔”的柯西嗎?

沒被柯西虐過的大學是不完整的,相信無數有過相同經曆的小夥伴對柯西也是心存感激,讓我們度過了一個充實的大學。

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在搜索引擎裡輸入“柯西”,你會發現,搜出來的幾乎全是各種公式、定理,這可都是這位數學大師留給我們珍貴的禮物啊!

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被阻止學習數學的小柯西

柯西(Cauchy,Augustin Louis 1789-1857)出生于巴黎。父親是法國波旁王朝的官員,精通古典文學,對語法、詩歌、曆史、拉丁文和古希臘文都很有研究,并且将他的這些研究教給了柯西。

據說,柯西很小就已經會寫法語詩,是一個十足的文藝小正太

在13歲以前,柯西的教育都被他父親“老柯西”承包了。到了13歲的時候,柯西就直接上了中學,還多次在拉丁文和希臘文的競賽上獲獎,當然,數學成績也十分優異。

柯西在文學上有如此高的造詣不僅僅是因為“老柯西”的教導,還有一個重要原因是數學家拉格朗日和拉普拉斯的“勸告”。

據說,小柯西經常跟着老柯西出入法國參議院,而小柯西就是這樣被拉格朗日“相中”了,拉格朗日是這樣評價小柯西的:“這小孩以後必成大器,并且會超過我們之間的任何一個人。”

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然而,拉格朗日還叮囑老柯西:“不過,他現在身體太單薄,在他16歲之前最好不要讓他碰數學(當然這裡是指高等數學)!要趕快給他一種堅實的文學教育。

簡單地說,拉格朗日的腦回路是這樣的:這是一位天才→我想要收入囊中→研究數學會累死小柯西的→阻止小柯西接觸數學。。。

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所以說,如果沒有拉格朗日的“阻止”,我們廣大學子估計更不好過。。。

1805年,柯西考入了綜合工科學校,在那裡,他主要學習了數學和力學。

1807年,柯西進入了橋梁公路學校,并于1810年以優異成績畢業,前往瑟堡參加海港建設工程。

據說,柯西從家裡出發去瑟堡時,共帶了4本書:拉格朗日的《解析函數論》和拉普拉斯的《天體力學》,外加2本文學作品(對文學念念不忘)。

不過,這4本書當然是不夠看的,柯西便在當地借了一些數學書,還有從巴黎寄過來一些書,在工作之餘潛心研究,并分别于1811、1812年向科學院提交了兩篇論文,在當時數學界引起巨大反響。

這兩篇論文主要成果:①證明了凸正多面體隻有五種(面數分别是4,6,8,12,20),星形正多面體隻有四種(面數是12的三種,面數是20的一種)。②得到了歐拉關于多面體的頂點、面和棱的個數關系式的另一證明并加以推廣。③證明了各面固定的多面體必然是固定的,從此可導出從未證明過的歐幾裡得的一個定理。

不過,柯西在瑟堡同時忙于工程建設和數學研究,經不起折騰的柯西病倒了,并于1812年回到巴黎家中休養。

這時,拉格朗日得知了柯西去參與工程建設竟然病倒了,趕緊去勸柯西放棄工程建設,專心搞數學。而柯西聽從了拉格朗日的建議,打算以後緻力于純數學的研究。

從此,柯西便開啟了開挂模式,一路趕超衆多前輩大師,直逼高斯,可謂是一人之下,萬人之上。

1821年,柯西提出了極限定義的方法,進而給出了無窮級數收斂的判定準則,極大的推動了數學的進程。柯西等人關于極限、連續、導數、收斂等概念的定義一直沿用至今。

有趣的是,當柯西在一次學術會議上提出級數收斂性理論之後,拉普拉斯急忙趕回家中,根據柯西的嚴謹判别法,逐一檢查其巨著《天體力學》中所用到的級數是否都收斂。

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從1882年起,法國巴黎科學院開始出版《柯西全集》,把他的論文按所登載的期刊分類,同一種期刊上的則按發表時間順序排列, 直到1974年才出齊最後一卷。

關于柯西的高産,還有一個有趣的故事,就是“巴黎紙貴”。

柯西寫的文章不僅數量多,還特别長(果然精通文學),導緻了數學雜志都沒有辦法刊登他的文章。然後柯西一怒之下就自己辦了個定期刊物《數學演習》,專門登自己的文章。後來,柯西去了法國科學院,就在學院的院刊上發表自己的論文,由于柯西寫論文速度驚人,自從柯西來了之後,學院的院刊就從月刊變成了周刊。。。接着,法國科學院要印刷的雜志越來越多,印刷廠為了印制柯西的論文而搶購了巴黎市所有紙店的存貨,使得市面上紙張短缺,紙價大增,進而印刷廠成本上升。。。科學院表示已經“不堪重負”,于是決定以後發表的論文每篇篇幅不得超過4頁。柯西的長篇論文不得在本國發表,隻能改投别國刊物。。。

最不可愛的數學家

不過,在學術成就上讓人佩服的柯西,在性格上卻是十分“不可愛”的。

在學校讀書期間,柯西簡直是聰明到沒朋友。因為他平常總是靜靜地不說話,如果說了什麼,也很簡短,令人摸不着頭緒,于是就有了一個“苦瓜”的外号。

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後來,柯西拿着拉格朗日的數學書與靈修書籍《效法基督》來讀,同學們看見了,又給他起了個外号“腦筋劈哩啪啦叫的人”,即神經病

天才的道路總是孤獨的,之後,來到科學院的柯西,也是繼續保持“高冷”,與科學院中的同事關系十分冷淡。

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在柯西留下的學術成果裡,包括了很多偉大的數學教本《分析教程第一編•代數分析》、《微積分概要》、《微積分在幾何學中的應用教程》(和《微分學教程》等等,他的分析教程都是以嚴謹著稱,阿貝爾也曾說:柯西的書應當為“每一個在數學研究中熱愛嚴謹性的分析學家研讀”。

說到這,你也許會認為柯西是一位偉大的教育家。

事實卻恰恰相反,柯西似乎與“出色的教師”不太沾邊,甚至還被認為是19世紀數學界的最大反派

原來,柯西在綜合工科學校講授數學分析時,就曾因講課内容過于抽象,多次遭到校方和學生們的批評。

還有在都靈大學講課時,剛開始大家都十分踴躍的報名去參與這位數學大師的課程,然而,柯西實際的講課情形引起了學生們的不滿。

梅納勃勞(Menabrea)是這樣評價的:“非常混亂,突然從一個想法跳到另一個公式,也弄不清是怎麼轉過去的。他的講授是一片烏雲,但有時被天才的光輝照亮;對于青年學子,他令人厭倦。

貝特朗(Bertrand)對于柯西的課程也是有同樣不好的回憶:“應當承認,他的第一堂課使聽衆(他們都是優秀學生)的期望落空,他們不是陶醉而是驚訝于他涉及的有點混亂的各式各樣的主題。

不過,也許是那些擁有極其聰明頭腦的人才能聽得懂柯西所講的内容吧,後來成為優秀數學家的埃爾米特、皮瑟、布裡奧、布凱和梅雷等人都曾受益于柯西的課程。

曾經被柯西坑過的數學家

事實上,柯西當初踏入數學研究這一行,離不開拉格朗日、拉普拉斯和泊松的幫助。然而,柯西對後起之秀卻不甚熱心,有時甚至冷漠無情,龐斯列、阿貝爾和伽羅瓦都表示曾在柯西這裡栽了大跟頭。。。

1820年,龐斯列将一篇論文《試論圓錐截面的射影性質》送到法國科學院,卻招來了柯西的嚴厲批評,說論文中的基本部分是"大膽引入",缺乏嚴格性。

不過,龐斯列堅持自己的理論,終于在1822年得以發表,該理論對19世紀射影幾何的研究和發展起了決定性作用。

許多年後,龐斯列在回憶柯西于1820年6月的一天打發他走時,仍然充滿怨氣和辛酸,說從柯西那裡“沒有得到任何指點,任何科學評價,也不可能獲得理解”

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而阿貝爾回憶說:“沒法同他打交道,盡管他是當今最懂得應當如何搞數學的數學家。”“我已完成了一篇關于一類超越函數的大文章,……我把它給了柯西,但他幾乎沒有瞟一眼。

這就是那篇在橢圓函數論中具有劃時代意義的論文。

接下來輪到了傅裡葉了。

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傅裡葉于1826年10月30日把此文送交勒讓德和柯西,并讓後者寫審定結論。柯西把稿子扔在一邊,直到當雅可比注意到此文并通過勒讓德征詢其下落時,柯西才于1829年6月29日把該文連同他寫的一篇頗有保留的評論提交科學院,而這時阿貝爾已去世。。。

此文直到1841年才發表。

伽羅瓦也經曆了同樣的事情,并且還更糟

伽羅瓦兩篇關于代數方程解的論文手稿在提交給柯西審查的時候,不僅沒有得到任何評論,兩份手稿還被遺失了,至今都未能找到!

後來,有人寫文章這樣評論柯西:他的呆闆苛刻以及對剛踏上科學道路的年輕人的冷漠,使他成為最不可愛的科學家之一。

其實,青年時期尤其高産的柯西,在40歲之後,下課就不再做研究工作了。他說:對數學的興奮,是身體無法長期的負荷,累!

所以,他不再虐自己,而是開始虐别人了。。。

來源:超級數學建模 微信公衆号

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