微积分▲微积分思维,是对传统降维方法的一次打击。简单点也不难!


微积分▲微积分思维,是对传统降维方法的一次打击。简单点也不难!
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微积分▲微积分思维,是对传统降维方法的一次打击。简单点也不难!
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微积分▲微积分思维,是对传统降维方法的一次打击。简单点也不难!
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在工程设计中 , 普遍地会用到微积分来分析曲面实体的体量大小或内力分布 。 所以学设计的 , 总要掌握一些微积分的知识才好 。
在学习微积分之初 , 老师经常会引用恩格斯在《自然辩证法》中对微积分的一句评价:

只有微积分才能使自然科学有可能用数学来不仅仅表明状态 , 并且也表明过程:运动 。
从字面的表达看 , “状态”有静态的含义 。 比如平面坐标系内X轴上的一个点 , 我们这样来表明它的状态:(x1 , 0) 。 点的维度是0 。 让这个点沿X轴运动 , 在运动到坐标(x2 , 0)时 , 我们这样来表明它的过程:x2-x1 。 这是一条直线 , 直线是一维的 。
以此类推 , 还可以进阶到二维的面 , 三维的体 , 四维以至N维 。
我们以一个自然数2为例 , 做两个简单的变换 , 得出两个等式:2=2-0和2=2/3*3 。
正在辅导孩子小学数学的孩儿他妈看到此处 , 当即暴起 , 表示这是脱了裤子放屁!
好吧 , 我们看图说话:
看似简单无脑的变换式 , 让我们实现了从低维到高维的思维过渡 。
通过上述的两个等式 , 又得到一个新的等式:2/3*3=2-0 。 我们可以这样理解它的含义:
一个二维的正方形的面积可以与一条一维的直线段的长度等值 。 这种等值关系 , 就是两个维度空间的通道 。
把上面的几个等式先放一边 , 我们来求一个曲线三角形的面积 。
如上图 , 曲线三角形的斜边是曲线y=x^2的一部分 , 对应的x∈[0 , 2
, 求阴影部分也就是曲线三角形的面积 。
首先 , 我们在X轴上取值x , 使0≤x≤2 。 再取一个无限小的增量Δx , 这个增量Δx , 小到多小呢?小到可以忽略不计 , 所以有(x+Δx)^2无限约等于x^2 。
这样 , 我们就得到一个无限近似的长方形 , X轴向的边长为Δx , Y轴向的边长为x^2 ,
它的面积:ΔS=x^2*Δx 。
从形式表达的结果看 , ΔS也是一个无限小的量 。
而在x∈[0 , 2
上 , 有无限个ΔS , 它们的累加结果 , 就是曲线三角形的面积S 。
我们用一个积分等式 , 来表达上述的结果:
这个等式本身是无法解的 。
但从等式2/3*3=2-0中 , 我们得到过这个启示:
一个二维的正方形的面积可以与一条一维的直线段的长度等值 。
那么 , 我们就去找出与这个曲线三角形等值的直线来 。
下图是曲线y=1/3 x^3的一部分 , 对应的x∈[0 , 2

当x∈[0 , 2
时 , y∈[0 , 8/3

这个很好计算 。 取x1=0 , 则y1=1/3*0^3=0;取x2=2 , 则y2=1/3*2^3=8/3;
那么 , 两个端点在Y轴的投影距离y2-y1=8/3-0=8/3 。
这条直线 , 就是我们要找的直线 。 接下来的工作 , 就是证明曲线三角形的面积与这条直线的长度等值 , 即:
S= ∫x^2*dx , x∈[0 , 2
=y2-y1
首先 , 我们在这条直线上 , 也取一个无限小的量Δy 。
在x∈[0 , 2


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