哪位高手能講講微積分的精要?

文學痞子


不是高手,試著回答一下這個問題。

微積分,顧名思義,包括微分和積分。

微分

先說說微分。

微就是小的意思,微分其實將大事化小,可以無限小,所謂“無限”其實就是極限,極限是微積分的基礎。

例如,有以下矩形。

要求這個矩形的面積,很簡單,面積等於長乘寬,即S=a*b。

但如果要求一條曲線下的面積,如下圖所示,可以利用微分的思想,即將這個曲線圍城的面積分割成多個矩形,通過計算矩形的面積來近似這條曲線下的面積。

例如,分割成4個矩形,該曲線下的面積就是這4個矩形的面積之和,當然這是近似,是有誤差的,從圖中的空隙可以看出少計算了一些;

如果分割成8個,即該曲線下的面積就是這個8個矩形的面積之和,依然有誤差,但是誤差在減小;

如果分割成16個,用這16個矩形的面積之和去近似該曲線下的面積,誤差很更小;

如果分割得再多一些呢,誤差就更小了,如果分割成無數個(即無窮)矩形,那麼這些矩形的面積之和就等於該曲線下的面積。

這就是微分的思想,無限分割,會得到無窮小,即所謂的微分,微分符號:dx(differential的首字母),極限符號:lim(limit的前3個字母)。

積分

再說說積分。

就像積分落戶需要一分一分地積攢,積少成多,水滴石穿。

積分就是求和,在前面計算曲線下面積的問題中,微分只是做了分割,可以分別計算出來每個小矩形的面積,接下來要求和,才能得到所有矩形的面積,即曲線下的面積。

然而,這不是普通的求和,因為之前做了無限分割,即有無限多個小矩形,針對這種無限多個求和的問題,取了一個新的名字,叫做“積分”

假設這條曲線的函數是f(x),分割成無限多個小矩形後,每個小矩形的寬看成dx,高則可以看成是dx內任意一點x對應的函數值f(x),所以每個小矩形的面積就是f(x)dx。

再假設這條曲線的x的範圍為a到b,則有

積分符號∫是拉長的字母S,英文單詞sum的首字母。

這裡的a,b表示積分的上下限,而帶有上下限的積分叫做定積分,不帶的則為不定積分。

微積分學什麼

以上只是演示了微積分的基本原理,微積分裡還有導數,還有針對二元函數的偏導數,即所謂的多元函數的微分與積分等。微積分主要學習的內容如下圖所示。

微積分是近代數學、物理的基石,堪稱人類智慧最偉大的成就之一。

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