狄利克雷

德国数学家

约翰·彼得·古斯塔夫·勒热纳·狄利克雷(Johann Peter Gustav Lejeune Dirichlet)是一位 德国 数学家。

约翰1805年2月13日出生于德国迪伦,中学时曾受教于物理学家G.S. 乔治·欧姆 ;1822年-1826年在巴黎求学,深受 J.-B.-J. 傅里叶的影响。1839年任柏林大学教授,1855年接任C.F.高斯在 哥廷根大学 的教授职位。狄利克雷在 数学分析 领域做出了深刻的贡献,包括创立了现代函数的正式定义和创建了 解析数论 领域。他是 柏林科学院 院士。狄利克雷的主要著作有《数论讲义》和《定积分》等。尽管他的姓氏是Lejeune Dirichlet,但他通常被简称为Dirichlet,特别是在以他命名的结果中。

狄利克雷是解析数论的创始人,对函数论、 位势论 和三角级数论都有重要贡献。

人物简介

狄利克雷对数论、数学分析和数学物理有突出贡献,是解析数论的创始人之一,中学时曾受教于物理学家G.S. 欧姆 ;1822~1826年在巴黎求学,深受 J.-B.-J. 傅里叶的影响。回国后先后在布雷斯劳大学、 德国联邦国防军指挥学院 和 柏林洪堡大学 任教27年,对 德国 数学发展产生巨大影响。1831年,狄利克雷成为 柏林科学院 院士。 1839年任柏林大学教授,1855年接任C.F.高斯在 哥廷根大学 的教授职位。

在 数学分析 方面,他是最早倡导严格化方法的数学家之一。1837年他提出函数是x与y之间的一种对应关系的现代观点。

在 数论 方面,他是 高斯 思想的传播者和拓广者。1836年狄利克雷撰写了《 数论讲义 》,对 高斯 划时代的著作《 算术研究 》作了明晰的解释并有创见,使高斯的思想得以广泛传播。1837年,他构造了 狄利克雷级数 。1838~1839年,他得到确定 二次型 类数的公式。1846年,使用 抽屉原理 。阐明 代数数域 中单位数的阿贝尔群的结构。

在数学物理方面,他对椭球体产生的 引力 、球在不可压缩 流体 中的运动、由 太阳系 稳定性导出的一般稳定性等课题都有重要论著。1850年发表了有关位势理论的文章,论及著名的第一边界值问题,现称 狄利克雷问题 。

狄利克雷是19世纪最重要的数学家之一。他的贡献涉及到数学的各个方面,其中以 数论 、分析,特别是关于 位势论 最著名。在数论方面,他先后证明了n=5和n=14时的 费马大定理 1837年,他证明了任何算术序列a,a+b,a+2b,…(a与b 互素 )中,必有无穷多个素数,这就是著名的 狄利克雷定理 ,证明中所用到的 级数 ,称为 狄利克雷级数 。他还提出了狄利克雷抽样法,成为 解析数论 的创始人。在 数学分析 方面,他在1837年的论文中引入了近代函数的概念,一直沿用至今。他还第一个准确解释了级数 条件收敛 的概念,讨论了 傅里叶级数 的收敛性问题。他的工作发展了傅里叶级数理论。在 位势论 理论中,他引入了所谓的 狄利克雷原理 。他还提出了 微分方程 的 边值问题 。他的研究工作在数学物理的许多领域中起了重要作用。

主要论文与著作

相关论文

参考资料:

出版书籍

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狄利克雷核表述

狄利克雷核(Dirichlet kernel)是一类由 三角函数 表示的积分核。 三角多项式 :

称为狄利克雷核。多变元的情形有类似的定义。为简明起见,本条及以下各条若不特别说明,均只对单变元情形进行叙述。把f的 傅里叶级数 的前n+1项的和记为,称为的第n部分和,简称f的傅里叶部分和。容易算出:

于是,f能否展成傅里叶级数,就归结为当时的收敛性问题。

傅里叶级数

法国 数学家傅里叶发现,任何周期函数都可以用正弦函数和 余弦 函数构成的 级数 来表示(选择正弦函数与余弦函数作为基函数是因为它们是 正交 的),后世称傅里叶级数为一种特殊的三角级数,根据 欧拉公式 , 三角函数 又能化成指数形式,也称傅立叶级数为一种指数级数。

法国数学家J.-B.-J.傅里叶在研究 偏微分方程 的 边值问题 时提出。从而极大地推动了偏微分方程理论的发展。在中国, 程民德 最早系统研究多元三角级数与多元 傅里叶级数 。他首先证明多元三角级数球形和的唯一性 定理 ,并揭示了多元傅里叶级数的 里斯- 博赫纳,S. 球形平均的许多特性。傅里叶级数曾极大地推动了偏微分方程理论的发展。在数学物理以及工程中都具有重要的应用。

参考资料

  1. 数学史话之大师的发现者狄利克雷 360个人图书馆 2024-03-13
  2. 轰动数学界的张益唐究竟证明了啥? - 华声在线 华声新闻 2023-12-18
  3. 方寸“鸽巢”,别有深意 今日头条 2023-12-18
  4. 2024-04-10
  5. Johann Peter Gustav Lejeune Dirichlet University of St Andrews 2024-04-21
  6. Peter Gustav Lejeune Dirichlet Britannica 2024-04-21