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《數學心》第279章 阿貝爾積分
  阿貝爾:因為沒錢,所以文章精煉。因為發表文章跟錢有關。

  阿貝爾對雅克比說:“假設一個初始速度為零的質點沿著一條光滑的曲線在重力場中下落。該質點在重力場中下落高度為h.如果曲線的形狀已知,那麽我們就可以用微積分的方法計算出質點沿著該曲線下降高度h所需的時間T(h).”

  雅克比說:“這是個很簡單的問題啊,有什麽可研究?”

  阿貝爾說:“我考慮的是反問題,已知質點下降高度h所需的時間是T(h),問如何確定這條曲線的形狀?”

  雅克比說:“知道時間,直接去求曲線形狀,這個有意思,也有挑戰性,需要考慮各種情況呢。”

  阿貝爾說:“這一般會需要一種積分方程,因為積分方程往往考慮的就是反問題。假如傅立葉展開已知,如何計算原函數。這就需要積分方程去解決。”

  雅克比說:“積分方程通常會有一個核函數,有很大一類積分方程的問題是,已經知道了一個函數跟核函數的卷積,如何求出這個函數。”

  阿貝爾說:“如果用現代數學的語言來描述,這就相當於已知一個算子作用在一個函數上的結果,如何求出這個原函數。”

  雅克比說:“答案就是求出這個核函數或者算子的逆,把這個逆作用在已知的結果上,就得到了那個原函數。這個思路跟線性代數解方程求逆矩陣很像,於是就可以把函數類比做矢量,核函數或者算子類比做矩陣,卷積類比做矩陣與矢量的乘法。這裡只是一個粗糙的類比。這種類比一旦嚴格化泛函分析就出現了。”

  阿貝爾說:“例如如何計算一個函數的長度,或者叫范數,如何計算一個算子的逆,如何定義兩個函數的夾角,如何計算函數的投影,如何對函數做正交基展開,如何保證求積分的時候不發散。”

  後來兩個人開始計算質點下降高度h所需的時間是T(h),問如何確定這條曲線的形狀的問題,最後求出是擺線。
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