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微分就是对函数的一个点及其邻域作研究,作近似

2021-11-03 09:09 作者:中国崛起呀  | 我要投稿

牛顿336、微分就是对函数的一个点及其邻域作研究,作近似

 

微分到底是个什么东西?——网友提问

…微、分、微分:见《牛顿321~335》…

 

“其产生的意义是什么?”网友补充说。

…意、义、意义:见《欧几里得26》…

(…《欧几里得》:小说名…)

 

tetradecane(上海交通大学 工学硕士在读;编辑于 2019-11-03;66人赞同了该回答):

1、微分是什么?

如下图所示:


斜、率、斜率:见《牛顿289》。

o:英文名Omicron(大写Ο,小写ο),中文音译:奥米克戎。是第十五个希腊字母。

小写ο用于:高阶无穷小函数。

…阶,无、穷、无穷,小,无穷小,高阶无穷小:见《牛顿280~282》…

…函、数、函数:见《欧几里得52》…

 

微分就是对函数的一个点以及其邻域内的内容作研究,作近似

…内、容、内容:见《欧几里得66》…

…研、究、研究:见《欧几里得42》…


如果近似得比较好,满足一定条件,就称为可微

 

设有函数y=f(x),当x从x0开始,变化得非常微小,增加了△x的时候,我们尝试用线性函数(即这一点的切线),来近似y的变化。

…变、化、变化:见《伽利略10》…

(…《伽利略》:小说名…)

 

…△:读音是“德尔塔”。音标为/deltə/。

在物理学中,△常常作为变量的前缀使用,表示该变量的变化量,如:△t(时间变化量)、△T(温度变化量)、△X(位移变化量)、△v(速度变化量)等等…见《牛顿8》…

…性:1.物质所具有的性能;物质因含有某种成分而产生的性质:黏~。弹~。药~。碱~。油~。2.后缀,加在名词、动词或形容词之后构成抽象名词或属性词,表示事物的某种性质或性能:党~。纪律~。创造~。适应~。优越~。普遍~。先天~。流行~…见《欧几里得10》…

…切、线、切线:见《牛顿288》…

 

近似为y增加了k△X。

实际上y 增加了△y=k△X+E,误差是E。

有些性质比较好的函数,E=o(△X)是△X的高阶无穷小,即lim(△X→0) o(△X)/△X=0,我们就称y=f(x)在x=x0可微。

…性、质、性质:见《欧几里得37》…

…lim:limit…

[…limit(英文):n.限度;限制;极限;限量;限额;(地区或地方的)境界,界限,范围

v.限制;限定;限量;减量…]

 

可以做一个简单的变形:

…简、单、简单:见《伽利略13》…

 

△y/△X=k+o(△X)/△X,lim(△X→0)△y/△X=f’(x0)=k

 

也就是说,一点可微,可推出该点可导,而且比例系数k 恰好就是该点的导数。

…比、例、比例:见《欧几里得29》…

…系、数、系数:见《牛顿2》…

…导、数、导数:见《牛顿288~294》…

 

对于一元函数而言,一点可导也能推出该点可微,把上面过程逆过来即可。

 

注:在自变量的同一变化过程x→x0(x→∞)中,函数f(x)具有极限A的充分必要条件是f(x)=A+α,其中α是无穷小(证明见《牛顿309》)

2、为什么要线性近似?

 

线性情况是最简单的情况,化曲为直,我们就可以轻松计算出其斜率、线下面积等等。

…计、算、计算:见《欧几里得157》…

 

求斜率就是求导,求线下面积就是积分。

数学处处都是这种化归的思想。

…思、想、思想:见《欧几里得154》…

 

另外提一下微积分的意义:初等数学到高等数学的台阶就是微积分。微积分使问题变难为易,变不可能为可能。

 

初等数学,求面积,只能求正方形啊、矩形啊、三角形啊等等这种直边图形的面积,至多带一个圆(其实圆面积公式,严格意义上来说,要用微积分才能推导出来)。

…公:见《欧几里得1》…

…式、公式:见《欧几里得132》…

…严、格、严格:见《欧几里得125》…

…推、导、推导:见《欧几里得7》…

 

有了微积分,只要给出函数,随便什么线下面积我都可以算出来了(当然有的不能解析表达,但是至少我可以用积分进行数值计算,能达到任意精度)。

数学工具运用到物理上,初等数学只能解决类似匀速直线的有规律的运动,微积分就能通过任何v-t函数算出s-t函数。

…数、学、数学:见《欧几里得49》…

…工、具、工具:见《欧几里得161、162》…

…运、用、运用:见《伽利略29》…

…物、理、物理:见《欧几里得139》…

…规、律、规律:见《欧几里得43》…

…运、动、运动:见《伽利略9》…

 

其它理工科方面也是类似。所以微积分使数学瞬间增大了应用范围,使数学向前迈进了一大步。

…应、用、应用:见《欧几里得181》…

…范、围、范围:见《欧几里得39》…

6条评论:

2021-07-05,BackTech:感谢大佬!
2020-09-01,yuj:太牛逼了!通俗易懂简直!
2020-03-31,地震:妙啊!果断收藏了!

2020-02-15,风过太平洋:“领域”这个词用的好,近似应该写成线性近似,更为准确的表达了这个微分的意义。
2019-11-03,今天长到一米六五了吗:终于看到一个回答是我能轻易看懂并理解的了[痛哭表情]

2019-10-29,大碗宽面:感谢大佬


 

“∑符号表示求和,∑读音为sigma,英文意思为Sum,Summation,就是和。

请看下集《牛顿337、∑上下标是什么意思》”

 

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