微积分是什么东西?
微积分是微分和积分的统称,请各位高手拿一个事例详细为我讲解一下,谢谢(我是中学生,请讲得通俗一点,拜托了!)
微积分(Calculus)是高等数学中研究函数的微分(Differentiation)、积分(Integration)以及有关概念和应用的数学分支。它是数学的一个基础学科。内容主要包括极限、微分学、积分学及其应用。微分学包括求导数的运算,是一套关于变化率的理论。
它使得函数、速度、加速度和曲线的斜率等均可用一套通用的符号进行讨论。积分学,包括求积分的运算,为定义和计算面积、体积等提供一套通用的方法。 设函数f(x)在[a,b]上有界,在[a,b]中任意插入若干个分点 a=x0。。[xn-1,xn]。 在每个小区间[xi-1,xi]上任取一点ξi(xi-1≤ξi≤xi),作函数值f(ξi)与小区间长度的乘积f(ξi)△xi,并作出和。 如果不论对[a,b]怎样分法,也不论在小区间上的点ξi怎样取法,只要当区间的长度趋于零时,和S总趋于确定的极限I。
这时我们称这个极限I为函数f(x)在区间[a,b]上的定积分。 。
你在中学已经学习了函数,它讨论当一个变量变化的时候,另外一个变量跟着变化的情形,比如说 y=ax+b, 这就是所谓的一次函数。 函数关系有更复杂的情形。 我们来看 y=ax^2+bx+c, 就是所谓的二次函数,或者称为抛物线 你知道,一个圆,如果一条直线与它只有一个交点,这直线称为圆的切线。
抛物线也是有自己的切线的。那么抛物线的切线怎么求呢?这就要研究,当抛物线的自变量x有一个微小变化的时候,因变量y如何跟着变化的问题。 但是所谓的微小变化究竟是什么意思呢?这显然不是一个很确切的说法。近代以来的数学,要求用准确的语言,描绘这个变化过程。
那么确切的说,就是自变量的变化趋于无限小的时候,考察因变量如何跟着变化。由此牛顿和莱布尼茨,分别发明了微分学。它就是考察自变量得到一个无限小变化时,因变量如何跟着变化的问题。这就包含了所谓极限的知识。 比如说,上面给出的二次函数,根据微分学的理论,可以很简单的求出,它在任意一点x处切线的斜率,满足关系式 y=2ax+b, 这样,抛物线的切线问题,就得到了完全的解决。
至于积分,那就是倒过来,比如说已知某个曲线之任意一点的切线,合乎 y=2ax+b, 那么,就可以用积分的方式,求出这个曲线的关系式,此处就会得到那个二次曲线函数关系式。 所以,微分与积分的关系,正是一对逆运算,有点像加法与减法的关系一样。
总之,微积分就是处理运动过程中,两个变量之间的变化关系。它是近代以来的物理学,和数学的发展的基础。整个现代科学,也根本少不了微积分,所有从牛顿以来的科学发展,可以说微积分就是一个基础。所以它成为所有学习现代科学之人的基础课程。 比如说,你在中学学习到的物理公式,它们的获得,最初就需要用到微积分的观念,和相关的知识。
回想比如说速度与距离、时间的关系公式,你会记得老师并没有给出它们的证明。而导出这个关系式,就要用到微积分。 你如果在高中学习,会接触到一点极限知识,和少量的微积分概念,如果你有兴趣,那么对于你将来在大学学习数学和物理,会带来很大帮助。 当然这些仅仅是最简单的知识。
祝你学习进步!。
建议参考>教材
微积分它是一种数学思想,‘无限细分’就是微分,‘无限求和’就是积分。无限就是极限,极限的思想是微积分的基础,它是用一种运动的思想看待问题。比如,子弹飞出枪膛的瞬间速度就是微分的概念,子弹每个瞬间所飞行的路程之和就是积分的概念。 如果将整个数学比作一棵大树,那么初等数学是树的根,名目繁多的数学分支是树枝,而树干的主要部分就是微积分。微积分堪称是人类智慧最伟大的成就之一。从17世纪开始,随着社会的进步和生产力的发展,以及如航海、天文、矿山建设等许多课题要解决,数学也开始研究变化着的量,数学进入了“变量数学”时代,即微积分不断完善成为一门学科。整个17世纪有数十位科学家为微积分的创立做了开创性的研究,但使微积分成为数学的一个重要分支的还是牛顿和莱布尼茨。
答:一、多元函数(主要是二元、三元)的偏导数和全微分概念; 二、偏导数和全微分的计算,尤其是求复合函数的二阶偏导数及隐函数的偏导数; 三、方向导数和梯度(只对数学一...详情>>
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