一文讲透微积分的本质( 三 )


另一方面,使用积分公式可得
这与梯形面积公式计算出来的结果完全相等 。
下面,我们来看抛物线的例子 。
图 103 是抛物线部分图像 。计算从x =1 到x = 2 的面 积 。这次的图无法再使用“梯形面积公式”,所以只能使用积分 。

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套用积分公式得出
看,一瞬间就可以得出答案 。没有积分似乎很难计算出来 。不得不 说,积分真是太厉害了 。
顺便说一下,前文说到圆的面积、球的表面积时出现了公式
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这里只是把x换成了r,是幂函数的积分公式的特殊情况(分别为β =1、β = 2) 。
03
近似和忽略
微积分的本质在于近似与忽略 。近似指的是忽 略一些东西,只给出大概的答案 。
即使是复杂的形状,也可以将其视为简单长方形的组合(积 分),函数在局部可以视为切线或者抛物线(微分),这个思考角度 才是微积分的要领 。
重要的是不要在意细节 。不在意细小的部分,“用直线段近似 函数图像”就可以搞清楚容积最大的冰激凌蛋卷筒是什么形状,也可以“把曲线看作折线的组合”来计算悬链线的长度 。虽然整体计算很难,但分成较小的部分就会变成简单的累加 。这就是微积分厉害之处 。
实际上,这种思想并不仅限于微积分,可以说整个数学都是这样的 。微积分则是了解该方法有效性的最好素材 。
实际上,我们居住的现实世界中,近似可以说是无处不在 。比如,不存在无限小的东西(无法比基本粒子更小),宇宙也并非无限广阔 。
但是,在实际的微积分中,要考虑无限小的量,或者无限大的空间,这是近似 。忽略基本粒子的大小,搁置宇宙的边界限制,这种想法或许与事实相悖,但是这种方法给我们带来的恩惠却不可估量 。
微分积分的内容是从细致分割图形开始讲起的,之后又讲到自然常数e,最后又到悬链线的长度 。读到这里,大家是不是已经自然而然地认可“近似和忽略”的思考方法呢?如果是的话,那么这就是很大的进步了 。
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《简单微积分:学校未教过的超简易》
作者:[日]神永正博
译者:李慧慧
仅用“阅读”就能理解微积分原理,无须背诵公式、烦琐计算,传授日本微积分入门的“巧妙思路” 。
书为微积分入门科普读物,书中以微积分的“思考方法”为核心,以生活例子通俗讲解了微积分的基本原理、公式推导以及实际应用意义,解答了微积分初学者遭遇的常见困惑 。
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《微积分的历程:从牛顿到勒贝格》
作者:邓纳姆
译者:李伯民 汪军 张怀勇
本书荣获“第七届文津图书奖推荐书目” 。
这不是一本数学家的传记,而是一座展示微积分宏伟画卷的陈列室 。书中的每一个结果,从牛顿的正弦函数的推导,到伽玛函数的表示,再到贝尔的分类定理,无一不处于各个时代的研究前沿,至今还闪烁着耀眼夺目的光芒 。
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《普林斯顿微积分读本(修订版)》
《普林斯顿数学分析读本》
《普林斯顿概率论读本》
作者:[美] 史蒂文·J. 米勒、拉菲·格林贝格、史蒂文·J. 米勒
译者:李馨
风靡美国普林斯顿大学的数学课程读本,教你怎样在数学考试中获得高分,用大量例子和代码全面探讨数学问题提供课程视频和讲义 。被誉为“普林斯顿读本”三剑客 。
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《微积分溯源:伟大思想的历程》
作者:戴维·M. 布雷苏
译者:陈见柯 林开亮 叶卢庆
从古希腊、古埃及、古印度、中国和欧洲等地的微积分思想,到牛顿、莱布尼茨、伯努利兄弟、黎曼等伟大数学家的辉煌成就,看一看微积分这座“数学宝藏”是如何被塑造成今天的模样的 。




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