top of page

Історія розвитку поняття функції

  Функція - одне з основних математичних і загальнонаукових понять, яка відіграє і понині грає велику роль в пізнанні реального світу.

  Ідея функціональної залежності простежується з давніх часів. Її зміст виявляється вже у математично виражених співвідношеннях між величинами, в перших правилах дій над числами, в перших формулах для знаходження площі і об'єму тих або інших фігур.

  Так, вавілонські вчені (4-5 тис. років назад) інтуїтивно встановили, що площа круга є функцією від його радіусу за допомогою знаходження грубо наближеної формули: 

   Прикладами табличного задання функції є астрономічні таблиці вавілонян, стародавніх греків і індійців, а прикладами словесного задання функції - теорема про сталість відношення площ круга і квадрата на його діаметрі або античні визначення конічних перерізів, причому самі ці криві виступали як геометричні образи відповідної залежності.

Задачі минулих століть, пов'язані з поняттям функції

Задача Лейбніца про трактрису

Нехай по осі абсцис біжить собака, а її господар (що спочатку знаходився на осі ординат) біжить за нею так, що повідець весь час натягнутий...

Гармати та вчені

Траєкторією снарядів цікавилися багато вчених. Особливий інтерес виник з моменту винаходу пороху (в XIII столітті). Жодна фортеця того часу не могла довго витримати артилерійський вогонь...

Оптичні властивості параболічних дзеркал

За легендою, Архімед побудував увігнуті дзеркала та з їх допомогою спалив римські кораблі. Більшість вчених відкидає цю легенду...

   Шлях до появи поняття функції заклали в XVII столітті французькі учені Франсуа Вієт і Рене Декарт; вони розробили єдину буквену математичну символіку, яка незабаром отримала загальне визнання. Було введено єдине позначення: невідомих - останніми буквами латинського алфавіту x, у, z ... - відомих - початковими буквами того ж алфавіту - а, b, с ... і т.д. Тим самим з'явилася можливість записувати загальні формули. Крім того, у Декарта і Ферма в геометричних роботах з'являється виразне представлення змінної величини і прямокутної системи координат. 

Франсуа Вієт

1540-1603

функції. Підхід до такого визначення вперше зробив швейцарський математик Іоганн Бернуллі, який в 1718 році визначив функцію таким чином: «Функцією змінної величини називають кількість, утворену яким завгодно способом з цієї змінної величини і постійних».

   Остаточне формулювання визначення функції з аналітичної точки зору зробив в 1748 році учень Бернуллі Леонард Ейлер: «Функція змінної кількості є аналітичний вираз, складений яким-небудь чином з цієї кількості і чисел або постійних кількостей». Так розуміли функцію протягом майже всього 18 століття Даламбер, Лагранж, Фурье і інші видні математики. Що стосується Ейлера, то він не завжди дотримувався вище вказаного визначення; в його роботах поняття функції піддавалося подальшому розвитку відповідно до запитів математичного аналізу.

  В 1755 році, Ейлер дає загальне визначення функції: «Коли деякі кількості залежать один від одного таким чином, що при зміні останніх і самі вони піддаються зміні, то перші називають функцією других».  «Це найменування - продовжує далі Ейлер - має надзвичайно широкий характер; воно охоплює всі способи, якими одна кількість визначається за допомогою інших». Ейлер же ввів й прийняті зараз позначення для функцій.

 В XVIII столітті з'являється новий погляд на функцію як на формулу, що зв'язуює одну змінну з іншою. Це так звана аналітична точка зору на поняття 

  Поступово поняття функції стало ототожнюватися, таким чином, з поняттям аналітичного виразу - формули. В 1671 році Ньютон під функцією став розуміти змінну величину, яка змінюється з часом.

  Сам термін «функція» вперше зустрічається в рукописі великого німецького математика і філософа Готфріда Лейбніца — спочатку в рукописі (1673 р.), а потім і в друкованому вигляді (1692 р.). Латинське слово function переводиться як «здійснення», «виконання». Лейбніц увів це поняття для назви різних параметрів, зв’язаних з положенням точки на площині.

  В «Геометрії» Декарта і роботах Ферма, Ньютона і Лейбніца поняття функції носило по суті інтуїтивний характер і було пов'язане або з геометричними, або з механічними уявленнями.

 В своїй «Геометрії» в 1637 році Декарт дає поняття функції, як зміна ординати точки залежно від зміни її абсциси; він систематично розглядав лише ті криві, які можна точно представити за допомогою рівнянь.

Рене Декарт

1596-1650

Готфрід Лейбніц

1646-1715

 Термін «функція» вперше зустрічається в рукописі великого німецького математика і філософа Готфріда Лейбніца

«Функція змінної кількості є аналітичний вираз, складений яким-небудь чином з цієї кількості і чисел або постійних кількостей».

Іоганн Бернуллі

1667-1748

Леонард Ейлер

1707-1783

формулюється таким чином: «якщо кожному елементу x множини А поставлений у відповідність деякий певний елемент у з множини B, то говорять, що на множині задана функція f(x), або що множину А відображено на множину B».

 Сучасне поняття функції з довільними областями означення і значень сформувалося, власне кажучи, зовсім недавно, у першій половині двадцятого століття, після робіт творця теорії множин Г. Кантора (1845—1918).

   Складний і дуже тривалий шлях розвитку поняття функції досить типовий. Для того, щоб усвідомити необхідність уведення нового абстрактного поняття, потрібно виділити його в процесі рішення багатьох конкретних задач, дати означення, яке якомога точніше відтворює його зміст.

  В другій половині XIX століття після створення теорії множин в поняття функції, крім ідеї відповідності була включена і ідея множини. Таким чином, в повному своєму об'ємі загальне визначення      поняття     функції 

«Якщо кожному елементу x множини А поставлений у відповідність деякий певний елемент у з множини B, то говорять, що на множині задана функція f(x), або що множину А відображено на множину B».

  Сучасне означення числової функції, у якому це поняття вже звільнялося від способу задання, було дано незалежно один від одного російським математиком М.І.Лобачевским (1834р.) і німецьким математиком І.Діріхле (1837 р.).  Основна ідея цих визначень полягала в наступному: не істотно, яким чином (і зокрема, необов’язково шляхом задання аналітичного вираження) кожному поставлено у відповідність визначене значення, важливо тільки, що ця відповідність встановлена.

  В 1834 році в роботі «Про зникнення тригонометричних рядків»  М.І. Лобачевський, розвиваючи визначення функції в 1755 році, писав: «Загальне поняття вимагає, щоб функцією  називати число, яке дається для кожного x і разом з x поступово змінюється. Значення функції може бути задане і аналітичним виразом, або умовою, яка подає засіб змінювати всі числа і вибирати одне з них; інаше, залежність може існувати, або залишатися невідомою. Обширний погляд теорії допускає існування залежності тільки в тому значенні, щоб числа, одні з іншими в зв'язку, приймати як би даними разом».

Іоганн Діріхле

1805-1859

Микола Лобачевський

1792-1856

Георг Кантор

1845-1918

bottom of page