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GAUSS CARL FRIEDRICH (1777-1855)

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Carl Friedrich Gauss

L'œuvre du mathématicien allemand Carl Friedrich Gauss (né à Brunswick, mort à Göttingen) est un monument d'une ampleur et d'une richesse sans égale : non seulement il y a Gauss mathématicien, mais il y a aussi le calculateur, le géodésien, l'astronome, et il ne faut pas oublier qu'il a pratiquement consacré les vingt dernières années de sa vie à l'étude du magnétisme.

Du vivant de Gauss déjà, son génie inspirait à ses contemporains une vénération un peu craintive, et nul n'aurait osé lui contester le titre de princeps mathematicorum dont on le désignait communément. Il faut préciser que non seulement les découvertes de Gauss le mettent hors de pair, mais que leur position dans l'histoire des mathématiques est absolument unique. On peut dire sans exagération qu'il a, à lui seul, incarné toute la mathématique pendant un tiers de siècle, car, de tout ce qui s'est publié de 1797 à 1827 environ, il est peu de travaux qui ne lui soient dus ou qu'il n'ait anticipés et parfois (comme par exemple dans ses théorèmes sur la fonction modulaire) c'est presque de trois quarts de siècle qu'il a devancé son temps. Placé comme à point nommé à la jonction de deux grandes époques de la science, Gauss nous apparaît comme le flambeau qui a montré la route à de nombreuses générations de mathématiciens et illuminé l'avenir comme nul autre ne l'a fait.

1.  Le calcul sur les objets abstraits

Le point de vue de Gauss sur les objets « mathématiques » est déjà identique au nôtre : « Le mathématicien, dit-il, fait complètement abstraction de la nature des objets et de la signification de leurs relations ; il n'a qu'à énumérer les relations et les comparer entre elles » (Werke, t. II, p. 176). Dans ses travaux d'arithmétique supérieure, Gauss met plusieurs fois ce précepte en pratique : il introduit en effet une idée qui nous est maintenant familière, mais qui, à l'époque, était particulièrement hardie, celle de loi de composition entre objets qu'il n'est plus guère possible de considérer comme des « nombres » […]

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Autres références

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RECHERCHES ARITHMÉTIQUES (C. F. Gauss)

Écrit par :  Bernard PIRE

Les Recherches arithmétiques (Disquisitiones arithmeticae) que Carl Friedrich Gauss (1777-1855) publie à Brunswick en 1801 marquent un progrès fondamental en théorie des nombres. Les quatre premières sections sont consacrées aux congruences et, selon la Préface même de l'auteur, contiennent peu de résultats originaux ; ils sont… Lire la suite
ALGÈBRE

Écrit par :  Jean-Luc VERLEY

Dans le chapitre "Les groupes finis"  : …  formé d'éléments de nature assez différente de celle des nombres est fourni par les travaux de *Gauss sur les formes quadratiques ax2 + bxy + cy2, où abc sont des entiers relatifs premiers entre eux. Deux telles formes étant dites équivalentes si l'on passe de l'une… Lire la suite
ANALYSE MATHÉMATIQUE

Écrit par :  Jean DIEUDONNÉ

Dans le chapitre "La théorie des fonctions analytiques"  : …  d'abord par un retour à la rigueur, notamment dans l'emploi des séries, où, sous l'influence de *Gauss et surtout d'Abel et de Cauchy, il est assez rapidement admis qu'une série n'a de sens que lorsqu'on a prouvé sa convergence. Or, une fonction d'une variable réelle peut être indéfiniment dérivable dans un intervalle |x − xLire la suite
DIOPHANTIENNES APPROXIMATIONS

Écrit par :  Marcel DAVID

Dans le chapitre "Approximations d'un irrationnel. Fractions continuées"  : …  assez simples de transformation des quotients incomplets, à condition que ceux-ci soient périodiques modulo m. C'est ainsi que le développement de se transforme en : Pour  obtenir  le  développement  de (e + 1)/(e − 1), *Gauss a utilisé le développement en fraction continuée non régulière des séries hypergéométriques… Lire la suite
DIOPHANTIENNES ÉQUATIONS

Écrit par :  Jean-Louis COLLIOT-THÉLÈNEMarcel DAVID Universalis

Dans le chapitre "Généralités sur le second degré"  : …  (éventuellement nul) de solutions, qu'on peut déterminer par essais successifs. C'est ainsi que *Gauss a étudié l'équation ax2 + by2 = m, avec et  entiers positifs. Dans le cas parabolique, on pose 2 ax + by = t, d'où 4 adx + 4 Lire la suite
DIVISIBILITÉ

Écrit par :  Marcel DAVID

Dans le chapitre "Nombres parfaits"  : …  Fermat premiers jouent un rôle essentiel dans la recherche des polygones réguliers de m côtés que l'on peut construire avec la règle et le compas (*Gauss, âgé de dix-sept ans, établit qu'une condition nécessaire et suffisante pour que cette construction soit possible est que m soit un produit de nombres de Fermat premiers distincts… Lire la suite
EISENSTEIN FERDINAND GOTTHOLD MAX (1823-1852)

Écrit par :  Jeanne PEIFFER

… *Mathématicien allemand, né et mort à Berlin. Théoricien des nombres, fortement influencé par Gauss, Eisenstein trouva la source de son inspiration dans le calcul algorithmique et les formules. De constitution fragile, sombrant jeune dans une mélancolie pathologique, il avait comme mathématicien une puissance de production inouïe. De 1833 à 1837,… Lire la suite
ÉQUATIONS ALGÉBRIQUES

Écrit par :  Jean ITARD

Dans le chapitre "La théorie « générale » des équations"  : …  Laplace améliorèrent cette démonstration, mais en se fondant toujours sur le même principe. *Gauss, en 1799, qualifia de cercle vicieux cette démarche et il fournit enfin plusieurs preuves rigoureuses du « théorème fondamental de l'algèbre », ou « théorème de d'Alembert ». On sait aujourd'hui que l'attitude des géomètres du xviiiLire la suite
ESPACE, mathématique

Écrit par :  Jean-Marc SCHLENKER

Dans le chapitre "Le paradigme riemannien"  : …  portant sur leurs coordonnées. Un pont est jeté entre la géométrie et l'algèbre, voire l'analyse. *Vers 1820, Carl Friedrich Gauss, étudiant la géodésie, comprend que l'utilisation de coordonnées n'est pas réservée au plan euclidien, mais s'applique aussi aux surfaces dans l'espace. Gauss découvre que les propriétés métriques locales de ces… Lire la suite
FONCTIONS ANALYTIQUES - Représentation conforme

Écrit par :  Christian HOUZEL

…  de Mercator (xvie siècle). Au début du xixe siècle, *Carl Friedrich Gauss étudia systématiquement les propriétés intrinsèques des surfaces de l'espace habituel ; en particulier, il examina les applications bijectives d'une surface sur une autre qui sont différentiables, ainsi que leur réciproque, et… Lire la suite
GAMMA FONCTION

Écrit par :  Jean-Luc VERLEY

Dans le chapitre "Comportement asymptotique"  : …   : on peut d'ailleurs préciser plus étroitement le comportement asymptotique de Γ(x) (cf. calculs asymptotiques). Indiquons maintenant une formule due à Legendre pour p = 2 et à *Gauss dans le cas général :

formule de Legendre-Gauss : pour tout entier p > 1. Pour p = 2, on a donc… Lire la suite
GÉOMAGNÉTISME ou MAGNÉTISME TERRESTRE

Écrit par :  Émile THELLIER

Dans le chapitre "Mesure et enregistrement du champ magnétique et de ses variations"  : …  on approche du dixième de minute. Les mesures d'intensité n'ont vraiment commencé qu'en 1830 avec *Gauss, créateur de la technique de mesure absolue de la composante H par oscillation et déviation, décrite dans tous les traités de physique. À présent, après les théodolites et les sondes à saturations, «  »des magnétomètres atomiques et nucléaires… Lire la suite
GÉOMÉTRIE

Écrit par :  François RUSSO

Dans le chapitre "Les géométries non euclidiennes"  : …  dernier, il rejette l'hypothèse de l'angle obtus, il est plus hésitant dans le cas de l'angle aigu. *Carl Friedrich Gauss (1777-1855) amorce vraiment, autour des années 1820, la rupture avec la croyance bimillénaire en la démonstrabilité du postulat des parallèles : Gauss pense que l'on peut démontrer de façon rigoureuse que l'hypothèse de l'angle… Lire la suite
GÉOMÉTRIE DIFFÉRENTIELLE CLASSIQUE

Écrit par :  Paulette LIBERMANN

Dans le chapitre "Formes fondamentales sur une surface"  : …  q = 0 en M), on a : ce scalaire K s'appelle la courbure totale, ou courbure de *Gauss, en M. Suivant le signe de K, le point est elliptique, hyperbolique ou parabolique (cf. chap. 5, Position par rapport au plan tangent) ; remarquons que, puisque la forme quadratique Φ est définie positive, le signe de K est celui de Lire la suite
GERMAIN SOPHIE (1776-1831)

Écrit par :  Jean MEYER

… *Née à Paris, Sophie Germain suivit les cours de l'École polytechnique par correspondance (car les femmes n'y étaient pas admises). S'intéressant aux mathématiques, elle devint l'amie de J. L. Lagrange et de C. F. Gauss, avec qui elle correspondit sous le pseudonyme masculin de M. Leblanc avant de révéler sa véritable identité. Gauss l'estimait… Lire la suite
HILBERT DAVID (1862-1943)

Écrit par :  Rüdiger INHETVEENJean-Michel KANTORChristian THIEL

Dans le chapitre "Les nombres premiers (problèmes 8 et 9)"  : …  sur Fqm. Le premier cas fut traité par *Gauss (sur n'importe quel Fq) ; c'est celui de la lemniscate elliptique y2 = x4 — 1. Puis Helmut Hasse démontra le résultat pour toutes les courbes elliptiques. En 1940, André Weil… Lire la suite
LIMITE NOTION DE

Écrit par :  Christian HOUZEL

… *La notion de limite fait son apparition dans un ouvrage du mathématicien anglais B. Robins intitulé A Discourse Concerning the Nature and Certainty of Sir Isaac Newton's Method of Fluxions and Prime and Ultimate Ratios (1735) ; c'est une réponse aux critiques formulées par le philosophe G. Berkeley à l'encontre du calcul infinitésimal dans… Lire la suite
MATHÉMATIQUES FONDEMENTS DES

Écrit par :  Jean Toussaint DESANTI

Dans le chapitre "La rénovation de l'analyse"  : …  le sait, de la première moitié du xixe siècle. Elle est due pour l'essentiel à *Carl Friedrich Gauss, à Augustin-Louis Cauchy, à Niels Henrik Abel et à Bernhard Bolzano. Elle affecte principalement l'analyse mathématique et consiste à dégager le domaine (le système des nombres réels) dans lequel les opérations qu'on y effectue… Lire la suite
NOMBRES COMPLEXES

Écrit par :  Jean-Luc VERLEY

Dans le chapitre "Le théorème fondamental de l'algèbre"  : …  Lagrange, Laplace et d'autres. Mais ces démonstrations présentaient toutes des lacunes importantes. *Gauss, dans sa dissertation de 1799, en fait l'historique critique et donne la première démonstration complète. Il reviendra à plusieurs reprises sur ce sujet et ne donnera pas moins de quatre démonstrations différentes du théorème fondamental de l'… Lire la suite
NOMBRES (THÉORIE DES) - Nombres algébriques

Écrit par :  Christian HOUZEL

Dans le chapitre "Périodes"  : …  nombres algébriques apparaît dans la dernière section des Disquisitiones arithmeticae de *Gauss (1801 ; cf. c. f. gauss), où se trouve élaborée la théorie de l'équation de la division du cercle en n parties égales, avec n premier impair. Si r est l'une des racines imaginaires de cette équation, les… Lire la suite
NUMÉRIQUE ANALYSE

Écrit par :  Jean-Louis OVAERTJean-Luc VERLEY

Dans le chapitre "Méthodes optimales"  : …  intégral : (cf. théorie desnombres - Théorie analytique des nombres, chap. 2), que *Gauss a été amené à approcher des intégrales de ↦ 1/Log t sur des intervalles de longueur 105. Les méthodes classiques étant inopérantes, Gauss a étudié la manière de choisir les points de subdivision pour que la… Lire la suite
NUMÉRIQUE CALCUL

Écrit par :  Jean-Louis OVAERT

Dans le chapitre "Développements asymptotiques"  : …  inférieurs à n. Ainsi, Legendre a conjecturé que π(n) est de l'ordre de : *Gauss a amélioré cette hypothèse, en comparant expérimentalement π(n) au logarithme intégral de n, défini par la relation : Par une méthode très performante de calcul approché des intégrales, à laquelle son nom est resté attaché, il… Lire la suite
PÂQUES CALCUL DES DATES DE

Écrit par :  Pierre DELIGNY

…  la date effective de Pâques, sans devoir recourir à la consultation d'éphémérides astronomiques. *C'est ainsi que Carl Friedrich Gauss a établi en 1800 des formules permettant d'obtenir aisément la date de Pâques dans les calendriers julien et grégorien. On en trouvera ci-dessous une présentation nouvelle entièrement refondue, autorisant un… Lire la suite
POTENTIEL THÉORIE DU

Écrit par :  Arnaud de la PRADELLE

…  la fonction de Green et l'intégrale de Poisson dans la boule, ce n'est vraiment qu'avec C. F. *Gauss (1840) que sont posés et résolus, bien qu'imparfaitement, les grands problèmes de la théorie. Les idées de ce dernier sont si exemplaires qu'elles sont encore utilisées à l'heure actuelle, et il fallut attendre Frostman (1935) pour que le… Lire la suite
TÉLÉCOMMUNICATIONS - Histoire

Écrit par :  René WALLSTEIN

Dans le chapitre "Les premiers essais"  : …  prématurément en 1837, mais ses travaux lancèrent le mouvement en Allemagne et en Angleterre. *S'inspirant des idées de Schilling, les Allemands Karl Friedrich Gauss et Wilhelm Weber réalisèrent en 1833 la première liaison de télégraphie électrique opérationnelle. Leur ligne fonctionna jusqu'en 1838 entre un laboratoire de l'université de… Lire la suite

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