微積分的本質 筆記 緒論 微積分中的核心思想

2021-10-24 06:18:39 字數 1899 閱讀 2087

說明:相信很多看《本質》系列及閱讀筆記的讀者之前已經接觸過微積分的課程,筆者亦同。

因此這一系列的筆記,我會著重記錄一些直觀理解以及啟發性的觀點,忽略公式的記憶和推導部分。

微分、積分以及微分和積分之間的互逆關係

故事的開端從,你為了計算圓的面積,將圓剪成了若干個同心圓環來近似求解,開始。

p.s.將圓拆解的方式有很多種,選擇將圓剪成若干個圓環,保留了圓的對稱性,這在數學中是乙個良好的性質。

如果能為每乙個圓環找到乙個合適的面積計算公式,通過將所有圓環面積求和即能計算得到整個圓的面積。

將每乙個圓環拉直,在厚度較小時,可以很好地近似成乙個長方形——其長為圓的周長,寬為每乙個圓環之間的厚度差,其大小取決於你剪裁的粒度。

當矩形塊分割得足夠細的時候,就可以用該曲線下的面積來等價替換得到圓形的面積。

化繁為簡,分而治之

將乙個大的問題進行微小劃分,當分割得無限細的時候,這個時候每乙個部分就可以稱為乙個微元。

用影象下的面積來替代原來問題的解

以乙個很直觀的角度引出了「積分」的概念,也相當於是談論了為什麼數學家需要「積分」這個工具。

如圖,若想要求某拋物線下的面積,通過移動x=k這條邊界線,面積自然也會發生變化。

想要找到乙個函式能夠代表,隨著x的不同,圍成的不同的面積,把這樣的函式就稱為該曲線對應的函式的積分。

動機:之所以想要找出這樣乙個函式,不是為了僅僅提出乙個數學難題,而是為了能夠很好地將問題轉化稱為求解某影象下的面積。

求解積分函式的方法【依然分而治之】

考慮該曲線下圍成的面積的變化量:當我把該直線往橫軸上進行一點微小移動,來比較該面積的微小變化。

da依然可以用乙個類矩形來近似代替,從而得到下圖中的性質——da/dx=f(x)

縱然我們不知道a(x)是什麼,但是我們知道每乙個a(x)具有如上性質。

粗略來說,導數衡量的是函式對取值的微小變化的敏感程度。

【官方雙語/合集】微積分的本質 - 系列合集p1

01 微積分的本質 1

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