Karl Weierstrass


Karl Weierstrass
Karl Weierstrass
Image illustrative de l'article Karl Weierstrass
Karl Theodor Wilhelm Weierstrass
Naissance 31 octobre 1815
Ostenfelde en Westphalie (Flag of Prussia (1750).gif Prusse)
Décès 19 février 1897
Berlin (Drapeau: Empire allemand Empire allemand)
Nationalité Drapeau: Empire allemand Empire allemand
Champs mathématicien
Institution Université technique de Berlin
Diplômé de Université de Münster, Université de Bonn
Renommé pour analyse
fonction elliptique
Distinctions médaille Copley (1895)

Karl Theodor Wilhelm Weierstrass, habituellement appelé Karl Weierstrass, né le 31 octobre 1815 à Ostenfelde (Westphalie), mort le 19 février 1897 à Berlin, était un mathématicien allemand, lauréat de la médaille Copley en 1895. Il a étudié les mathématiques à l'université de Münster et obtint une chaire à l'Université technique de Berlin. Il fut immobile les trois dernières années de sa vie et s'éteint à Berlin à la suite d'une pneumonie.

Il créa avec Alfred Enneper (1830-1885) une classe complète de paramétrisations.

Karl Weierstrass est souvent cité comme le « père de l'analyse moderne ». Il consolida des travaux de Cauchy (1789-1857) sur les nombres irrationnels et leur amena une nouvelle compréhension. Ses travaux les plus connus portent sur les fonctions elliptiques.

C'est lui qui le premier rendit public un exemple de fonction continue nulle part dérivable.

Sommaire

Étudiants de Karl Weierstrass

Contributions mathématiques

Fiabilité de l'analyse

Weierstrass étudia la fiabilité de l'analyse, dont il propose une construction logique rigoureuse. À cette époque, les démonstrations de l'analyse s'appuyaient sur des définitions ambiguës, d'où la nécessité de nouvelles définitions. Tandis que Bolzano avait développé une définition suffisamment rigoureuse des limites dès 1817 (et peut-être même auparavant), ses travaux restèrent quasi inconnus de la communauté mathématique pendant des années, et d'autres mathématiciens éminents, comme Cauchy, n'avaient que de vagues définitions de la limite et de la continuité d'une fonction. Weierstrass définit la continuité comme suit :

\displaystyle f(x) est continue en \displaystyle x = x_0 si pour tout \displaystyle \epsilon > 0\, \exists\,\delta > 0 tel que

\displaystyle |x-x_0| < \delta \Rightarrow |f(x) - f(x_0)| < \epsilon.

Weierstrass formula également une définition de la limite et de la dérivée « en (ε, δ) », telle qu'on l'enseigne aujourd'hui.

Avec ces nouvelles définitions, il put donner des démonstrations rigoureuses de plusieurs théorèmes qui reposent sur des propriétés des nombres réels jusqu'alors tenues pour intuitives, tels le théorème des valeurs intermédiaires, le théorème de Bolzano-Weierstrass et le théorème de Borel-Lebesgue.

Fonction de Weierstrass

Le 18 juillet 1872, Weierstrass exposa à l'Académie royale des sciences de Berlin l'exemple d'une fonction continue partout et dérivable nulle part, appelée aujourd'hui fonction de Weierstrass, qu'il enseignait dans ses cours depuis 1861. Il causa ainsi une grande surprise dans le monde mathématique : on croyait d'ordinaire qu'une fonction continue en tout point est nécessairement dérivable sauf peut-être en quelques points.

Le manuscrit Functionenlehre de Bernard Bolzano, rédigé avant 1834, contenait un autre exemple, mais il ne fut exposé qu'en 1921 et publié en 1930[1].

Calcul des variations

Weierstrass fit aussi de avancées significatives dans le champ du calcul des variations. En utilisant les outils de l'analyse qu'il avait contribué à développer, Weierstrass put reformuler complètement la théorie, ce qui ouvrit la voie à l'étude moderne du calcul des variations. Weierstrass établit par exemple une condition nécessaire à l'existence d'un extremum global de problèmes variationnels. Il contribua à l'expression de la condition Weierstrass-Erdmann, qui donne les conditions suffisantes pour qu'un extremum ait un coin.

Voir aussi

Notes et références

  1. (en) Magdalena Hykšová: Karel Rychlík and Bernard Bolzano euler.fd.cvut.cz

Liens externes

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