1813年，柯西虽被任命为运河工程的工程师，但他还是把主要精力放在数学研究上。在此期间，他发表了代换理论和群论，为新的数学理论的建立开山铺路；证明了费马关于多角形数的猜测，使一百多年的数学悬疑到此了结。此外，他还在研究液体表面波的传播问题时，得到了历史性的突破，为流体力学的发展搬开了一块巨大的绊脚石，也因此获得了1815年度的法国科学院数学大奖。
丰硕的成果为柯西带来了极高声誉，数学界把他当作一颗新星来瞻仰。法国科学院和综合工科学校也都敞开了大门欢迎这位年轻数学家的加盟。很多人会被荣誉冲垮，但柯西的世界永远属于实验室和讲堂。在讲授分析课程中，他建立了微积分的基础——极限理论，为微积分的发展奠定了基础；他出版的《代数分析教程》、《无穷小分析教程概要》极受欢迎，更是成为数学教程的典范。
1830年，革命者推翻波旁王朝，他抱着对旧王朝的依恋离开了法国，先后到瑞士、意大利。在异国他乡，他开始了对复变函数的级数展开和微分方程的研究，并获得重大突破。直到1838年柯西重返故国，回到了自己以前的工作岗位上，直至去世。
柯西一生执著于科学研究，在数学、力学上取得了丰硕的成就。他首创性的单复变函数论，是现代复变函数理论的发端。在极限的研究上，他用和的极限为定积分确定了定义，不但为微积分学奠定了严格基础也推动了整个分析学的发展。此外，他还为弹性力学的发展做出了贡献，成为数理弹性理论的奠基人之一。1857年5月23日，他在巴黎附近的索镇病逝，终年68岁。
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