At the Origins of Functional Analysis: G. Peano and M. Gramegna on Ordinary Differential Equations
[À l'origine de l'analyse fonctionnelle : G. Peano et M. Gramegna à propos des équations différentielles ordinaires]
Revue d'histoire des mathématiques, Tome 12 (2006) no. 1, pp. 35-79.

Dans le cadre de la théorie des matrices infinies et des opérateurs linéaires, deux articles de Peano et de Gramegna respectivement sur les systèmes d'équations différentielles linéaires présentent des aspects intéressants, qui permettent de reconstituer les recherches d'analyse fonctionnelle entre 1887 et 1910. Visant à évaluer ces deux écrits d'un point de vue historique, cet article en donne une description détaillée et met en valeur la modernité des instruments analytiques utilisés. Seront également mises en avant les conséquences négatives que la recherche de Gramegna a eues sur le cours d'analyse supérieure de Peano à l'université de Turin, à savoir le congédiement de Peano et le déclin progressif de son école.

In the context of the theory of infinite matrices and linear operators, two articles by Peano and by Gramegna on systems of linear differential equations have interesting implications for the reconstruction of research on functional analysis between 1887 and 1910. With the aim of evaluating their historical value, linked to logic and vector calculus, this paper provides a detailed analysis of their treatment, demonstrating the modernity of the analytic tools used. In this paper we also reveal the negative consequences that Gramegna's note had on Peano's lectureship in Higher Analysis, leading to his dismissal, which marked the beginning of the progressive decline of his school.

Mots-clés : systems of ordinary linear differential equations, functional analysis, logical language, linear operators, infinite matrices, Peano, Gramegna, history
@article{RHM_2006__12_1_35_0,
     author = {Luciano, Erika},
     title = {At the {Origins} of {Functional} {Analysis:} {G.} {Peano} and {M.} {Gramegna} on {Ordinary} {Differential} {Equations}},
     journal = {Revue d'histoire des math\'ematiques},
     pages = {35--79},
     publisher = {Soci\'et\'e math\'ematique de France},
     volume = {12},
     number = {1},
     year = {2006},
     zbl = {1135.01016},
     language = {en},
     url = {http://archive.numdam.org/item/RHM_2006__12_1_35_0/}
}
TY  - JOUR
AU  - Luciano, Erika
TI  - At the Origins of Functional Analysis: G. Peano and M. Gramegna on Ordinary Differential Equations
JO  - Revue d'histoire des mathématiques
PY  - 2006
SP  - 35
EP  - 79
VL  - 12
IS  - 1
PB  - Société mathématique de France
UR  - http://archive.numdam.org/item/RHM_2006__12_1_35_0/
LA  - en
ID  - RHM_2006__12_1_35_0
ER  - 
%0 Journal Article
%A Luciano, Erika
%T At the Origins of Functional Analysis: G. Peano and M. Gramegna on Ordinary Differential Equations
%J Revue d'histoire des mathématiques
%D 2006
%P 35-79
%V 12
%N 1
%I Société mathématique de France
%U http://archive.numdam.org/item/RHM_2006__12_1_35_0/
%G en
%F RHM_2006__12_1_35_0
Luciano, Erika. At the Origins of Functional Analysis: G. Peano and M. Gramegna on Ordinary Differential Equations. Revue d'histoire des mathématiques, Tome 12 (2006) no. 1, pp. 35-79. http://archive.numdam.org/item/RHM_2006__12_1_35_0/

[1] Accademia Delle Scienze Di Torino, Verbali originali, Classe di Scienze fisiche e matematiche,

[2] Archivio Di Stato Di Avezzano, Liceo ‘A. Torlonia' and R. Scuola Normale Femminile ‘Maria Clotilde di Sajova', Stato Personale di Maria Gramegna 1913-1915

[3] Archivio Storico Dell'Università Di Torino, Concorso 1906,

[4] Archivio Storico Dell'Università Di Torino, Programmi dei corsi liberi 1909-10/1916-17,

[5] Archivio Storico Dell'Università Di Torino, Rubrica degli studenti, informazioni, 1906-1913,

[6] Archivio Storico Dell'Università Di Torino, Studenti. Domande numerate, con ordinamento alfabetico e cronologico. Fascicoli dei concorrenti ai posti nel Collegio Carlo Alberto,

[7] Archivio Storico Dell'Università Di Torino, Verbali degli Esami Speciali di Analisi Superiore,

[8] Archivio Storico Dell'Università Di Torino, Verbali degli Esami Speciali di Calcolo Infinitesimale,

[9] Archivio Storico Dell'Università Di Torino, Verbali delle adunanze della Facoltà di Scienze M.F.N.,

[10] G. Arrighi (ed.), Lettere a Mario Pieri (1884-1913), Quaderni P.R.I.S.T.E.M. 6, Università Bocconi, 1997

[11] M. Bernkopf, “The Development of Function Spaces with Particular Reference to their Origins in Integral Equation Theory”, Archive for History of Exact Sciences 3 (1966-67), p. 1-96 | MR | Zbl

[12] M. Bernkopf, “A History of Infinite Matrices”, Archive for History of Exact Sciences 4 (1968), p. 308-358 | MR | Zbl

[13] M. Borga, P. Freguglia & D. Palladino (ed.), I contributi fondazionali della scuola di Peano, Angeli, 1985

[14] M. Bôcher, “On the real solutions of systems of two homogeneous linear differential equations of the first order”, Transactions of the American Mathematical Society 3 (1902), p. 196-215 | JFM | MR

[15] T. Boggio, “Giuseppe Peano”, Atti della R. Accademia delle Scienze di Torino 58 (1932-1933), p. 436-446 | JFM

[16] M. T. Borgato, Alcune lettere inedite di Peano a Genocchi e a Jordan sui fondamenti dell'analisi, in: Angelo Genocchi e i suoi interlocutori scientifici (A. Conte & L. Giacardi ed.), Deputazione subalpina di Storia Patria, Torino, 1991, p. 61-97 | JFM

[17] N. Bourbaki, Éléments d'histoire des mathématiques, Hermann, 1960 | MR | Zbl

[18] F. Cajori, A History of Mathematical Notations, Open Court Publishing Company, 1929 | JFM | Zbl

[19] J. Caqué, “Méthode nouvelle pour l'intégration des équations différentielles linéaires ne contenant qu'une variable indépendante”, Journal de Mathématiques pures et appliquées 9 (1864) no. 2, p. 185-222

[20] E. Carvallo, “Sur les systèmes linéaires, le calcul des symboles différentiels et leur application à la physique mathématique”, Monatshefte für Mathematik und Physik 2 (1891), p. 177-216 | JFM | MR

[21] U. Cassina, “L'opera scientifica di Giuseppe Peano”, Rendiconti del Seminario Matematico di Milano 7 (1933), p. 323-389 | JFM

[22] U. Cassina, “Storia ed analisi del ‘Formulario completo' di Peano”, Bollettino dell'Unione Matematica Italiana 10 (1955) no. 3, p. 244-265 | MR | Zbl

[23] A. Cayley, “On multiple algebra”, Quarterly Journal of Mathematics 22 (1887), p. 270-308 | JFM

[24] J. Cassinet & M. Guillemot, “L'axiome du choix dans les mathématiques de Cauchy (1821) à Gödel (1940)”, Ph. D. Thesis, Université Paul-Sabatier, 1983 | Zbl

[25] M. Crowe, A History of Vector Analysis, Notre Dame, 1967 | MR | Zbl

[26] E. De Giorgi, Sviluppi dell'Analisi Funzionale nel Novecento, in: Il pensiero matematico del XX secolo e l'opera di R. Caccioppoli, Istituto Italiano per gli Studi Filosofici, Napoli, 1989, p. 41-60

[27] J. Dieudonné, Abrégé d'histoire des mathématiques 1700-1900, Hermann, 1978 | Zbl

[28] J. Dieudonné, History of Functional Analysis, North-Holland, 1981 | MR | Zbl

[29] I. Fredholm, “Sur une classe d'équations fonctionnelles”, Acta Mathematica 27 (1903), p. 365-390 | JFM | MR

[30] M. Fréchet, “Sur quelques points du calcul fonctionnel, Thèse Paris 1906”, Rendiconti del Circolo Matematico di Palermo 22 (1906), p. 1-74 | JFM

[31] M. Fréchet, “Sur les ensembles de fonctions et les opérations linéaires”, C. R. Acad. Sci. Paris 144 (1907), p. 1414-1416 | JFM

[32] M. Fréchet, Les espaces abstraits et leur théorie considérée comme introduction à l'analyse générale, Gauthier-Villars, 1928 | JFM

[33] G. Fubini, “Sui teoremi di esistenza e di unicità per i sistemi di equazioni differenziali”, Rendiconti del Seminario Matematico di Torino 1 (1929-1930), p. 5-6 | JFM

[34] L. Fuchs, “Sur le développement en séries des intégrales des équations différentielles linéaires”, Annali di Matematica pura ed applicata 4 (1870) no. 2, p. 36-49 | JFM

[35] F. Gantmacher, Application of the Theory of Matrices, Interscience publishers, 1959 | MR | Zbl

[36] F. Gantmacher, Matrizenrechnung Teil II, Spezielle Fragen und Anwendungen, Veb Deutscher Verlag der Wissenschaften, 1959 | MR | Zbl

[37] F. Gantmacher, The Theory of Matrices, Chelsea, 1959 | Zbl

[38] A. Ghizzetti, I contributi di Peano all'Analisi matematica, in: Celebrazioni in memoria di Giuseppe Peano nel cinquantenario della morte, Atti del Convegno organizzato dal Dipartimento di Matematica dell'Università di Torino (27-28 Ottobre 1982), Litocopisteria Valetto, Torino, 1986, p. 45-59

[39] L. Giacardi, “Corrado Segre maestro a Torino. La nascita della scuola italiana di geometria algebrica”, Annali di storia delle Università italiane 5 (2001), p. 139-163

[40] L. Giacardi, Gramegna Maria, Dizionario Biografico degli Italiani 58, Istituto dell'Enciclopedia Italiana Treccani, Roma, 2002, p. 398-399

[41] M. Gramegna, “Serie di equazioni differenziali lineari ed equazioni integro-differenziali”, Atti della R. Accademia delle Scienze di Torino 45 (1910), p. 469-491 | JFM

[42] H. Grassmann, Die lineare Ausdehnungslehre, Teubner, 1844

[43] A. Guerraggio, La Théorie générale des fonctionnelles di V. Volterra e J. Pérès, in: La matematica italiana tra le due guerre mondiali, Proceedings of the Congress held in Gargnano (Garda) on 8-11.10.1986, Pitagora, Milano, 1987, p. 187-207 | MR | Zbl

[44] W. Hamilton, Lectures on Quaternions, University Press, 1853

[45] Hamburger, “G. Peano. Integrazione per serie delle equazioni differenziali lineari”, Jahrbuch über die Fortschritte der Mathematik 19 (1887), p. 308-309 | JFM

[46] Hamburger, “G. Peano. Intégration par series des equations différentielles linéaires”, Jahrbuch über die Fortschritte der Mathematik 20 (1888) | JFM

[47] D. Hilbert, Grundzüge einer allgemeinen Theorie der linearen Integralgleichungen, Teubner, 1904-1912 | JFM | Zbl

[48] T. Hahn & C. Perazzoli, A brief history of the exponential function, in: One Parameter Semigroups for Linear Evolution Equation (K.-J. Engel & R. Nagel ed.), GTM, Springer, New York, 2000, p. 497-508 | MR

[49] M. Hirsch & S. Smale, Differential Equations, Dynamical Systems, and Linear Algebra, Academic Press, 1974 | MR | Zbl

[50] E. Hellinger & O. Toeplitz, Integralgleichungen und Gleichungen mit unendlich vielen Unbekannten,, Enzyklopädie der mathematischen Wissenschaften A3, Teubner, Leipzig, 1927, p. 1335-1597 | JFM

[51] H. Kennedy, “Nine letters from Giuseppe Peano to Bertrand Russell”, Journal of the History of Philosophy 3 (1975), p. 205-220

[52] H. Kennedy, Peano. Life and Works of Giuseppe Peano, Reidel, 1980 | MR | Zbl

[53] M. Kline, Storia del pensiero matematico, Einaudi, 1991

[54] H. V. Koch, “Sur une application des déterminants infinis à la théorie des équations différentielles”, Acta Matematica 15 (1891), p. 53-63 | JFM

[55] P. Lévy, Leçons d'analyse fonctionnelle, Gauthier-Villars, 1922 | JFM

[56] B. Levi, “L'opera matematica di Giuseppe Peano”, Bollettino della Unione Matematica Italiana 11 (1932), p. 253-262 | JFM

[57] B. Levi, L'opera matematica di Peano, in: In memoria di Giuseppe Peano (A. Terracini ed.), Liceo Scientifico Statale, Cuneo, 1955, p. 9-21 | MR | Zbl

[58] C. C. Macduffee, The Theory of Matrices, Chelsea, 1946 | JFM | Zbl

[59] V. Mago, “In memoria di Maria Gramegna”, Bollettino di Matematica 13 (1915)

[60] G. Mie, “Beweis des Integrierbarkeit gewöhnlicher Differentialgleichungssysteme nach Peano”, Mathematische Annalen 43 (1893), p. 553-568 | JFM | MR

[61] F.-N.-M. Moigno, Leçons de calcul différentiel et de calcul intégral: rédigées principalement d'après les méthodes de M. A.-L. Cauchy et étendues aux travaux les plus récents des géomètres. Calcul intégral, Bachelier, 1844

[62] A. F. Monna, Functional Analysis in Historical Perspective, Oosthoek, 1973 | MR | Zbl

[63] E. H. Moore, On a Form of General Analysis with Application to Linear Differential and Integral Equations, in: Atti del IV Congresso Internazionale dei Matematici, Roma 6-11 Aprile 1908, vol. 2, Tipografia della R. Accademia dei Lincei, Roma, 1909, p. 98-114 | JFM

[64] E. H. Moore, Introduction to a Form of General Analysis, in: The New Haven Mathematical Colloquium (E. H. Moore, E. J. Wilczynski & M. Mason ed.), Jale University Press, New Haven, 1910, p. 1-150 | JFM

[65] G. H. Moore, Zermelo's Axiom of Choice. Its Origins, Development and Influence, Springer, 1982 | MR | Zbl

[66] G. Osimo, Lettere di Giuseppe Peano a Giovanni Vacca, in: Quaderni P.R.I.S.T.E.M., 3, Università Bocconi, Milano, 1992

[67] P. Painlevé, Gewöhnliche Differentialgleichungen; Existenz der Lösungen,, Enzyklopädie der mathematischen Wissenschaften A1, Teubner, Leipzig, 1900, p. 189-229 | JFM

[68] G. Peano, Formulaire de mathématiques, III, Bocca-Clausen, 1901 | JFM

[69] G. Peano, Formulaire mathématiques, IV, Bocca-Clausen, 1903 | JFM

[70] G. Peano, Formulario Mathematico, Tomo V de Formulario completo, Bocca, 1908 | JFM

[71] G. Peano, Vocabulario commune ad linguas de Europa, Bocca, 1909 | JFM

[72] G. Peano, “Le definizioni in matematica”, Arxivs de l'Institut de ciencies 1 (1911), p. 49-70 | JFM

[73] G. Peano, “Importanza dei simboli in matematica”, Scientia 18 (1915), p. 165-173 | JFM

[74] G. Peano, Pubblicazioni Di G. Peano Prof. ord. di Calcolo Infinitesimale nella R. Università di Torino, 1916

[75] G. Peano, “Sull'integrabilità delle equazioni differenziali di primo ordine”, Atti della R. Accademia delle Scienze di Torino 21 (1885), p. 677-685 | JFM

[76] G. Peano, “Integrazione per serie delle equazioni differenziali lineari”, Atti della R. Accademia delle Scienze di Torino 22 (1887), p. 437-446 | JFM

[77] G. Peano, Calcolo geometrico secondo l'Ausdehnungslehre di Hermann Grassmann, preceduto dalle operazioni della logica deduttiva, Bocca, 1888 | JFM

[78] G. Peano, “Intégration par séries des équations différentielles linéaires”, Mathematische Annalen 32 (1888), p. 450-456 | JFM | MR

[79] G. Peano, “Démonstration de l'intégrabilité des équations différentielles ordinaires”, Mathematische Annalen 37 (1890), p. 182-228 | JFM | MR

[80] G. Peano, “Osservazioni del Direttore sull'articolo precedente [Corrado Segre, Su alcuni indirizzi nelle investigazioni geometriche, R. d. M., 1891, v. 1, p. 42-65]”, Rivista di Matematica 1 (1891), p. 66-69 | JFM

[81] G. Peano, “Risposta [a una Dichiarazione di Corrado Segre]”, Rivista di Matematica 1 (1891), p. 156-159 | JFM

[82] G. Peano, “Sur le théorème général relatif à l'existence des intégrales des équations différentielles ordinaires”, Nouvelles annales de mathématiques 11 (1892) no. 3, p. 79-82 | JFM | Numdam

[83] G. Peano, Lezioni di analisi infinitesimale, Candeletti, 1893 | JFM

[84] G. Peano, “Sur les systèmes linéaires”, Monatshefte für Mathematik und Physik 5 (1894) | JFM

[85] G. Peano, Formulaire de mathématiques, I, Bocca, 1895 | JFM

[86] G. Peano, “Generalità sulle equazioni differenziali ordinarie”, Atti della R. Accademia delle Scienze di Torino 33 (1897), p. 9-18 | JFM

[87] G. Peano, Formulaire de mathématiques, II, Bocca-Clausen, 1899 | JFM

[88] É. Picard, “Mémoire sur la théorie des équations aux dérivées partielles et la méthode des approximations successives”, Journal de Mathématiques pures et appliquées 6 (1890) no. 4, p. 145-210 | JFM | Numdam

[89] S. Pincherle, Le operazioni distributive e le loro applicazioni all'analisi, Zanichelli, 1901 | JFM

[90] S. Pincherle, “Mémoire sur le calcul fonctionel distributif”, Mathematische Annalen 40 (1897), p. 325-382 | JFM

[91] H. Poincaré, “Sur les déterminants d'ordre infini”, Bull. Soc. Math. France (1886), p. 77-90 | JFM | Numdam | MR

[92] A. Pringsheim, Grundlagen der allgemeinen Funktionenlehre, Enzyklopädie der mathematischen Wissenschaften A1, Teubner, Leipzig, 1898, p. 1-53 | JFM

[93] R. Università Di Torino, Annuari, Annuario della R. Università di Torino, Stamperia Reale, 1907

[94] R. Università Di Torino, Annuario della R. Università di Torino, Stamperia Reale, 1908

[95] R. Università Di Torino, Annuario della R. Università di Torino, Stamperia Reale, 1909

[96] R. Università Di Torino, Annuario della R. Università di Torino, Stamperia Reale, 1910

[97] R. Università Di Torino, Annuario della R. Università di Torino, Stamperia Reale, 1911

[98] F. Riesz, Le systèmes d'équations linéaires a une infinité d'inconnues, Gauthier-Villars, 1913 | JFM

[99] C. S. Roero (ed.), L'Opera omnia di Giuseppe Peano, Dipartimento di Matematica, 2002, cd-rom n. 2 | Zbl

[100] C. S. Roero, Giuseppe Peano, geniale matematico, amorevole maestro, in: Maestri dell'Ateneo torinese dal Settecento al Novecento (R. Allio ed.), Stamperia artistica nazionale, Torino, 2004, p. 138-144

[101] C. S. Roero, Giuseppe Peano and the female universe, in: More than pupils (R. Simili ed.), Olschki, Firenze, 2006, p. 27-49

[102] Segreteria Studenti Della Facoltà Di Scienze Mfn, Dell'Università Di Torino, Verbali di Laurea della Facoltà di Scienze dal 4.7.1902-14.4.1921, Maria Gramegna,

[103] Segreteria Studenti Della Facoltà Di Scienze Mfn, Università Di Torino, Registro di Carriera Scolastica della Facoltà di Scienze,

[104] C. Segre, “Su alcuni indirizzi nelle investigazioni geometriche”, Rivista di Matematica 1 (1891), p. 42-65 | JFM

[105] R. Siegmund-Schultze, “Die Anfänge der Funktionalanalysis und ihr Platz im Umwälzungsprozeß der Mathematik um 1900”, Archive for History of Exact Sciences 26 (1982), p. 13-71 | MR | Zbl

[106] R. Siegmund-Schultze, “Eliakim Hastings Moore's “General Analysis””, Archive for History of Exact Sciences 52 (1998), p. 51-89 | MR | Zbl

[107] J. Sylvester, “On the principles of the calculus of forms”, Cambridge and Dublin Mathematical Journal 7 (1852), p. 52-97

[108] A. Terracini, Ricordi di un matematico. Un sessantennio di vita universitaria, Cremonese, 1968 | MR | Zbl

[109] O. Toeplitz, “M. Gramegna. Serie di equazioni differenziali lineari ed equazioni integro-differenziali”, Jahrbuch über die Fortschritte der Mathematik 41 (1910) | JFM

[110] D. Tournès, L'intégration approchée des équations différentielles ordinaires (1671-1914), Presses universitaires du Septentrion, 1997

[111] F. Tricomi, “Matematici Italiani del primo secolo dello stato unitario”, Memorie dell'Accademia delle Scienze di Torino, Classe di Scienze MFN 4 (1962), p. 1-120 | Zbl

[112] V. Volterra & B. Hostinsky, Opérations infinitésimales linéaires. Applications aux équations différentielles et fonctionnelles, Gauthier-Villars, 1938 | JFM

[113] T. Viola, “Il contributo dell'Accademia ai progressi dell'analisi matematica”, I due primi secoli dell'Accademia delle Scienze di Torino, Atti dell'Accademia delle Scienze di Torino, Classe di Science MFN 121 Suppl. (1987), p. 11-45

[114] G. Vivanti, Elementi della teoria delle equazioni integrali lineari, Hoepli, 1916 | JFM

[115] V. Volterra, “Questioni generali sulle equazioni integrali ed integro-differenziali”, Rendiconti dell'Accademia nazionale dei Lincei 19 1 (1910) no. 5, p. 169-187 | JFM

[116] V. Volterra, “Soluzione delle equazioni integro-differenziali dell'elasticità nel caso di una sfera isotropa”, Rendiconti dell'Accademia nazionale dei Lincei 19 1 (1910) no. 5, p. 107-114 | JFM

[117] V. Volterra, Theory of Functionals and of Integral and Integro-differential Equations, Blackie and son Limited, 1930 | JFM

[118] A. Voss, Differential-und Integralrechnung,, Encyklopädie der mathematischen Wissenschaften A1, Teubner, Leipzig, 1898, p. 54-134 | JFM