ЗНАКИ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ

ЗНАКИ МАТЕМАТИЧЕСКИЕ условные
обозначения, предназначенные для записи математяч. понятий, предложений
и выкладок. Напр.,927-28.jpg (квадратный
корень из двух),927-29.jpg (три больше
двух) и т. п. Развитие математич. символики было тесно связано с общим
развитием понятий и методов математики. Первыми 3. м. были знаки для изображения
чисел - цифры, возникновение к-рых, по-видимому, предшествовало
письменности. Наиболее древние системы нумерации - вавилонская и египетская
- появились ещё за З1/


Первые 3. м. для произвольных величин
появились много позднее (начиная с 5-4 вв. до н. э.) в Греции. Величины
(площади, объёмы, углы) изображались в виде отрезков, а произведение двух
произвольных однородных величин - в виде прямоугольника, построенного на
соответствующих отрезках. В "Началах" Евклида (3 в. до н. э.) величины
обозначаются двумя буквами - начальной и конечной буквами соответствующего
отрезка, а иногда и одной. У Архимеда (3 в. до нашей эры) последний
способ становится обычным. Подобное обозначение содержало в себе возможности
развития буквенного исчисления. Однако в классической античной математике
буквенного исчисления создано не было.


Начатки буквенного изображения и исчисления
возникают в позднеэллинистич. эпоху в результате освобождения алгебры от
геометрич. формы. Диофант (вероятно, 3 в.) записывал неизвестную
(х)
и
её степени следующими знаками:

927-30.jpg


Создание совр. алгебраич. символики
относится к 14-17 вв.; оно определялось успехами практич. арифметики и
учения об уравнениях. В различных странах стихийно появляются 3. м. для
нек-рых действий и для степеней неизвестной величины. Проходят многие десятилетия
и даже века, прежде чем вырабатывается тот или
иной удобный символ. Так, в кон. 15 в. Н. Шюке и Л. Пачоли употребляли
знаки сложения и вычитания р и m (от лат. plus и minus), нем. математики
ввели современные + (вероятно, сокращение лат. et) и -. Ещё в 17 в. можно
насчитать около десятка 3. м. для действия умножения.

928-1.jpg

928-2.jpg


у нем. математика М. Штифеля
(1544):

928-3.jpg


у итал. математика Р. Бомбелли
(1572):

928-4.jpg


у франц. математика Ф. Виета
(1591):

928-5.jpg


у англ. математика Т. Гарриота
(1631):

928-6.jpg


В 16 и нач. 17 вв. входят
в употребление знаки равенства и скобки: квадратные (Р. Бомбелли, 1550),
круглые (Н. Тарталья, 1556), фигурные (Ф. Виет, 1593). В
16 в. современный вид принимает запись дробей.


Значит. шагом вперёд в развитии
математич. символики явилось введение Вие-том (1591) 3. м. для произвольных
постоянных величин в виде прописных согласных букв лат. алфавита В, D,
что дало ему возможность впервые записывать алгебраич. уравнения с произвольными
коэффициентами и оперировать ими. Неизвестные Виет изображал гласными прописными
буквами А, Е,... Напр., запись Виета928-7.jpg[
cubus - куб, planus - плоский, т. е. В - двумерная величина; solid us -
телесный (трёхмерный), размерность отмечалась для того, чтобы все члены
были однородны] в наших символах выглядит так:928-8.jpg


Виет явился творцом алгебраич.
формул. Р. Декарт (1637) придал знакам алгебры совр. вид, обозначая
неизвестные последними буквами лат. алфавита х, у, г, а произвольные
данные величины - начальными буквами а, Ь, с. Ему же принадлежит
нынешняя запись степени. Обозначения Декарта обладали большим преимуществом
по сравнению со всеми предыдущими. Поэтому они скоро получили всеобщее
признание.


Дальнейшее развитие 3. м.
было тесно связано с созданием анализа бесконечно малых, для разработки
символики к-рого основа была уже в большой мере подготовлена в алгебре.




















































































































































































































































































































































































































































Даты
возникновения некоторых математических знаков


Знак


Значение


Кто
ввёл


Когда


введён



928-9.jpg


928-10.jpg


бесконечность


Дж.
Валлис


1655


928-11.jpg


основание
натуральных логарифмов


Л.
Эйлер


1736


928-12.jpg


отношение
длины окружности к диаметру


У.
Джонс Л. Эйлер


1706
1736


928-13.jpg


корень
квадратный из - 1


Л.
Эйлер


1777
(в печати 1794)


928-14.jpg


единичные
векторы, орты


У.
Гамильтон


1853


928-15.jpg


угол
параллельности


Н.
И. Лобачевский


1835


928-16.jpg


928-17.jpg


неизвестные
или переменные величины


Р.
Декарт


1637


928-18.jpg


вектор


О.
Коши


1853


928-19.jpg


928-20.jpg


928-21.jpg


немецкие
математики


конец
15 в.


928-22.jpg


умножение
умножение


У.
Оутред Г. Лейбниц


1631
1698


928-23.jpg


деление


Г.
Лейбниц


1684


928-24.jpg


степени


Р.
Декарт И. Ньютон


1637
1676


928-25.jpg


корни


К.
Рудольф А. Жирар


1525
1629


928-26.jpg


логарифм


И.
Кеплер Б. Кавальери


1624
1632


928-27.jpg


928-28.jpg


Л.
Эйлер


1748


928-29.jpg


тангенс


Л.
Эйлер


1753


928-30.jpg


арксинус


Ж.
Лагранж


1772


928-31.jpg


928-32.jpg


В.
Риккати


1757


928-33.jpg


дифференциал


Г.
Лейбниц


1675
(в печати 1684)


928-34.jpg


интеграл


Г.
Лейбниц


1675
(в печати 1686)


928-35.jpg


производная


Г.
Лейбниц


1675


928-36.jpg


производная
разность


Ж.
Лагранж Л. Эйлер


1770,
1779 1755


928-37.jpg


частная
производная


Л.
Лежандр


1786


928-38.jpg


определённый
интеграл


Ж.
Фурье


1819-22


928-39.jpg


сумма


Л.
Эйлер


1755


928-40.jpg


произведение


К.
Гаусс


1812


928-41.jpg


факториал


К.
Крамп


1808


928-42.jpg


модуль


К.
Вейерштрасс


1841


928-43.jpg


предел


С.
Л юн лье


У. Гамильтон многие математики



1786


1853 начало 20 в.



928-44.jpg


дзета-функция


Б.
Риман


1857


928-45.jpg


гамма-функция


А.
Лежандр


1808


928-46.jpg


бета-функция


Ж.
Бине


1839


928-47.jpg


дельта
(оператор Лапласа)


Р.
Мёрфн


1833


928-48.jpg


набла
(оператор Гамильтона)


У.
Гамильтон


1853


928-49.jpg


928-50.jpg


функция


И.
Бернулли Л. Эйлер


1718
1734


928-51.jpg


928-52.jpg


равенство


Р.
Рекорд


1557


928-53.jpg


928-54.jpg


Т.
Гарриот


1631


928-55.jpg


сравнимость


К.
Гаусс


1801


928-56.jpg


параллельность


У.
Оутред


1677


928-57.jpg


перпендикулярность


П.
Эригон


1634





И. Ньютон в своём
методе флюксий и флюент (1666 и след. гг.) ввёл знаки для последовательных
флюксий (производных) величины х в виде928-58.jpg
и для бесконечно малого приращения о. Несколько ранее Дж. Валлис
(1655)
предложил знак бесконечности928-59.jpg


Создателем совр. символики
дифференциального и интегрального исчислений является Г. Лейбниц. Ему,
в частности, принадлежат употребляемые ныне 3. м. дифференциалови интеграла928-60.jpg928-61.jpg


Огромная заслуга в создании
символики современной математики принадлежит Л. Эйлеру. Он ввёл
(1734) в общее употребление первый знак переменной операции, именно знак
функции f(x) (от лат. functio). После работ Эйлера знаки для многих
индивидуальных функций, например тригонометрических, приобрели стандартный
характер. Эйлеру же принадлежат обозначения постоянных е (основание
натуральных логарифмов, 1736),928-62.jpg
[вероятно, от греческого928-63.jpg
(periphereia) - окружность, периферия, 1736], мнимой единицы928-64.jpg
(от франц. imaginaire - мнимый, 1777, опубликовано в 1794).


В 19 в. роль символики возрастает.
В это время появляются знаки абсолютной величины928-65.jpg(К.
Вейерштрасс,
1841),
вектора928-66.jpg (О. Коши
1853),
определителя (А. Кэли, 1841) и др. Многие теории,928-67.jpgвозникшие
в 19 в., напр. тензорное исчисление, не могли быть развиты без подходящей
символики.


Наряду с указанным процессом
стандартизации 3. м. в совр. лит-ре весьма часто можно встретить 3. м.,
используемые отд. авторами только в пределах данного исследования.


С точки зрения математич.
логики, среди 3. м. можно наметить следующие осн. группы: А) знаки объектов,
Б) знаки операций, В) знаки отношений. Напр., знаки 1, 2, 3, 4 изображают
числа, т. е. объекты, изучаемые арифметикой. Знак операции сложения + сам
по себе не изображает никакого объекта; он получает предметное содержание,
когда указано, какие числа складываются: запись 1+3 изображает число 4.
Знак > (больше) есть знак отношения между числами. Знак отношения получает
вполне определенное содержание, когда указано, между какими объектами отношение
рассматривается. К перечисленным трём осн. группам 3. м. примыкает четвёртая:
Г) вспомогательные знаки, устанавливающие порядок сочетания осн. знаков.
Достаточное представление о таких знаках дают скобки, указывающие порядок
производства действий.


Знаки каждой из трёх групп
А), Б) и В) бывают двух родов: 1) индивидуальные знаки вполне определённых
объектов, операций и отношений, 2) общие знаки "переменных", или "неизвестных",
объектов, операций и отношений.


Примеры знаков первого рода
могут служить (см. также таблицу на стр. 549):


Анатуральных чисел 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9; трансцендентных чисел е
и928-68.jpg;
мнимой единицы i.


Бдействий + , -, •,928-69.jpg, : ; извлечения
корня928-70.jpg, дифференцирования928-71.jpg
; знаки суммы (объединения)928-72.jpg
и произведения (пересечения)928-73.jpg
множеств; сюда же относятся знаки индивидуальных функций sin, tg, log и
т. п.


Ви неравенства928-74.jpg,928-75.jpg
знаки параллельности928-76.jpg и перпендикулярности928-77.jpg,
знаки принадлежности928-78.jpg элемента
нек-рому множеству и включения928-79.jpg
одного множества в другое и т. п.


Знаки второго рода изображают
произвольные объекты, операции и отношения определённого класса или объекты,
операции и отношения, подчинённые к.-л. заранее оговорённым условиям. Напр.,
при записи тождества (a + b) (a - b) = = а2-
b2буквы
а и b обозначают произвольные числа; при изучении функциональной
зависимости у = х2 буквы
х
и у - произвольные
числа, связанные заданным отношением; при решении уравнения928-80.jpg


х обозначает любое
число, удовлетворяющее данному уравнению (в результате решения этого уравнения
мы узнаём, что этому условию соответствуют лишь два возможных значения
+1 и - 1).


С логич. точки зрения, законно
такого рода общие знаки называть знаками переменных, как это принято в
математич. логике, не пугаясь того обстоятельства, что "область изменения"
переменного может оказаться состоящей из одного единств. объекта или даже
"пустой" (напр., в случае уравнений, не имеющих решения). Дальнейшими примерами
такого рода знаков могут служить:


Аточек, прямых, плоскостей и более сложных геометрич. фигур буквами в геометрии.


Бf,
F,928-81.jpg для
функций и обозначения
операторного исчисления, когда одной буквой L изображают, напр.,
произвольный оператор вида:

928-82.jpg


Обозначения для "переменных
отношений" менее распространены, они находят применение лишь в математич.
логике (см. Алгебра логики) и в сравнительно абстрактных, по преимуществу
аксиоматических, математич. исследованиях.


Лит.: Cajori F., A
history of mathematical notations, v. 1 - 2, Chi., 1928 - 29.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я