數學的發展史表明,重要的數學概念的產生和發展,對數學的發展起著不可估量的作用,有些重要的數學概念,對數學分支的產生更起著奠基性的作用。函數就是這樣的重要概念。
最早提出函數(function)概念的,是德國數學家萊布尼茨(1646-1716),最初萊布尼茨用“函數”一詞表示冪,如x2,x3,x4等都叫函數,以后,他又用函數表示直角坐標系中曲線上一點的橫坐標、縱坐標。
1718年,萊布尼茨的學生、瑞士數學家貝努利把函數定義為:由某個變量及任意的一個常數結合而成的數量,這個定義的意思是凡變量x和常量構成的式子都叫做x的函數,貝努利其實強調的是函數要用公式來表示。
后來,一些數學家覺得不應該把函數概念局限在“能用公式來表示”上,只要一些變量變化,另一些變量能隨之而變化就可以了,至于這些變量的關系是否能用公式來表示,不應作為判別函數的標準。
1755年,瑞士數學家歐拉把函數定義為:如果某些變量,以某一種方式依賴于另一些變量,即當后面這些變量變化時,前面這些變量也隨著變化,就把前面的變量稱為后面變量的函數,在歐拉的定義中,就不再強調函數要用公式表示了,由于函數不一定要用公式來表示,歐拉就把畫在坐標系中的曲線也叫做函數,他認為:“函數就是隨意畫出的一條曲線?!?/p>
當時有些數學家對于不用公式來表示函數感到很不習慣,甚至抱懷疑態度,他們把能用公式表示的函數叫“真函數”,把不能用公式表示的函數叫“假函數”。1821年,法國數學家柯西給出了類似現在中學課本中函數定義的函數定義!在某些變數間存在著一定的關系。當給定其中某一變數的值,其他變數的值隨之而確定時,則將最初的變數叫做自變量,其他各變數叫做函數,在柯西的定義中,首先出現了自變量一詞。
1822年,法國數學家傅里葉發現,某些函數可用曲線表示,也可用一個式子表示,或用多個式子表示,從而結束了函數是否以唯一一個式子表示的爭論,把對函數的認識又推進了一個新的層次。
1834年,俄國數學家羅巴切夫斯基進一步提出函數的定義:x的函數是這樣的一個數,它對于每一個x都有確定的值,并且它隨著x一起變化;函數值可以由解析式給出,也可以由一個條件給出,這個條件提供了一種尋求全部對應值的方法。這個定義指出了對應關系(即所說的“條件”)的必要性,利用這個關系,可以求出每一個,的對應值。
1837年,德國數學家狄利克雷認為,怎樣去建立x與y之間的對應關系是無關緊要的,所以他的定義是:如果對于x的每一個值,y總有一個完全確定的值與之對應,則y是x的函數,這個定義抓住了函數概念的本質,比前面的定義更有普遍性,為理論研究和實際應用提供了方便。因此,這個定義之后曾被長期使用,依據這個定義,狄利克雷舉了一個例子:對0≤x≤1,當x為有理數時,對應y=1;當x為無理數時,對應y=0,這就是一個函數(也就是著名的狄利克雷函數),它的圖象很難畫出來。
中文數學書上使用的“函數”一詞是轉譯詞,我國清代數學家李善蘭在翻譯《代數學》一書時,把“funetion”譯成了“函數”。
中國古代“函”字與“含”字通用,都有“包含”的意思,李善蘭給出的定義是:“凡式中含天,為天之函數,”中國古代用天、地、人、物4個字來表示4個不同的未知數或變量,所以“函數”是指公式里含有變量的意思。