理解数学概念——整函数(复平面可积函数)

1. 提出问题

   在复分析中,出现一个概念“entire function”,在汉译的一些数学资料和一些数学术语辞典中,将这个术语译为“整函数”。为什么这样翻译?只因“entire”这个单词具有“整体、完全”的词义。但这样翻译是非常不严谨的,也没有体现出这个“整”在数学中的含义,更让学习者困惑,这个“整”到底体现在哪里?如果这样翻译不能达意,那为什么不能译为一个可以达意的汉语词?其实,这个问题是数学学科英译汉的通病,很多数学术语英译汉后不能传意,甚至是一种错误的翻译,给学习者带来了长期的困惑。下面就针对这个问题,从英语词汇词源的角度,再结合其引入到数学中的含义,进行一些合理的分析。

2. 关于单词“integral”和“entire”的词源

2.1  单词“integral”的词源

    单词“integral”具有名词和形容词词性。始于15世纪晚期,词义为“of or pertaining to a whole; intrinsic, belonging as a part to a whole(关于或属于一个整体的;固有的,作为一个部分归属于一个整体的),” 来自于14世纪的古法语“intégral”,派生于中古时期拉丁词“integralis”(词义为“forming a whole(构成一个整体))”,派生于拉丁词“integer ”(词义为“whole(整体)”)。而“integer ”由前缀“in-”(not) + “tangere”(词义为“to touch(触碰)”)的词根构成(合起来是“不可触碰”,词义“整体”应为其引申义“不可分”),本词在英语中早期用作拉丁意义上的形容词(词义为“whole,entire(整体,完全)”)。单词“entire”的双式词(同源词)(doublet)。

2.2  单词“entire”的词源

    单词“entire”具有名词和形容词词性。始于14世纪中期,词义为“whole,intact(整体的,完整的),” 来自古法语“entier”,词义为“whole, unbroken, intact, complete (整体的,不可分的,完整的,完全的),” 派生自拉丁语“integrum”(词义为“completeness(完整)”),其主格为“integer ”。 单词“integral”的双式词(同源词) (doublet)。

2.3  单词“integral”和“entire”的关系

    从以上词源可以看出,这两个词是同源词(又称双联词,双式词)在“完整,整体”等的意义上,这两个词是同义词,可以互换使用。同一个词义出现不同的拼法,这是语言的共性,汉语是这样(比如,“偷”和“窃”),英语也是这样(比如,“toll”和“total”)。其目的都是为了在表达同样的词义时区分出不同的语境场合

3. “integral”和“entire”在数学中的含义

    “integral”在数学微积分中用作名词时表示“积分”,用作形容词时表示“可积的”或“可积”。这个大家平时都比较常见,特别是在实变量微积分中通用。所谓“积分”就是“构成整体”,从字面意义上讲就是“将微分后算出的乘积累积起来(累加起来,乘积也是加法的一种体现)”,这个翻译基本上达意的。

    但是“entire”一词一般出现在复分析中,在本科课程中较为少见,并且也没有特别的说明,因此容易引起困惑。这个词出现在复分析中,虽然鲜有资料作明确说明,但是从表达来看,大概也是为了区分实分析和复分析的可积性,类似的情况有很多,比如为了区分实分析的解析性和复分析的解析性,称复分析的解析函数为全纯函数,因为它们的要求不同。因此,在不致引起混淆的情况下,可以直接将“entire”译成“可积”。如果在容易引起混淆的语境中同时出现两词,可视情况将“integral”译为“实可积”,将“entire”译为“复可积”。因此,一些汉词将“entire”译为“整的”,将“entire function”译为“整函数”,并且又加说明,确实是以讹传讹,非常误导学习者,使学习者困惑。

4. 什么是整函数(复可积函数)?

(说明:为了便了学习者搜索到文章,这个标题仍然使用整函数译名,在文中使用复可积名称。)

    在复分析中,一个复可积函数(entire function)(又称为“integral function”)是一个在整个(whole)复平面上全纯的复数值函数(译注:在“整个”平面上可积,或许这是一个双关语,在这个意义上也体现了“整”的意思)。典型的复可积函数是多项式函数和指数函数,以及这两类函数的任意有限和、积、以及复合,例如,三角函数sine和cosine和它们的双曲对应函数sinh和cosh,以及复可积函数的积分和积分函数(例如,误差函数(error function))。如果一个复可积函数 f(z)在 w 处有一个根,则 f (z)/( z - w )(在 w 处取极限值)也是一个复可积函数。在另一方面,自然对数,互反函数(reciprocal function)和平方根函数(square root)都不是复可积函数。超越复可积函数(transcendental entire function)是一个非多项式的复可积函数。

    正如亚纯函数可以被视为比率分式(Rational Fractions)的推广一样,复可积函数也可以被视为多项式函数的推广。特别是,如果对于亚纯函数,我们可以将因式分解推广到简单分式(亚纯函数分解的 Mittag-Leffler定理),那么对于复可积函数,就存在因式分解的推广——复可积函数的 Weierstrass 定理。

    令Ω为上 ℂ 的一个开集,并令 f 为 Ω 上的一个复数值函数。若函数 f 在 Ω 的任意点都是全纯的,则称 是Ω上的全纯函数。若 C 是 ℂ 的闭合子集,若 在某些包含 C 的开集上是全纯的,则称fC上是全纯的。最后,若f在整个ℂ上是全纯的,则我们称f复可积函数(entire function)。

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