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數(shù)學(xué)心

第二百三十九章 柯西方程是加性函數(shù)方程(方程學(xué))

數(shù)學(xué)心 蔡澤禹 131 2020-08-17 06:54:20

  常常有人說柯西是個奇葩,是一個不正常的怪人,甚至有人認(rèn)為他是神經(jīng)質(zhì)的。

  常給人一種膈應(yīng)的感覺。

  柯西也常常思索,自己的不正常是不是傷害了很多的人,是不是會壞掉自己的大事?

  但是搞科學(xué)的人,又有幾個是真正的正常人,他們都從事的是以數(shù)學(xué)和物理為主的事業(yè),不會太喜歡跟人打交道的,所以有幾分不正常也是正常的。

  法國需要懂?dāng)?shù)學(xué)的人,那就是需要的是奇葩,如果不是個奇葩,就是個世俗功利的人,那種人有什么用途?難道法國的未來僅僅是要更多的世俗功力的人嗎?什么創(chuàng)造力都沒有,就領(lǐng)一點(diǎn)點(diǎn)薪水了此一生。這種人活著的意義是什么?

  柯西陷入深思,很多函數(shù)的相加直接導(dǎo)致了函數(shù)性質(zhì)的變化。

  柯西開始尋找一種加過之后沒有改變性質(zhì)的函數(shù)。

  這就是加性函數(shù),可以表示為f(x+y)=f(x)+f(y)。

  柯西知道,一般在正比例函數(shù)f(x)=cx情況下會滿足這一點(diǎn)。

  柯西在1821年證明f是連續(xù)的函數(shù),后來在1875年被達(dá)布將條件減弱為f在某點(diǎn)連續(xù)。

  存在a,b∈R,(a

  f單調(diào),或f在某開區(qū)間單調(diào)。

  存在ε1>0,使得x∈[0,ε1],有f(x)≥0,或者存在ε2>0,使得x∈[0,ε2],有f(x)≤0

  如果沒有其他條件的話,假如承認(rèn)選擇公理成立,那么有無窮非f(x)=cx的函數(shù)滿足該條件,這是1905年哈默(Georg Hamel)利用哈默基的概念證明的。

  后來哈默爾和勒貝格知道還有其他類型的方程也滿足加性函數(shù)條件。

  希爾伯特第五問題是該方程的推廣

  存在實(shí)數(shù)c使得f(cx)≠cf(x)解稱為柯西-哈默方程(Cauchy-Hamel function),希爾伯特第三問題中,從3-D向高維度的推廣所用的德恩-哈德維格不變量(Dehn-Hadwiger invariant(s)),其中就用到柯西-哈默方程。

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