Jacob Bernoulli
Jacob Bernoulli (Basilea, 27 de diciembre de 1654-ibíd. 16 de agosto de 1705), también conocido como Jakob, Jacques o James Bernoulli, fue un destacado matemático y científico suizo; hermano mayor de Johann Bernoulli (miembro de la familia Bernoulli).[1] Es conocido por sus numerosas contribuciones al cálculo, y junto con su hermano Johann, fue uno de los fundadores del cálculo de variaciones. También descubrió la constante matemática fundamental e. Se alineó con Gottfried Wilhelm Leibniz durante la controversia sobre el cálculo entre Leibniz y Newton y fue uno de los primeros defensores del cálculo leibniziano, al que hizo numerosas aportaciones.
| Jacob Bernoulli | ||
|---|---|---|
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| Información personal | ||
| Nombre en alemán | Jakob Bernoulli | |
| Nacimiento |
27 de diciembre de 1654 Basilea, Confederación Suiza | |
| Fallecimiento |
16 de agosto de 1705 (50 años) Basilea, Confederación Suiza | |
| Sepultura | Catedral de Basilea | |
| Residencia | Suiza | |
| Nacionalidad | Suiza | |
| Familia | ||
| Familia | Familia Bernoulli | |
| Padres |
Nicolau Bernoulli Margaretha Bernoulli | |
| Cónyuge | Judith Stupanus | |
| Educación | ||
| Educación | doctor en Filosofía | |
| Educado en | Universidad de Basilea | |
| Supervisor doctoral | Nicolas Malebranche y Peter Werenfels | |
| Alumno de | Gottfried Leibniz | |
| Información profesional | ||
| Área |
Teoría de probabilidad Cálculo diferencial Teoría de números Geometría | |
| Conocido por |
Ecuación diferencial de Bernoulli Polinomios de Bernoulli Ensayo de Bernoulli Ley de los grandes números Lemniscata | |
| Empleador | Universidad de Basilea | |
| Estudiantes doctorales |
Johann Bernoulli Jacob Hermann Nicolaus I Bernoulli | |
| Obras notables | ||
| Miembro de |
Academia Prusiana de las Ciencias Academia de Ciencias de Francia | |
| Notas | ||
| Hermano de Johann Bernoulli | ||
Sin embargo, su contribución más importante fue en el campo de la probabilidad, de donde derivó la primera versión de la ley de los grandes números en su obra Ars Conjectandi.[2]
Biografía
editarSiendo joven, su padre Nikolaus Bernoulli lo envió a la Universidad de Basilea para estudiar filosofía y teología, con el ánimo de que se convirtiera en teólogo. Pero Jakob continuó, a escondidas, las que eran sus auténticas aficiones: la física y las matemáticas.
A partir de los planteamientos de Leibniz desarrolló problemas de cálculo infinitesimal. Fundó en Basilea un colegio experimental. Estudió por sí mismo la forma del cálculo ideada por Leibniz. Desde 1687 hasta su muerte fue profesor de Matemáticas en Basilea. Jacob I fue uno de los primeros en desarrollar el cálculo más allá del estado en que lo dejaron Newton y Leibniz y en aplicarlo a nuevos problemas difíciles e importantes. Sus contribuciones a la geometría analítica, a la teoría de probabilidades y al cálculo de variaciones fueron de extraordinaria importancia. Tenemos ya una muestra del tipo del problema tratado por el cálculo de variaciones en el teorema de Fermat sobre el tiempo mínimo. La matemática del problema se reduce a hacer que una cierta integral tome un valor máximo sometido a una condición restrictiva. Jacob I resolvió este problema y lo generalizó. El hecho de que la cicloide es la curva de más rápido descenso fue descubierto por los hermanos Jacob I y Johannes I en 1697, y casi simultáneamente por varios autores Durante un viaje a Inglaterra en 1676, Jakob Bernoulli conoció a Robert Boyle y Robert Hooke. Este contacto le inspiró una dedicación vitalicia a la ciencia y la matemática. Fue nombrado Lector en la Universidad de Basilea en 1682 y fue nombrado Profesor de Matemáticas en 1687.
En 1690 se convirtió en la primera persona en desarrollar la técnica para resolver ecuaciones diferenciales separables.
Se familiarizó con el cálculo mediante su correspondencia con Gottfried Leibniz, y colaboró con su hermano Johann en varias aplicaciones, siendo notable la publicación de artículos en curvas trascendentales (1696) e isoperimetría (1700, 1701).
Su obra maestra fue Ars Conjectandi (el Arte de la conjetura), un trabajo pionero en la teoría de la probabilidad. La publicó su sobrino Nicholas en 1713, ocho años tras su muerte por tuberculosis. Los términos ensayo de Bernoulli y números de Bernoulli son resultado de su trabajo. También existe un cráter en la Luna bautizado cráter Bernoulli en honor suyo y de su hermano Johann.[1]
La espiral logarítmica
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Bernoulli escogió la figura de la espiral logarítmica (propuesta antes por su aprendiz Andres Beat E.S), así como el emblema en latín "Eadem mutata resurgo" (Mutante y permanente, vuelvo a resurgir siendo el mismo) para su epitafio. Contrariamente a su deseo de que fuese tallada una espiral logarítmica (constante en su radio), la espiral que tallaron los maestros canteros en su tumba fue una espiral de Arquímedes (constante en su diferencia). [1] La espiral logarítmica se distingue de la espiral de Arquímedes por el hecho de que las distancias entre su brazos se incrementan en progresión geométrica, mientras que en una espiral de Arquímedes estas distancias son constantes.[3]
El término espiral logarítmica se debe a Pierre Varignon. La espiral logarítmica fue estudiada por Descartes y Torricelli, pero la persona que le dedicó un libro fue Jakob Bernoulli, que la llamó Spira mirabilis, «la espiral maravillosa». Impresionado por sus propiedades, pidió que grabaran en su tumba, en Basilea, la espiral logarítmica con la máxima eadem mutata resurgo, pero, en su lugar, el tallista grabó (por desconocimiento o para ahorrarse trabajo) una espiral de Arquímedes. D'Arcy Thompson le dedicó un capítulo de su tratado On Growth and Form (1917).
"Eadem mutata resurgo" y la espiral logarítmica son también el emblema del Colegio de Patafísica.[4]
Jakob Bernoulli escribió que la espiral logarítmica puede ser utilizada como un símbolo, bien de fortaleza y constancia en la adversidad, o bien como símbolo del cuerpo humano, el cual, después de todos los cambios y mutaciones, incluso después de la muerte será restaurado a su ser perfecto y exacto.
Descubrimiento de la constante matemática e
editarEn 1683, Bernoulli descubrió la constante e al estudiar una cuestión sobre interés compuesto que le exigía hallar el valor de la siguiente expresión (que en realidad es e):[5][6]
Un ejemplo es una cuenta que comienza con $1.00 y paga el 100 porciento de interés anual. Si el interés es computado una vez, al final del año, el valor es $2.00; pero si el interés es calculado y agregado dos veces durante el año, el monto de $1 es multiplicado por 1.5 dos veces, resultando en un monto de $1.00×1.5² = $2.25. Si el interés se compone en trimestres se obtiene $1.00×1.254 = $2.4414..., y si se lo compone mensualmente el resultado es $1.00×(1.0833...)12 = $2.613035....
Bernoulli se dio cuenta de que la secuencia se aproxima a un límite (the force of interest) para intervalos de composición cada vez más pequeños. La composición semanal resulta en $2.692597..., mientras que si se compone diariamente se obtiene $2.714567..., apenas dos centavos más. Llamando n el número de intervalos de composición, con un interés de 100% / n en cada intervalo, el límite para un valor de n grande es el número de Euler posteriormente llamado e; con interés compuesto continuo, el valor resultante es $2.7182818.... En forma general, una cuenta que comienza con $1, y a la cual se le aplica un interés compuesto de (1+R) dólares, resultará en la suma de eR dólares con una composición de interés continua.
Citas
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- En una carta a Gottfried Leibniz escribió esto:
La ley de grandes números es una regla que incluso la persona más estúpida conoce mediante cierto instinto natural per se y sin instrucción previa.
Reconocimientos
editar- El cráter lunar Bernoulli lleva este nombre en memoria de Jakob y de su hermano Johann Bernoulli.[7]
- El asteroide (2034) Bernoulli también conmemora su nombre y los de Johann Bernoulli (1667-1748) y Daniel Bernoulli (1700-1782).[8]
Véase también
editarReferencias
editar- ↑ a b J J O'Connor and E F Robertson. «Jacob (Jacques) Bernoulli». MacTutor (St. Andrews University) (en inglés). Consultado el 16 de marzo de 2016.
- ↑ Jacob (Jacques) Bernoulli, The MacTutor History of Mathematics archive, School of Mathematics and Statistics, University of St Andrews, UK.
- ↑ Weisstein, Eric W. "Logarithmic Spiral." From MathWorld--A Wolfram Web Resource. http://mathworld.wolfram.com/LogarithmicSpiral.html
- ↑ Collège de 'pataphysique Collection (enlace roto disponible en Internet Archive; véase el historial, la primera versión y la última)..
- ↑ Jacob Bernoulli (1690) "Quæstiones nonnullæ de usuris, cum solutione problematis de sorte alearum, propositi in Ephem. Gall. A. 1685" (Algunas cuestiones sobre el interés, con la solución de un problema sobre los juegos de azar, propuestas en el Journal des Savants (Ephemerides Eruditorum Gallicanæ), en el año (anno) 1685.**), Acta eruditorum, pp. 219-23. En la p. 222, Bernoulli plantea la cuestión: "Alterius naturæ hoc Problema est: Quæritur, si creditor aliquis pecuniæ summam fænori exponat, ea lege, ut singulis momentis pars proportionalis usuræ annuæ sorti annumeretur; quantum ipsi finito anno debeatur?" (Este es un problema de otro tipo: La pregunta es, si algún prestamista invirtiera [una] suma de dinero [a] interés, la dejara acumularse, de modo que [en] cada momento [recibiera] una parte proporcional de [su] interés anual; ¿cuánto se le debería [al] final [del] año?"). Bernoulli desarrolla una serie de potencias para calcular la respuesta, y escribe: " … quæ nostra serie [mathematical expression for a geometric series] &c. major est. … si a=b, debebitur plu quam 2½a & minus quam 3a." ( … nuestra serie [una serie geométrica] es mayor [que]. … si a=b, [el prestamista] recibirá más del 2½a y menos que 3a.) Si a=b, la serie geométrica se reduce a la serie para a × e, por lo cual 2.5 < e < 3. (** La referencia es a un problema planteado por Jacob Bernoulli y que está publicado en el Journal des Sçavans de 1685 al pie de la fr/ark:/12148/bpt6k56536t/f307.image.langEN página 314.)
- ↑ J J O'Connor; E F Robertson. «The number e». St Andrews University. Consultado el 2 de noviembre de 2016.
- ↑ «Cráter lunar Bernoulli». Gazetteer of Planetary Nomenclature (en inglés). Flagstaff: USGS Astrogeology Research Program. OCLC 44396779.
- ↑ «(2034) Bernoulli» (en inglés). Jet Propulsion Laboratory. Consultado el 20 de agosto de 2015.
Enlaces externos
editar- Jacob Bernoulli en el Mathematics Genealogy Project.
- O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F., «Jacob Bernoulli» (en inglés), MacTutor History of Mathematics archive, Universidad de Saint Andrews, https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Bernoulli_Jacob/.
- Jakob Bernoulli: Tractatus de Seriebus Infinitis (pdf)
- Weisstein, Eric W. «Bernoulli, Jakob (1654-1705)». ScienceWorld (en inglés). Wolfram Research.
Datos: Q122392
Multimedia: Jakob Bernoulli / Q122392