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01 微积分的本质 (2)

时间:2017-12-25 01:04:56      阅读:478      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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整理3Blue1Brown的课程内容,方便随时翻看。

原视频地址:https://www.bilibili.com/video/av10308208/

前文中,我们用一种先切分划分微小值的方式,将一个大问题划分为若干小问题,然后获得一个求得近似解的方法。

之后,我们通过将划分值不断缩小的方式,将原来的问题变成另外一个我们已经可以解决的问题。最后得到精确的结果。

通过这种方法,我们重新推导了计算圆的面积的公式。

现在我们看看这种方法在其他的地方如何发挥作用。

 

例如,已知骑车在每个时间点上的速度,求这段时间骑车走了多远的距离。

我们可以用每个时间点的速度乘以这段微小的时间,然后相加求和,就是这一整段时间走的距离的近似值。

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从图中,我们可以看出,最后我们将一个物理学的问题,变成了几何学的问题。这是不是很有趣?

还有很多的问题都可以这样来计算,我们将一个复杂的问题,拆解为若干近似于a*b然后相加求和的问题(如上面的速度乘以时间),

其中每一个乘法计算中的a都是相同的。(如上一例子中,每一个时间点之间的距离是相同的,也就是vt中的t是相同的)

那么我们就可以将问题转化为若干细长的矩形面积(a*b不就是求矩形面积的公式?)相加取得近似值的问题。

若是我们取的a(在这个汽车例子中的t)取值越小,我们最终获得的值就越精确,而且越发靠近求下图面积的问题的。

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等等,这个形状的面积似乎也不是那么好求得。

似乎我们不会像求圆的面积的时候那么的幸运,得到图形正好是一个三角形。

如上题我们求一个汽车从发动到停止这段时间经过的距离,最后我们得到的这样一个形状,我们要怎么求它的面积呢?

一个二次函数的曲线下的面积要怎么求呢?

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视频告诉我们,当你在数学上遇到一个特别难解的问题是,不要想着正面硬解,这样你往往会撞上南墙。

相反,你应该带着不明确的目的不断把玩这些概念。

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我们将二次函数,x2函数曲线下的面积设置A(x)

那么A(x)与x2之间有什么特殊关系呢?

如果我们将x的值增加一点点,那A(x2)的值回发生怎样的变化呢?

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我们把增加的面积叫做dA,x的增加值叫做dx

我们将这个增加的面积近似看做一个矩形。

我们可以得到:

dA≈x2*dx   由此我们得到: dA/dx≈x2

这里我们dx的值取的越小,那么这个dA的面积就越接近矩形的面积。dA/dx也就越接近x2

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我们将x=3,dx0.001代入这个公式可以得到

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现在我们还是不知道神秘的A(x),但是我们有了这样一个一个公式:dA/dx≈f(x)

dx取值越小,这个公式就越精确。

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其实dA/dx就是f(x)的导数

所以我们知道导数的本质,其实就是函数曲线下的面积。

而这个面积在实际问题中(如开头提到的汽车距离问题)就是我们要求的解。

下一小节我们将探讨如何求f(x)的导数。

 

01 微积分的本质 (2)

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原文地址:http://www.cnblogs.com/guolaomao/p/8099596.html

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