Joseph Louis François Bertrand fue un matemático francés del siglo XIX que nació en París el 11 de marzo de 1822 y murió en la misma ciudad el 5 de abril de 1900. Sus trabajos se centraron principalmente en teoría de números, geometría diferencial, teoría de la probabilidad, economía y termodinámica.
Hijo del físico Alexandre Jacques François Bertrand, Joseph estuvo rodeado de matemáticas durante toda su vida. Duhamel (seguro que a quienes hayáis estudiado ecuaciones en derivadas parciales os suena) era amigo de su padre y se encargó de la tutela de nuestro protagonista tras la muerte de éste, y su hermana Louise estuvo casada con Hermite. Además Picard se casó con una hija de estos últimos.
Sea como fuere Bertrand demostró grandes capacidades científicas desde pequeño. Con 9 años ya era capaz de comprender álgebra y geometría elemental y hablaba en latín con fluidez. Con 11 años se le permitió asistir a algunas clases en la École Polytechnique y con 16 obtuvo su primer título. Un año después se doctoraba gracias a una tesis sobre termodinámica. Este mismo año, 1839, entró oficialmente en la École Polytechnique y publicó su primer trabajo, concretamente sobre teoría matemática de la electricidad. En 1841 entró como profesor en el Liceo Saint-Louis, puesto que ocupó hasta 1848. Más adelante fue profesor en la École Polytechnique (una de las escuelas de ingenieros francesa más prestigiosa) y del Collège de France. También fue miembro de la Academia de Ciencias de París.
Entre sus trabajos podemos destacar los siguientes:
- Mémoire sur le nombre de valeurs que peut prendre une fonction quand on y permute les lettres qu’elle renferme, trabajo dedicado a ciertos estudios sobre grupos que a la postre se convirtió en su mayor contribución a la teoría de números.
- Reedición de Mécanique analytique de Lagrange.
- Méthode des moindres carrés, traducción al francés del trabajo de Gauss sobre teoría de errores y el método de los mínimos cuadrados.
- Notas sobre teoría de probabilidad.
Además de por sus publicaciones académicas, Bertrand fue famoso por publicar libros de texto. Entre ellos destacan:
- Traité d’arithmetique
- Traité élémentaire d’algèbre
dirigidos a alumnos de secundaria, y:
- Traité de calcul différentiel et de calcul intégral
- Thermodynamique
- Leçons sur la théorie mathématique de l’électricité
para alumnos de niveles superiores.
Su libro Calcul des probabilitiés, publicado en 1888, merece ser comentado por contener una famosa paradoja sobre probabilidades que a partir de ese momento pasó a conocerse como paradoja de Bertrand. Bertrand formula la siguiente cuestión:
Consideremos un triángulo equilátero inscrito en un círculo. Supongamos que elegimos al azar una cuerda de la circunferencia de dicho círculo. Entonces, ¿cuál es la probabilidad de que la cuerda sea más grande que el lado del triángulo?
En este enlace de la Wikipedia inglesa podéis ver los tres argumentos, aparentemente válidos, que da Bertrand para resolver este problema. Y podéis comprobar que los tres dan probabilidades distintas. ¿Por qué? A grandes rasgos la clave de la paradoja es el significado de al azar en la elección de la cuerda.
Aparte de ésta hay otras dos paradojas que se atribuyen a Joseph Bertrand:
Pero sin duda el aspecto de su vida matemática que ha hecho famoso a Bertrand para siempre ha sido el conocido como postulado de Bertrand, cuya formulación es la siguiente:
Dado
un número natural mayor que 1, siempre existe un número primo
tal que
.
Es decir, Bertrand postuló que para todo número natural mayor que 1 siempre existe un número primo que queda entre ese número natural y su doble.
En realidad esta es la versión débil del postulado de Bertrand. La versión más fuerte dice que para todo 
Bertrand conjeturó dicha propiedad de los números primos en 1845, pero no consiguió demostrarla. Tuvo que ser Chebychev quien, en 1850, dio la primera demostración que se conoce de dicho resultado. Más adelante Ramanujan y el genial Paul Ërdos dieron demostraciones más simples. Igual durante esta semana nos encontramos con alguna de ellas por aquí…
Como detalle final señalar que Bertrand sufrió en 1842 un accidente de tren cuyo resultado fue rotura de nariz junto con unas marcas en la cara que mantuvo a lo largo de su vida.
Fuentes:
- Joseph Bertrand en MacTutor.
- Joseph Bertrand en la Wikipedia (en inglés).
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Me gusta leer biografías de matemáticos, gracias por esta entrada.
– Hay una prueba condicional del postulado de Bertrand dando por cierta la conjetura de Goldbach. ¿Alguien se anima a escribirla? Conjetura de Goldbach: Todo entero par mayor que 2 se puede escribir como la suma de dos primos. – Hizó falta mencionar que J. Bertrand comprobó de manera empírica la validez de su postulado para los naturales en el rango [1,3000000]. – La prueba de Erdös del postulado de Bertrand es el tema central del primer artículo que se le recuerda a Erdös. Dicho artículo puede ser ubicado aquí. El artículo surge en uno de los primeros años de… Lee más »
falta una «r» ^DiAmOnD^. en la parte de:
Tuvo que SE(R) Chebychev quien,… .
Información Bitacoras.com…
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Gracias Tobar :).
Muy buena historia 🙂
Un detalle. He estudiado ecuaciones en derivadas parciales, pero no me suena de ahí el nombre de Duhamel. De donde sí me suena es de las ley de Hooke-Duhamel, que es la ley de los muelles pero comoplementado con la dilatación debida al calor. Claro que fue en el proyecto de fin de carrera; ni siquiera en clase lo explicaron.
Salud!
omalaled, Duhamel da nombre a una parte de la solución de un tipo de ecuación de ondas. Yo no recuerdo si lo estudié en mi carrera, pero ahora dando clases particulares sí lo he visto.
Recuerda que es en ecuaciones en derivadas parciales. Si sólo viste ecuaciones diferenciales ordinarias no te sonará Duhamel :).
Muy buena entrada. Me ha parecido llamativo el hecho que comenta J.H.S. de que la conjetura de Goldbach implica el Postulado de Bertrand. No lo conocía. Además es sencillo de probar:
Supongamos cierta la conjetura de Goldbach y consideremos
(para 
está claro). Podemos tomar dos primos 
tales que 
y 
<
. Si 
fuese compuesto entonces ya tendríamos 
<
<
.
Si
es primo, entonces 
es compuesto y ponemos 
, con 
y 
<
. Pero resulta que 
no puede ser 
(pues implica 
) ni 
(ya que este último es compuesto). Luego tendríamos un primo 
cumpliendo 
<
<
.
Lo que no entiendo es por qué se llama «postulado» de Bertrand. ¿No debería ser «conjetura» de Bertrand? Para mí un postulado es un sinónimo de axioma…
@M: Muy buena, hombre… Gracias por poner atención a mis comentarios. @Antonio: Excelente pregunta, señor. La explicación es simple: se le denomina postulado de Bertrand porque J. Bertrand lo dió por cierto y de hecho llegó a emplearlo en sus investigaciones en Teoría de Grupos. Esto lo leí en un célebre libro de LeVeque. De hecho, LeVeque agrega que dada la evidencia empírica la hiṕotesis propuesta por Bertrand fue bastante conservadora. Una palabra clave en este rubro es la de primo-de-tipo-Ramanujan. Otro punto que es importante recalcar es una generalización al postulado de Bertrand probada por Erdös en un trabajo… Lee más »
Otra cosa:
Hay que notar que el método de prueba de Chebyshev arroja resultados más fuertes que el mero postulado de Bertrand.
Para mayor información al respecto les recomiendo el libro de E. Aparicio de Teoría de Números. El mismo Aparicio presentó en su trabajo de tesis (de licenciatura?) una mejora interesante a los resultados obtenidos por Chebyshev.
Saludos.
[…] 10 en Joseph Bertrand: un postulado para la eternidad […]
Esto de hacer postulados que lleven tu nombre y que los demuestren otros está muy bien…