从小学到高中 , 我们学了12年的数学 , 叫做初等数学 。大学之后的微积分叫高等数学 。什么是初等数学和高等数学?他们之间有什么联系?面对数学问题 , 有哪些思路可以让我们「一步到位」?中科院林群院士和张景中院士为您揭开数学的神秘面纱!
从小学到高中 , 我们学了12年的数学 , 叫做初等数学 。大学之后的微积分叫高等数学 。
初等数学的内容大致是什么?著名数学家华在1979年留下了一段视频 , 他回答了 。
他说数学就是数字和形状 。号码最早出现 , 是12345;后来有了减法 , 出现了负数;然后是除法 , 出现了分数 。这些“数”有一个共同的名字:有理数 。
有理数有一个特殊的性质:有理数加有理数或有理数 , 有理数减有理数或有理数 , 有理数乘以有理数或有理数 。也就是说 , 一个有理数遇到另一个有理数 , 无论加减乘除 , 结果都是一个有理数 。有理数除以有理数怎么样?只有一个结果不是有理数 , 那就是除以0 。总之 , 有理数本身就是自封为加减乘除的 。
有理数够吗?不够!比如根号2不能是有理数 , 说明有理数不全 。所以整个“数”系统 , 给它一个定义 , 叫做实数系统 。实数系也有这个性质 , 就是加减乘除 , 自成体系 。
但是 , 实数系完整吗?还不完整 。比如在解一个方程的过程中 , 可能没有实根 , 但是有一个虚根 , 所以在实根之外还有一个数 , 叫做复数 。复数的加减乘除也是自成一派 。
从此 , 如果一批数字或抽象的东西能定义加减乘除并自成体系 , 那么高等数学就叫定义域 。
最后是面积 , 包括矩形、三角形、多边形和圆形 。
以上是华对初等数学的总结 。罗庚是中国最有学问的数学家 。他总是顾全大局 , 对初等数学讲得那么少 , 让我们对学习数学更有信心 。
然而 , Hualuoyouyou.com并没有具体谈到高等数学(微积分) 。
微积分是关于什么的?或者我们应该谈谈这个地区?如果还是把一般的图形(比如弯曲的梯形)分成很多矩形 , 不仅需要大量的计算 , 而且会有一些遗漏 , 这是不得已而为之 。
牛顿不是这么做的 。一开始他们不求面积 , 求瞬时速度 , 只看一瞬间 。但是在某些时候 , 时间和距离等于0:
怎么算?我们给出一个算法:
一级方程式
也就是说 , 平均速度和瞬时速度之间的差与时间成比例地减小 。所以短时间内 , 速度变化不大 , 平均速度代替了瞬时速度 。
特别是当时间接近0时 , 平均速度接近瞬时速度 , 不需要考虑 。
注意 , 我们关心的是时间接近0时的极限 。现在可以借助公式(1)求极限 , 避开无穷小!
因此 , 公式(1)可以改写为
|距离-瞬时速度时间|≤(时间周期的倍数)
其中 , 瞬时速度时间可视为瞬时速度中的面积(相当于把曲线变成矩形) 。那么 , 距离就是面积(时间的平方)的近似值 , 那么就很容易证明它们是相同的:距离=速度图的面积 。
将微积分写成:
【什么是初等数学? 微积分是什么】二维面积变成一维高度 , 俗称:油饼面积变成油条高度 。
总的来说 , 就像计算一个弯弯曲曲的油饼的面积一样 , 不需要把优优资源网的油饼切成“无限”根小油条 , 也不需要把这些“无限”根小油条的面积相加 。油饼的面积等于另一根油条的高度 , 简称:油饼的面积=油条的高度 。
本来上亿次的计算都不准确 。现在 , 一个计算是准确的 。
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