什么是微积分?这是一个数学思想,“无限细分”是微分,“无限求和”是积分 。无限是极限,极限的思想是微积分的基础,就是用一种动人的思想看问题 。比如子弹飞出枪管的瞬时速度就是微分的概念,子弹每一时刻所经过的距离之和就是积分的概念
如果把整个数学比作一棵大树,那么初等数学就是树的根,数学的枝干就是枝桠,而主干的主要部分就是微积分 。微积分是人类智力最伟大的成就之一 。17世纪以来,随着社会的进步和生产力的发展,以及航海、天文、矿山建设等诸多课题有待解决,数学也开始研究变量,数学进入时代“变数数学”,即微积分 。作为一门学科不断提高 。整个 17 世纪,数十名科学家为创造微积分进行了开创性研究,但正是牛顿和莱布尼茨使微积分成为数学的重要分支 。
从微积分成为一门学科的角度来看,是在17世纪,但分化和整合的思想早在古代就已经产生了 。公元前 3 世纪,古希腊数学家和机械师阿基米德(公元前 287 年 - 公元前 21 年2) 的著作《圆的测量》和《论球体和圆柱体》就已经包含了微积分的萌芽,他研究解决了抛物线下的弧形面积、球面和球冠的面积、螺旋下的面积和旋转双曲线的体积问题,蕴含着现代积分的思想 。作为微积分的基本极限理论,早在中国古代就有比如庄周所著的《庄子》一书的“世界篇”中,他写道:“一尺烟囱,每天取一半,取之不尽术数学基础入门,用之不竭 。” 三国时期,刘徽在他的圆切术中提出“小心切,损失小,再切,切不来 。”酒桶容积的新科学”,曲线被视为一条直线具有无限条边的直线 。圆的面积是无数个三角形的面积之和 。这些可以说是典型的极限思维的杰作 。意大利数学卡瓦列里1635年出版的《连续不可分几何》将曲线视为无限多的线段(不可分割) 。这些都为后来微积分的诞生做好了准备 。
17世纪生产力的发展促进了自然科学技术的发展,不仅现有的数学成果得到进一步巩固、丰富和扩展,而且由于实践的需要,开始研究运动物体和变化的数量 。了解变量的概念,研究变化量的一般性和它们之间的依赖关系 。17世纪下半叶,在前人创造性研究的基础上,伟大的英国数学家、物理学家艾萨克·牛顿(1642-1727))从物理学的角度研究微积分,他为了解决运动,创造了一个与物理概念直接相关的数学理论,也就是牛顿所说的“流体算术”的理论,其实就是微积分的理论 。牛顿关于“流体算术”的主要工作是《求面积》 ?aSide”、“TheUsing”和“Theof Flow andPoles” 。这些概念是力学概念的数学反映 。牛顿认为任何运动都存在于空间中,并且取决于时间,所以他把时间看作自变量,把与时间有关的固定变量看作流动,不仅如此,他还把几何图形——线、角、体看作是机械位移的结果 。因此,所有变量都是流动的 。
牛顿指出“流算术”基本上包括三种问题 。
(l)“知道流之间的关系,找出它们的流数之间的关系”,相当于微积分 。
(2) 知道了表示流量数之间关系的方程,求出对应的流量之间的关系 。这相当于积分 。牛顿意义上的积分方法不仅包括原函数,而且也是解微分方程 。
(3)“流算术”的应用范围包括计算曲线的最大值和最小值,求曲线的切线和曲率,求曲线的长度,计算曲线的面积 。???一个弯曲的边缘 。
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