约翰·彼得·古斯塔夫·勒热纳·狄利克雷(Johann Peter Gustav Lejeune Dirichlet)是一位
德国数学家。
约翰1805年2月13日出生于德国迪伦,中学时曾受教于物理学家G.S.
乔治·欧姆;1822年-1826年在巴黎求学,深受J.-B.-J.傅里叶的影响。1839年任柏林大学教授,1855年接任C.F.高斯在
哥廷根大学的教授职位。狄利克雷在
数学分析领域做出了深刻的贡献,包括创立了现代函数的正式定义和创建了解析数论领域。他是
柏林科学院院士。狄利克雷的主要著作有《数论讲义》和《定积分》等。尽管他的姓氏是Lejeune Dirichlet,但他通常被简称为Dirichlet,特别是在以他命名的结果中。
狄利克雷对数论、数学分析和数学物理有突出贡献,是解析数论的创始人之一,中学时曾受教于物理学家G.S.欧姆;1822~1826年在巴黎求学,深受J.-B.-J.傅里叶的影响。回国后先后在布雷斯劳大学、
德国联邦国防军指挥学院和
柏林洪堡大学任教27年,对
德国数学发展产生巨大影响。1831年,狄利克雷成为
柏林科学院院士。1839年任柏林大学教授,1855年接任C.F.高斯在
哥廷根大学的教授职位。
在
数学分析方面,他是最早倡导严格化方法的数学家之一。1837年他提出函数是x与y之间的一种对应关系的现代观点。
在数论方面,他是高斯思想的传播者和拓广者。1836年狄利克雷撰写了《数论讲义》,对高斯划时代的著作《
算术研究》作了明晰的解释并有创见,使高斯的思想得以广泛传播。1837年,他构造了狄利克雷级数。1838~1839年,他得到确定二次型 类数的公式。1846年,使用
抽屉原理。阐明
代数数域中单位数的阿贝尔群的结构。
在数学物理方面,他对椭球体产生的
引力、球在不可压缩
流体中的运动、由
太阳系稳定性导出的一般稳定性等课题都有重要论著。1850年发表了有关位势理论的文章,论及著名的第一边界值问题,现称
狄利克雷问题。
狄利克雷是19世纪最重要的数学家之一。他的贡献涉及到数学的各个方面,其中以数论、分析,特别是关于位势论最著名。在数论方面,他先后证明了n=5和n=14时的
费马大定理1837年,他证明了任何算术序列a,a+b,a+2b,…(a与b互素)中,必有无穷多个素数,这就是著名的
狄利克雷定理,证明中所用到的
级数,称为狄利克雷级数。他还提出了狄利克雷抽样法,成为解析数论的创始人。在
数学分析方面,他在1837年的论文中引入了近代函数的概念,一直沿用至今。他还第一个准确解释了级数条件收敛的概念,讨论了傅里叶级数的收敛性问题。他的工作发展了傅里叶级数理论。在位势论理论中,他引入了所谓的
狄利克雷原理。他还提出了
微分方程的
边值问题。他的研究工作在数学物理的许多领域中起了重要作用。
狄利克雷核(Dirichlet kernel)是一类由
三角函数表示的积分核。三角多项式:
称为狄利克雷核。多变元的情形有类似的定义。为简明起见,本条及以下各条若不特别说明,均只对单变元情形进行叙述。把f的傅里叶级数的前n+1项的和记为,称为的第n部分和,简称f的傅里叶部分和。容易算出:
法国数学家傅里叶发现,任何周期函数都可以用正弦函数和余弦函数构成的
级数来表示(选择正弦函数与余弦函数作为基函数是因为它们是正交的),后世称傅里叶级数为一种特殊的三角级数,根据欧拉公式,
三角函数又能化成指数形式,也称傅立叶级数为一种指数级数。
法国数学家J.-B.-J.傅里叶在研究
偏微分方程的
边值问题时提出。从而极大地推动了偏微分方程理论的发展。在中国,
程民德最早系统研究多元三角级数与多元傅里叶级数。他首先证明多元三角级数球形和的唯一性
定理,并揭示了多元傅里叶级数的里斯-
博赫纳,S.球形平均的许多特性。傅里叶级数曾极大地推动了偏微分方程理论的发展。在数学物理以及工程中都具有重要的应用。