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数学名人 | 无处不在的欧拉

 山西山阴薛有山 2018-02-12


欧拉,

一个耳熟能详的名字,

在许多领域都能见到,

这位伟大的数学家和物理学家,

获得过哪些成就?

又有多少公式和定理以他命名?

我们一起来欣赏!



莱昂哈德·欧拉(Leonhard Euler,1707年4月15日-1783年9月18日),瑞士数学家和物理学家,近代数学先驱之一。1707年欧拉生于瑞士的巴塞尔,13岁时入读巴塞尔大学,15岁大学毕业,16岁获硕士学位。平均每年写出八百多页的论文,还写了大量的力学、分析学、几何学等课本,《无穷小分析引论》、《微分学原理》、《积分学原理》等都成为数学中的经典著作。欧拉对数学的研究如此广泛,因此在许多数学的分支中也可经常见到以他的名字命名的重要常数、公式和定理。1783年9月18日于俄国彼得堡去逝。



获得成就就

N


欧拉和丹尼尔·伯努利一起,建立了弹性体的力矩定律。

他还直接从牛顿运动定律出发,建立了流体力学里的欧拉方程。

他对微分方程理论作出了重要贡献,他是欧拉近似法的创始人。

在数论里他引入了欧拉函数。

自然数的欧拉函数被定义为小于并且与互质的自然数的个数。

在计算机领域中广泛使用的RSA公钥密码算法正是以欧拉函数为基础.

在分析领域,是欧拉综合了莱布尼兹的微分与牛顿的流数。

他由于解决了长期悬而未决的贝塞尔问题而获得名声。

欧拉将虚数的幂定义为是欧拉公式,它成为指数函数的中心。

在初等分析中,从本质上来说,要么是指数函数的变种,要么是多项式,两者必居其一。被理查德·费曼称为“最卓越的数学公'”的则是欧拉公式的一个简单推论(通常被称为欧拉恒等式)。

他定义了微分方程中有用的欧拉-马歇罗尼常数。

他是欧拉-马歇罗尼公式的发现者之一,这一公式在计算难于计算的积分、求和与级数的时候极为有效。

欧拉写下了《音乐新理论的尝试》,书中试图把数学和音乐结合起来。

在经济学方面,欧拉证明,如果产品的每个要素正好用于支付它自身的边际产量,在规模报酬不变的情形下,总收入和产出将完全耗尽。

在几何学和代数拓扑学方面,欧拉公式给出了单联通多面体的边、顶点和面之间存在的关系

在1736年,欧拉解决了柯尼斯堡七桥问题,并且发表了论文《关于位置几何问题的解法》,是最早运用图论和拓扑学的典范。

数独是欧拉发明的拉丁方块的概念。

欧拉命名名

N


     欧拉公式


欧拉公式是指以欧拉命名的诸多公式。其中最著名的有,复变函数中的欧拉幅角公式--将复数、指数函数与三角函数联系起来; 拓扑学中的欧拉多面体公式;初等数论中的欧拉函数公式。 此外还包括其他一些欧拉公式,比如分式公式等等。


欧拉函数


欧拉函数,在数论,对正整数n,欧拉函数是少于或等于n的数中与n互质的数的数目。此函数以其首名研究者欧拉命名,它又称为Euler's totient function、φ函数、欧拉商数等。 例如φ(8)=4,因为1,3,5,7均和8互质。 从欧拉函数引伸出来在环论方面的事实和拉格朗日定理构成了欧拉定理的证明。


 欧拉定理


在数学及许多分支中都可以见到很多以欧拉命名的常数、公式和定理。在数论中,欧拉定理(Euler Theorem,也称费马-欧拉定理或欧拉函数定理)是一个关于同余的性质。欧拉定理得名于瑞士数学家莱昂哈德·欧拉,该定理被认为是数学世界中最美妙的定理之一。欧拉定理实际上是费马小定理的推广。此外还有平面几何中的欧拉定理、多面体欧拉定理(在一凸多面体中,顶点数-棱边数+面数=2)。西方经济学中欧拉定理又称为产量分配净尽定理,指在完全竞争的条件下,假设长期中规模收益不变,则全部产品正好足够分配给各个要素。


  欧拉角


用来确定定点转动刚体位置的3个一组独立角参量,由章动角θ、旋进角(即进动角)ψ和自转角j组成,为欧拉首先提出而得名。


欧拉方程


1755年,瑞士数学家L.欧拉在《流体运动的一般原理》一书中首先提出这个方程。

在研究一些物理问题,如热的传导、圆膜的振动、电磁波的传播等问题时,常常碰到如下形式的方程:

(ax^2D^2+bxD+c)y=f(x),

其中a、b、c是常数,这是一个二阶变系数线性微分方程。它的系数具有一定的规律:二阶导数D^2y的系数是二次函数ax^2,一阶导数Dy的系数是一次函数bx,y的系数是常数。这样的方程称为欧拉方程。


欧拉线


三角形的外心、重心、九点圆圆心、垂心,依次位于同一直线上,这条直线就叫三角形的欧拉线,且外心到重心的距离等于垂心到重心距离的一半。

莱昂哈德·欧拉于1765年在他的著作《三角形的几何学》中首次提出定理:三角形的重心在欧拉线上,即三角形的重心、垂心和外心共线。他证明了在任意三角形中,以上四点共线。欧拉线上的四点中,九点圆圆心到垂心和外心的距离相等,而且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半。

如图,欧拉线(图中的红线)是指过三角形的垂心(蓝)、外心(绿)、重心(黄)和欧拉圆圆心(红点)的一条直线。

注:三角形三边的中点,三高的垂足和三个欧拉点(连结三角形各顶点与垂心所得三线段的中点)九点共圆,称为欧拉圆。


欧拉圆


三角形的外心、重心、九点圆圆心、垂心,依次位于同一直线上,这条直线就叫三角形的欧拉线,且外心到重心的距离等于垂心到重心距离的一半。

莱昂哈德·欧拉于1765年在他的著作《三角形的几何学》中首次提出定理:三角形的重心在欧拉线上,即三角形的重心、垂心和外心共线。他证明了在任意三角形中,以上四点共线。欧拉线上的四点中,九点圆圆心到垂心和外心的距离相等,而且重心到外心的距离是重心到垂心距离的一半。

如图,欧拉线(图中的红线)是指过三角形的垂心(蓝)、外心(绿)、重心(黄)和欧拉圆圆心(红点)的一条直线。

注:三角形三边的中点,三高的垂足和三个欧拉点(连结三角形各顶点与垂心所得三线段的中点)九点共圆,称为欧拉圆。


编辑:李佳航、郭玉莹












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