你觉得定积分有什么意义?

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匿名的论坛用户   2021-1-3 22:12   11523   2
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热心的小回应  16级独孤 | 2021-1-3 22:12:06
数学与生活
我们知道,定积分的思想可以说是怎么形容都不为过,今天就浅浅地谈一谈。



为了让这个“≈”变成“=”,我们有理由相信,当n→∞时,就可以了。即:


问题产生了:
①:ΔX是什么鬼?
物理老师最先告诉我们,(t-t)=Δt。Ok,ΔX就表示一个变化量
②:dX又是什么鬼?
数学老师告诉我们,dX是一个无限缩小变化过程,但是它永远都到达不了0。这曾经在数学史上让数学家产生了极大的智力障碍,并且触发了数学危机,被认为是一个幽灵般的存在。后来才被柯西等数学家解决。好了,扯远了……
③:ΔX与dX有什么关联吗?
通过前面的分析,你可能已经慢慢懂得ΔX不过是dX的一张照片而已……
好了,接下来让我们来轻松的解决问题吧。



好了,由于i是一个脚码,完全有理由给它去掉(一个x对应一个i,它们只用一个就行了)。即:



接下来我可以非常确定一件事:你一定注意到了“定积分”与“不定积分”只差了一个“不”字。好吧,在你看来这也许是一句废话,但这正是关键所在。下面就具体谈谈。



好了,上面那货你一定看得懂,毕竟你已经读到这里了。还是回到它原始的意义上来吧。毕竟 it was born for “面积”。



非常明了,①的面积无法计算,②的面积很直观。再来看看它的背景吧。
问:把1分成无穷份,在加起来有多少?
“肯定是1喽!”对的,别激动。
用数学式表达一下,就是这样:



好了,为了计算一个函数与坐标围成的面积,牛顿和莱布尼兹也是拼了。。。
看,这就是他们做的:



不过他们用了一个公式就默认他们瞬间完成了分与和并:dX表示分(微分);∫表示和并。
于是面积就就用一个牛顿-莱布尼兹等式表示出来然后就能进行计算了。
说了这么多,其实我想告诉你的就是定积分的思想:
在一个限定的空间内,不管你迈出了多少步伐,实践证明,你永远不会超越这个空间。所以,无论别人怎么看待你,你自己千万不要否定自己,更不要限定自己。
一点一点的积累,就可以呈现出成果,付出也一样。



Ps:有些公式可能表达不规范,但是只要明白我的思想就行了。
Ps:对于最后一张图,侵立删(主要觉得很有深意,我至今未完全明白)。
3#
热心的小回应  16级独孤 | 2021-1-3 22:12:07
  现在初学者都很难理解定积分的概念,我当初也是这样,因为我才小学,只能在网上自学对我来说有许多东西都很难以理解。比如:
  • 什么是导数
  • dx只是摆设吗
  • 定积分的定义式怎么理解
  • 牛顿-莱布尼兹公式是怎么来的
  • 导数
关于导数,我想说的是:
不要把它想得太复杂了!
其实它表示的就是切线斜率。
放张经典的导数图

相信大家都能理解了

2.dx在定积分中的用处
  首先,定积分的基本思想就是:
        分割------求近似和(面积)
而它求的面积就是函数f(x)直线x=a,x=b和x轴所围成的曲边梯形的面积。
  设函数f(x) 在区间[a,b]上连续,将区间[a,b]分成n个子区间[x0,x1], (x1,x2], (x2,x3], …, (xn-1,xn],其中x0=a,xn=b。可知各区间的长度依次是:△x1=x1-x0,在每个子区间(xi-1,xi]中任取一点ξi(1,2,...,n),作和式

  。该和式叫做积分和,设λ=max{△x1, △x2, …, △xn}(即λ是最大的区间长度),如果当λ→0时,积分和的极限存在,则这个极限叫做函数f(x) 在区间[a,b]的定积分,记为
  ,并称函数f(x)在区间[a,b]上可积。
我们所说的dx即使其中的△x。即小长方形的底。(下面有解释)

3.定积分定义式的理解


这是我们要求的面积s,直接求肯定是不行。但是转化,转化!我们可以把区间a到b平均分成2个长方形。如图

可得长方形的底为(b-a)/2*,长分别是f(a),f(a+*)。
同理就可证得s为

于是得到定积分定义式
(图片怎么没有啊!)

4.牛顿-莱布尼兹公式
首先看一下这个强大的公式

定义:
如果函数f(x)在区间【a,b】上连续,并且存在原函数F(x)则

也许,牛顿就是这样的数学迷,他对什么都想求一下导。首先给定面积函数A(x)


对它求导可以从几何意义上考虑。


值得注意的是,当△x→0时D-S近似一个小矩形的面积,除以dx得到矩形的高f(x)
A'(x)=f(x)


至此,定积分应该是不怎么难了。
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