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Charles Gustave Jacob Jacobi

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Pour les articles homonymes, voirJacobi.

Charles Gustave Jacob Jacobi
Charles Gustave Jacob Jacobi en 1843.
Biographie
Naissance
Décès
Sépulture
Cimetière I de la Trinité(d)Voir et modifier les données sur Wikidata
Nom dans la langue maternelle
Carl Gustav Jacob JacobiVoir et modifier les données sur Wikidata
Nationalité
Prussien
Formation
Hermann-von-Helmholtz-Gymnasium(d)(-)
Université Frédéric-Guillaume de Berlin(-)
Université de KönigsbergVoir et modifier les données sur Wikidata
Activités
Père
Simon Jacobi(d)Voir et modifier les données sur Wikidata
Mère
Rachel Lehmann(d)Voir et modifier les données sur Wikidata
Fratrie
Moritz von Jacobi (frère aîné)Voir et modifier les données sur Wikidata
Conjoint
Maria Schwinck(d)Voir et modifier les données sur Wikidata
Enfants
Leonard Jacobi(d)
Margarethe Jacobi(d)Voir et modifier les données sur Wikidata
Parentèle
Vladimir Yakobi(d) (neveu)
Nikolaï Borisovich Yakobi(d) (neveu)Voir et modifier les données sur Wikidata
Autres informations
A travaillé pour
Membre de
Directeur de thèse
Enno Dirksen(en)()Voir et modifier les données sur Wikidata
Distinctions
Liste détaillée
Œuvres principales
Méthode de Jacobi,Fundamenta nova theoriae functionum ellipticarum(d),fonction elliptique de Jacobi, Carathéodory–Jacobi–Lie theorem(d),théorème de JacobiVoir et modifier les données sur Wikidata
Plaque commémorative
Vue de la sépulture.

modifier -modifier le code -modifier WikidataDocumentation du modèle

Charles Gustave Jacob Jacobi, ouCarl Gustav Jakob Jacobi ( -), est unmathématicienprussien surtout connu pour ses travaux sur lesintégrales elliptiques, leséquations aux dérivées partielles et leur application à lamécanique analytique.

Biographie

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Né àPotsdam et issu d'unefamille juiveassimilée, son père est le banquier personnel duroi de PrusseFrédéric-Guillaume III et sa mère, née Rachel Lehmann, s'occupe du train de vie de la maison. Il étudie à l'université de Berlin, où il obtient sondoctorat en 1825, à peine âgé de 21 ans.

Sa thèse est une discussion algébrique de ladécomposition en éléments simples desfractions rationnelles. En 1829, il devientprofesseur demathématiques à l'université de Königsberg, et ce jusqu'en 1842.

Il fait unedépression et voyage enItalie en 1843. À son retour, il déménage àBerlin où il vit comme pensionnaire royal jusqu'à sa mort parvariole.

Il est le frère du physicienMoritz von Jacobi, découvreur de lagalvanoplastie.

Travaux

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Jacobi a écrit un traité classique sur lesfonctions elliptiques, d'une importance capitale enphysique mathématique pour l'intégration des équations du second ordre tirées de la conservation de l'énergie cinétique. En effet, dans les trois cas où leséquations du mouvement, mises sous forme rotationnelle, sontintégrables :

les solutions s'expriment explicitement à l'aide des fonctions elliptiques.

Jacobi est aussi le premier mathématicien à appliquer les fonctions elliptiques à lathéorie des nombres, prouvant par exemple le théorème desnombres polygonaux annoncé sans preuve parFermat. Il donne de nouvelles preuves de laloi de réciprocité quadratique, et y apporte des généralisations ; pour ce faire, il introduit ce qui aujourd'hui est connu sous le nom desommes de Jacobi (en). Lafonction thêta de Jacobi, si fréquemment appliquée dans l'étude desséries hypergéométriques, porte son nom. Il en a donné l'équation fonctionnelle.

Ses recherches dans les fonctions elliptiques, théorie pour laquelle il établit de nouvelles bases, et plus particulièrement le développement de lafonction thêta, apparaissent dans ses grands traitésFundamenta nova theoriae functionum ellipticarum (en) (Königsberg, 1829), et dans les articles ultérieurs duJournal für die reine und angewandte Mathematik (couramment appeléJournal de Crelle). Elles constituent l'une de ses plus grandes découvertes dans le domaine de l'analyse mathématique.

Dans une autre branche des mathématiques, il a mené des recherches approfondies sur leséquations différentielles, en particulier la théorie dudernier multiplicateur, laquelle est soigneusement traitée dans sonVorlesungen über Dynamik, édité parAlfred Clebsch (Berlin, 1866).

C'est surtout enanalyse que Jacobi apporte de nombreuses contributions, avec des applications aux autres domaines des mathématiques, comme le montre la longue liste de ses publications dans leJournal de Crelle ou dans d'autres journaux. Il est l'un des fondateurs de la théorie desdéterminants. En particulier, il invente le déterminant de lamatrice (dite jacobienne) formée par lesn2dérivées partielles den fonctions données den variables indépendantes. Son déterminant, ledéterminant jacobien est crucial dans lecalcul infinitésimal.

Dans un article de 1834[1], Jacobi démontre que :

« Si unefonction analytique d'une variable complexe estpériodique, alors elle a au plus deux périodes indépendantes. Dans ce cas, le quotient de ces périodes n'est pas unnombre réel. »

Ces fonctions doublement périodiques sont desfonctions elliptiques.

Jacobi a réduit l'équation quintique générale à la formex5 - 10q2x = p. Ses présentations sur les « transcendants abéliens » sont tout aussi remarquables, tout comme ses recherches sur lathéorie des nombres, où il a surtout complété les travaux deGauss.

La théorie planétaire et d'autres problèmes dynamiques particuliers ont occupé son attention de temps en temps. Pendant qu'il contribue à lamécanique céleste, il introduit la jacobienne pour unsystème de coordonnées sidérales.

Il a laissé une grande quantité de manuscrits dont une partie a été publiée irrégulièrement dans leJournal de Crelle. Ses autres travaux comprennentComnienlatio de transformatione integralis duplicis indefiniti in formam simpliciorem (1832),Canon arithmeticus (en) (1839), etOpuscula mathematica (1846-1857). Ses œuvres complètes (Gesammelte Werke) (1881-1891) ont été publiées par l'Académie de Berlin. Sa réalisation la plus connue est probablement lathéorie de Hamilton-Jacobi de lamécanique newtonienne.

L'identité de Jacobi apparaît dans l'étude desalgèbres de Lie ; lejacobien est incontournable dans l'étude deséquations différentielles ; lesymbole de Jacobi est toujours utilisé enthéorie des nombres et même encryptographie (domaine postérieur auXIXe siècle).

Jacobi a aussi décrit l'algorithme hongrois pour leproblème d'affectation[2].

L'honneur de l'esprit humain

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Dans une lettre du adressée àAdrien-Marie Legendre, Jacobi écrit :« M.Fourier avait l’opinion que le but principal des mathématiques était l’utilité publique et l’explication des phénomènes naturels ; mais un philosophe comme lui aurait dû savoir que le but unique de la science, c’est l’honneur de l’esprit humain, et que sous ce titre, une question de nombres vaut autant qu’une question du système du monde[3]. »L'expression est restée[4] et renvoie à un débat toujours d'actualité.

Hommages

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Notes et références

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Notes

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(en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé« Carl Gustav Jacob Jacobi »(voir la liste des auteurs)

, dont le texte original était basé sur l'article « Jacobi, Karl Gustav Jacob » de l'Encyclopædia Britannica 1911.

Références

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  1. (la) C. G. J. Jacobi, « De functionibus duarum variabilium quadrupliciter periodicis, quibus theoria transcendentium Abelianarum innititur »,J. reine angew. Math.,vol. 13,‎,p. 55-78(lire en ligne).
  2. Silvano Martello, « Jenö Egerváry: from the origins of the Hungarian algorithm to satellite communication »,Central European Journal of Operations Research,vol. 18,no 1,‎,p. 47-58(lire en ligne).
  3. C. G. J. Jacobi, lettre àLegendre, 2 juillet 1830, inGesammelte Werke, vol. I, Berlin, 1881,p. 454-455.
  4. Jean Dieudonné l'a popularisée dans son livre :Pour l'honneur de l'esprit humain — les mathématiques aujourd'hui, éd. Hachette,coll. Histoire et phil. des sc. (1987) (pour grand public).

Voir aussi

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Bibliographie

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Articles connexes

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Liens externes

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