傅里葉級數(shù)理論經(jīng)歷了近兩百年的發(fā)展后已經(jīng)成為現(xiàn)代數(shù)學(xué)的核心研究領(lǐng)域之一。一方面,它與偏微分方程論、復(fù)變函數(shù)論、概率論、代數(shù)及拓撲等許多數(shù)學(xué)分支都有密切關(guān)系。另一方面,它是工程技術(shù)、經(jīng)典物理及量子力學(xué)等學(xué)科中的重要工具,它在熱學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、醫(yī)學(xué)、空氣動力學(xué)、仿生學(xué)、生物學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。傅里葉級數(shù)理論的產(chǎn)生是數(shù)學(xué)發(fā)展史上的重大事件。它的產(chǎn)生徹底平息了關(guān)于弦振動問題的爭論,同時引領(lǐng)數(shù)學(xué)分析走向嚴(yán)格化。本研究主要運用歷史研究法、比較法、文獻法等方法對傅里葉級數(shù)理論的起源進行了考察。主要從音樂、物理學(xué)、數(shù)學(xué)以及科學(xué)發(fā)展的趨勢等眾多層面探討了傅立葉級數(shù)理論的起源,探討了傅里葉能夠成功建立其級數(shù)理論的原因。從理論物理(包括應(yīng)用數(shù)學(xué))及純粹數(shù)學(xué)兩個方面考察了傅里葉級數(shù)理論產(chǎn)生的影響。
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主要研究方向為近現(xiàn)代數(shù)學(xué)史與數(shù)學(xué)教育,碩士生導(dǎo)師。2017年入選浙江省中青年學(xué)科帶頭人。
2014年獲全國第四屆教育碩士優(yōu)秀教師。
2014年獲甘肅省高校社科成果一等獎。2012年獲甘肅省高校社科成果二等獎。
目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 傅里葉級數(shù)發(fā)展概略 1
1.2 傅里葉級數(shù)歷史研究的文獻回顧 2
1.3 本書的特點 7
第2章 傅里葉級數(shù)的早期形態(tài) 8
2.1 樂音中的泛音 8
2.2 從物理學(xué)的角度認(rèn)識泛音 9
2.3 索弗爾的簡單模式疊加觀念 11
第3章 基本模式的絕對頻率及形狀 13
3.1 樂聲研究中頻率概念的出現(xiàn) 13
3.2 對弦振動基本模式頻率的研究 16
3.3 對弦振動基本模式的形狀及頻率的進一步研究 20
第4章 對于簡單模式疊加觀念的爭論 27
4.1 達朗貝爾對弦振動問題的研究 27
4.2 歐拉對弦振動問題的研究 31
4.3 對達朗貝爾、歐拉關(guān)于弦振動問題研究的評價 33
4.4 丹尼爾·伯努利對弦振動問題的研究 36
4.5 拉格朗日對弦振動問題的研究 40
4.6 歐拉、達朗貝爾、拉格朗日對簡單模式疊加觀念的評論 46
4.7 小結(jié) 51
第5章 傅里葉級數(shù)建立的背景 53
5.1 傅里葉從事熱傳導(dǎo)研究的因素分析 53
5.2 傅里葉從事熱傳導(dǎo)研究的思路 64
5.3 傅里葉對離散物體熱傳導(dǎo)的研究 65
5.4 傅里葉對連續(xù)物體熱傳導(dǎo)的研究 72
第6章 傅里葉級數(shù)的建立 77
6.1 傅里葉級數(shù)建立的過程 77
6.2 傅里葉級數(shù)成功建立的原因分析 85
6.3 傅里葉級數(shù)理論優(yōu)先權(quán)的爭論 98
6.4 傅里葉級數(shù)理論的嚴(yán)格化 101
第7章 傅里葉級數(shù)的影響 103
7.1 音樂得到了數(shù)學(xué)描述 103
7.2 對理論物理和應(yīng)用數(shù)學(xué)產(chǎn)生的影響 106
7.3 對純粹數(shù)學(xué)產(chǎn)生的影響 110
第8章 傅里葉級數(shù)在中國的傳播(1928—1950) 116
8.1 傅里葉級數(shù)在中國的研究概況 116
8.2 中國學(xué)者對傅里葉級數(shù)的主要貢獻 119
8.3 中國的傅里葉級數(shù)教育 130
參考文獻 133
后記 141