从三次方程的卡丹公式到伽罗瓦理论(二B)

说明:第二部分原拟一并发布,写到附录时,许多数学式平台出现不能保存的情况,白白辛苦一场,目前只好分拆重写。

附录一:本文涉及到的著名数学家的小传

1. 拉格朗日(Joseph-Louis Lagrange,1736.1.25-1813.4.10),父亲是法国人,生于意大利都灵。

从三次方程的卡丹公式到伽罗瓦理论(二B)

拉格朗日

1766 年应腓特烈大帝邀请前往柏林,任普鲁士数学部主任,居住达20年之久。1786年腓特烈大帝去世后来,他接受了法王路易十六的邀请,离开柏林,定居巴黎,成为法国科学院院士,直至去世。拿破仑称帝后,授予拉格朗日伯爵头衔,并称赞他是 “数学科学高耸的金字塔”。

他曾在巴黎高等师范学校和综合技术学校教授(这两所学校是法国顶级理工科学校),培养了傅里叶、拉普拉斯等一批杰出学者。

在数学、力学和天文学领域均有深远贡献。他的工作为现代数学分析、天体力学和经典力学奠定了基础,被誉为 18 世纪末最伟大的数学家。

数学方面的主要贡献:(1) 在 1755 年(年仅 19 岁)提出了变分法的核心思想,引入了 “从三次方程的卡丹公式到伽罗瓦理论(二B)运算”,解决了约翰・伯努利提出的 “最速降线问题”。

(2) 拉格朗日中值定理,广泛用于函数的分析及不等式的证明。

(3) 拉格朗日乘数法:用于求解约束优化问题,至今仍是数学和工程中的重大工具。

(4) 有限子群指数的定理:有限子群的阶整除群的阶。

(5) 拉格朗日插值公式:用于构造通过给定点的多项式函数。

参与了巴黎科学院成立的研究法国度量衡统一问题的委员会,并出任法国米制委员会主任。

1799年,法国完成统一度量衡工作,制定了被世界公认的长度、面积、体积、质量的单位(公制度量衡),拉格朗日为此做出了巨大的努力。

2. 华罗庚(1910 年 11 月 12 日–1985 年 6 月 12 日),是中国著名数学家、教育家,中国科学院院士,美国国家科学院外籍院士等。

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华罗庚

他在解析数论、矩阵几何学、典型群上的调和分析、自守函数论等多方面研究的创始人和开拓者。他解决了高斯完整三角和的估计这一历史难题,得到最佳误差阶估计;

证明了一维射影几何的基本定理。国际上以华氏命名的数学科研成果有 “华氏定理”,“华氏不等式”,“华–王方法” 等。

代表论著为《堆垒素数论》,《多复变数函数论中的典型域的调和分析》,曾荣获 1956 年中国首届国家自然科学奖一等奖等多项荣誉。

为纪念华罗庚的贡献,国际天文学联合会将一颗国际编号为 364875 号的小行星命名为 “华罗庚星”。

芝加哥科学技术博物馆将他列为当今世界 88 位数学伟人之一。

3. 卡尔·弗雷德里希·高斯(Johann Carl Friedrich Gauss,1777 年 4 月 30 日–1855 年 2 月 23 日)

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高斯

德国著名数学家、物理学家和天文学家,近代数学奠基者之一,享有 “数学王子” 的美誉。

在数学方面的主要成就:导出二项式定理的一般形式,发现数论上的 “二次互反律”、质数分布定理及算术几何平均。

1796 年,他得到了正十七边形尺规作图之理论与方法,突破了数学史上两千多年的难题。1801 年,出版《算术研究》,奠定了近代数论的基础。

他还是非欧几何的创始人之一,在超几何级数、复变函数论、椭圆函数论、统计数学等方面也有诸多建树。此外,在物理与天文等领域也多有建树,

为纪念他在电磁学领域的卓越贡献,磁通量密度单位以 “高斯” 命名。

4. 莱昂哈德·欧拉(Leonhard Euler,1707 年 4 月 15 日-1783 年 9 月 18 日)

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欧拉

瑞士著名的数学家、物理学家、天文学家、逻辑学家,与阿基米德、牛顿、高斯并称为有史以来最伟大的四位数学家。

出生于瑞士巴塞尔的一个牧师家庭,13 岁进入巴塞尔大学,15 岁获学士学位,16 岁获硕士学位。

1727 年,他受圣彼得堡科学院邀请到俄国讲学,1733 年当选为彼得堡科学院院士。1741 年,因俄国沙皇的排挤,欧拉前往柏林科学院,担任物理数学研究所所长等职。

1766 年,他回到俄国圣彼得堡。晚年欧拉视力严重恶化,近乎全盲,但仍坚持研究和写作。1783 年 9 月 18 日,欧拉在圣彼得堡去世。

数学领域的主要成就:欧拉是变分法的奠基人和研究复变函数论的先驱者,在数论、概率论、微分几何学等领域也有重大贡献。

他证明了费马小定理,提出了欧拉公式、欧拉常数。他还引进了诸多重大数学符号,如以 e 表明自然常数、用 π 表明圆周率、用 f (x) 表明函数、求和符号∑以及虚数单位 i 等。

其著作《无穷小分析引论》《微分学原理》等对数学发展影响深远。

欧拉是数学史上最高产的数学家之一,平均每年可写出 800 多页的论文,到 2022 年,数学界整理出版的欧拉全集已出到 80 卷。其著作表述清晰、极富启发性,行文优美流畅,被誉为 “数学界的莎士比亚”。

5. 保罗·鲁菲尼(Paolo Ruffini,1765 年 9 月 22 日-1822 年 5 月 10 日) 是意大利数学家、医生和哲学家,被誉为代数方程论的先驱之一。

他是拉格朗日的学生,继承并发展了老师关于方程可解性的研究,最终证明了五次方程一般不可根式求解(早于阿贝尔·鲁菲尼定理的完整表述)。摩德纳大学的数学教授(1788 年)和医学教授(1791 年)。

他在拿破仑时期担任过摩德纳大学的校长。

师从拉格朗日:鲁菲尼深受拉格朗日方程论思想的影响,尤其关注五次方程的根式可解性问题。拉格朗日在 1770 年的论文中已指出五次方程可能不存在根式解法,但未给出严格证明。他几乎完成了这一证明。

6. 阿贝尔(Niels Henrik Abel,1802 年 8 月 5 日-1829 年 4 月 6 日)是挪威数学家,被誉为 19 世纪最伟大的数学家之一。

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阿贝尔

1828 年,阿贝尔染上肺结核,次年在其去世两天后,他才收到柏林大学的教授任命书。

尽管他英年早逝(年仅 26 岁),却在代数方程论、椭圆函数和分析学领域做出了革命性贡献。

许多数学概念以其名字命名,如阿贝尔群、阿贝尔积分和阿贝尔定理。

2003 年,挪威政府设立 “阿贝尔奖”,以纪念这位本土数学家。该奖项是世界性最高数学奖之一,每年颁发一次,奖金约 750 万挪威克朗。

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待续(二C),附录二 本文涉及的一些相关的数学知识

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