微積分的實際用途有哪些?

天空581012


簡單來說:加法有什麼用,微積分就有什麼用,而且更勝無數倍。


積分簡單,說白了就是求和。最簡單的就是面積、體積這類的。中國歷史上的割圓術、祖𣈶原理就是積分思想的體現。這裡(https://www.wukong.com/question/6629118976792199432/)是我關於積分的一個回答。


這裡我想說的是:微積分方程。我們常在科普讀物或者小說中讀到,“某個方程多難解,又多麼重要”,請大家明白,這說的不是我們中學學過的一元二次方程之類的方程,往往是微積分方程。這種方程有多重要,舉例說明:牛頓第二定律就是一個微分方程,描述了我們日常生活中的所有物體的運動,從彈簧到琴絃,從聲音到汽車穩定性,從建大樓到熱氣球升空,乃至衛星、火箭、飛船、天體的運動,都歸這個方程統治;另一個例子:麥克斯韋方程組,可以有微分和積分兩種形式,描寫了電磁波,從廣播、電視、電報、手機到宇宙觀測(fast 望遠鏡),到光的五彩斑斕,都歸這組方程管;愛因斯坦的廣義相對論核心數學形式也是一個微分方程,這個更牛,可以解出黑洞和引力波,乃至整個宇宙。熱學、量子力學,隨處可見的都是微積分方程,可以說,微積分方程構建了描述物理世界的基礎,而顯然微積分方法是微積分方程的基礎。



下圖就是麥克斯韋方程的微分形式





再說幾句,微積分雖然和加法有聯繫,積分就是求和。但是,採用微積分的思想來理解世界這種方式是全新的,這也是民科和科班出身的人的一個基本差別。但也不是說,會算微積分就算會了;在我看來,對於理工科的大學生來說,能理解微積分思想並用來它來建模描述某個系統才是一個及格線。


關於及格線的說法,我來給個補充:



這是1883年(注意時間),《科學》上的一篇文章。我給了一個簡單的翻譯:

科學要有應用性,科學本身就必須存在並不斷髮展。如果我們停止科學發展,而只注意其應用,那麼我們很快就會淪為像中國人那樣,長期沒有明顯發展,因為他們只對科學的應用感到滿足,而從來沒有對應用背後原理產生好奇。



會算微積分,和理解微積分並用來建模也是類似的。


清風正陽


這麼說吧,除了非洲和南美洲熱帶雨林裡的原始部落外,當今現代文明社會的衣食住行都需要微積分知識,可以說它的作用無處不在,無可替代的。信息時代它的貢獻更大,天上的飛機,海里的巨輪,太空的衛星,路上的汽車高鐵,無線通訊等等,如果沒有微積分,我們現在的生活會立刻退回到中世紀的黑暗中。如果一定要在現代生活中找個無需微積分的領域,只有中醫中藥了。因為這個領域的理論自成一套,自認為無法被現代科學解釋。信奉傳統經驗和古典理論,認為古人比今人更加聰明,相信陰陽五行能夠推演出一切未知也能解釋出一切現象。所以在實踐中只需掌握加減乘除運算即可,連一元二次方程都用不上,更別使用提微積分了。


大剛142857


微積分是現代數學的開端,也是現代科學的基礎,沒有微積分就沒有現代科學。


微積分是萊布尼茨和牛頓獨立建立的。萊布尼茨是數學家,不用說。牛頓是物理學家,他建立微積分就是用來解決問題的,解決運動和變化的問題。一個做變速運動的質點,要求它的瞬時速度,計算距離,運動時間等等,都需要微積分的概念。可以說,沒有微積分概念,就沒有航天航空的任何東西。


微積分主要是微分、積分、極限、函數等概念,運動和變化充斥於世界的各個角落,不單單是運動學、天文學需要用到,經濟學、社會學、化學、生物學等等都需要用到。微積分還處理不規則圖形面積的計算,現在計算機的圖像處理也必須要用到。


微積分極為重要和基礎,我們人類的發展依賴於它而到不知覺的地步。


他山石家長部落


物理競賽用處可多了,

已知位移——時間函數計算速度、已知速度——時間函數計算加速度、計算不規則的重心、萬有引力、水壓力以及各種其他力,計算非恆力做功,通過解微分方程研究物體運動問題、氣體問題、電路問題(尤其含有電感)......

說不完了,多了去了


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