选修4-5 不等式选讲数学《第三讲 柯西不等式与排序不等式 一 二维形式柯西不等式 阅读与思考 法国科学家柯西》精品课教案

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1821年柯西提出极限定义的方法，把极限过程用不等式来刻画，后经魏尔斯特拉斯改进，成为现在所说的柯西极限定义或叫

定义。当今所有微积分的教科书都还（至少是在本质上）沿用着柯西等人关于极限、连续、导数、收敛等概念的定义。他对微积分的解释被后人普遍采用。柯西对定积分作了最系统的开创性工作，他把定积分定义为和的“极限”。在定积分运算之前， 强调 必须确立积分的存在性。他利用中值定理首先严格证明了 微积分基本定理 。通过柯西以及后来魏尔斯特拉斯的艰苦工作，使数学分析的基本概念得到严格的论述。从而结束微积分二百年来思想上的混乱局面，把微积分及其推广从对几何概念、运动和直观了解的完全依赖中解放出来，并使微积分发展成现代数学最基础最庞大的数学学科。

　　数学分析严谨化的工作一开始就产生了很大的影响。在一次学术会议上柯西提出了级数收敛性理论。会后，拉普拉斯急忙赶回家中，根据柯西的严谨判别法，逐一检查其巨著《天体力学》中所用到的级数是否都收敛。

　　柯西在其它方面的研究成果也很丰富。 复变函数 的微积分理论就是由他创立的。在 代数 方面、 理论物理 、光学、 弹性理论 方面，也有突出贡献。柯西的数学成就不仅辉煌，而且数量惊人。柯西全集有27卷，其论著有800多篇，在数学史上是仅次于欧拉的多产数学家。他的光辉名字与许多定理、准则一起铭记在当今许多教材中。

　　1857年5月23日柯西在巴黎病逝。他临终的一句名言“人总是要死的，但是，他们的业绩永存。”长久地叩击着一代又一代学子的心扉。

柯西在纯数学和 应用数学 的功力是相当深厚的，在 数学 写作上，他是被认为在数量上仅次于 欧拉 的人，他一生一共著作了789篇论文和几本书，其中有些还是经典之作，不过并不是他所有的创作质量都很高，因此他还曾被人批评高产而轻率，这点倒是与数学王子相反，据说， 法国 科学院''会刊''创刊的时候，由于柯西的作品实在太多，以致于科学院要负担很大的印刷费用，超出科学院的预算，因此，科学院后来规定论文最长的只能有四页，所以，柯西较长的论文只得投稿到其它地方。

柯西在幼年时，他的父亲常带领他到法国参议院内的办公室，并且在那里指导他进行学习，因此他有机会遇到参议员 拉普拉斯 和 拉格朗日 两位大数学家。他们对他的才能十分赏识；拉格朗日认为他将来必定会成为大数学家，但建议他的父亲在他学好文科前不要学数学。

人物生平

1811及1812年

柯西于1802年入中学。在中学时，他的拉丁文和希腊文取得优异成绩，多次参加竞赛获奖；数学成绩也深受老师赞扬。他于1805年考入综合工科学校，在那里主要学习数学和力学；1807年考入桥梁公路学校，1810年以优异成绩毕业，前往 瑟堡 参加海港建设工程。

柯西去瑟堡时携带了拉格朗日的《 解析函数 论》和拉普拉斯的《 天体力学 》，后来还陆续收到从 巴黎 寄出或从当地借得的一些数学书。他在业余时间悉心攻读有关数学各分支方面的书籍，从 数论 直到天文学方面。根据拉格朗日的建议，他 进行 了多面体的研究，并于1811及1812年向科学院提交了两篇论文，其中主要成果是：

（1）证明了凸正多面体只有五种（面数分别是4，6，8，12，20），星形正多面体只有四种（面数是12的三种，面数是20的一种）。

（2）得到了欧拉关于多面体的顶点、面和棱的个数关系式的另一证明并加以推广。

（3）证明了各面固定的多面体必然是固定的，从此可导出从未证明过的 欧几里得 的一个定理。

这两篇论文在数学界造成了极大的影响。柯西在瑟堡由于工作劳累生病，于1812年回到巴黎他的父母家中休养。

1813年

柯西于1813年在巴黎被任命为运河工程的工程师，他在巴黎休养和担任工程师期间，继续潜心研究数学并且参加学术活动。这一时期他的主要贡献是：

（1）研究代换理论，发表了代换理论和 群论 在历史上的基本论文。

（2）证明了 费马 关于多角形数的猜测，即任何正整数是个角形数的和。这一猜测当时已提出了一百多年，经过许多数学家研究，都没有能够解决。以上两项研究是柯西在瑟堡时开始进行的。

（3）用复变函数的 积分 计算实积分，这是 复变函数论 中 柯西积分定理 的出发点。

（4）研究液体表面波的传播问题，得到 流体力学 中的一些经典结果，于1815年得法国科学院数学大奖。

以上突出成果的发表给柯西带来了很高的声誉，他成为当时一位国际上著名的青年数学家。

1815－1821