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※ 本文為 MindOcean 轉寄自 ptt.cc 更新時間: 2017-11-08 10:09:20
看板 Gossiping
作者 oaoa0123 (OldFlame)
標題 Re: [問卦] 微積分是不是很唬爛
時間 Wed Nov  8 01:47:40 2017


※ 引述《gm023347599 (22K工讀生)》之銘言:
: 安安
: 微積分
: 首先就要學生了解極限的概念
: 說什麼極限就是無限逼近
: 誰知道無限是什麼啊
: 又不是一個明確的數字
: 他媽的老師也不知道無限是什麼
: 只會要學生去想像
: 無限減掉無限竟然會是一個數字
: 也太唬爛了吧
: 微積分是不是都在唬爛啊?
: 有沒有八卦

沒錯,而且你並不是第一個提出這個問題的人,

就在牛頓與萊布尼茲奠定微積分的時期(17th),

歷史上也曾經有人覺得微積分根本就在豪洨,


那就是愛爾蘭的一位主教George Berkeley。


以一個簡單的函數y=f(x)=x^2對x微分來說,

這件事可以視為求f在兩點(x,f(x))與(x+dx,f(x+dx))上的斜率

根據國中數學這件事應該是

       f(x+dx)-f(x)
f'(x)=--------------
            dx

       (x+dx)^2-x^2
     =--------------
            dx

        2xdx+dx^2
     =-------------- ...(1)
            dx

此時我們把dx視為是一個很小,但不等於零的數字,

所以我們將分子分母同除以dx,可以得到

f'(x)=2x+dx ...(2)

而dx實在是太小了,所以我們可以將他忽略,得到

f'(x)=2x

所以x^2的微分就是2x。


聰明的George Berkeley主教馬上發現這個運算過程的不嚴謹之處,

你在式(1)時把dx視作不為零除掉,卻在式(2)把他當作零給省略,

那麼dx到底是不是零?


這位主教還戲稱dx是ghosts of departed quantities。


事實上當時還真的沒有人有辦法解答這個質疑,讓微積分的發展蒙上了一層陰影。

不過微積分在物理學以及各項科學中實在太有用了,

所以許多微積分的技巧與應用仍然蓬勃發展起來。


這件事要到整整一個世紀後的法國數學家柯西才獲得解決。

用現代數學來說明,就是用極限繞過無窮小量

以下是每個理工科的大一微積分都會學到的極限定義

lim_(x→a) f(x) = L

<=>

for any ε>0, there exists δ>0 such that |f(x)-L|<ε whenever 0<|x-a|<δ

意思是

如果你隨便給一個f(x)對某一個值L的誤差範圍ε,

我都可以找到足夠靠近a的數字,

讓我的函數值與L的差坐落在你要的誤差範圍之內。

而這個數字與a的距離不超過δ,但也不是零。

此時,我們會說當x逼近a時,f(x)的極限是L。


這個讓人頭昏腦脹的定義有兩大重點,


第一是它明確指出極限是一種動態過程,利用函數值與極限值的誤差要求來定義極限,

而不是企圖在無窮小量的實數除法上作文章。

第二是它表明函數在某個點上,極限值的存在與否,跟函數在那一點的值沒有任何關係,

端看函數在那點附近的行為



所以當我們在說f(x)對x微分時,

數學上我們只是說某個除法式的極限,就不用管什麼無窮大無窮小啦!

大概是這樣。









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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 140.114.6.88
※ 文章代碼(AID): #1Q0V71Hx (Gossiping)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1510076865.A.47B.html
serding: 樓下文組崩潰1F 11/08 01:48
etis: U文(我竟然看得懂2F 11/08 01:49
henryhao: 幹,期中考0分了啦3F 11/08 01:50
qwertiess: 存在即感知的那個主教嗎?4F 11/08 01:50
ppptttqaz: yo西繞過去了5F 11/08 01:51
serding: 靠北 微積分也0分 你接下來的科目會很痛苦6F 11/08 01:52
tmcharvard: 我也看得懂...感謝以前的我有認真跟老師有用心教我7F 11/08 01:55
JARVIS00: 明明是來看廢文助眠的現在怎麼睡啦8F 11/08 01:55
coldfish369: 認真給推9F 11/08 01:56
kensues: 啊 這個解釋清楚 給推10F 11/08 01:57
t81511270: 清楚給推11F 11/08 01:59
ltnsltns: 推12F 11/08 02:03
nforce0624: 我的人生 加/減/乘/除就夠了:D13F 11/08 02:05
uranus0125: 太那個了14F 11/08 02:07
gaduoray: 清楚給推15F 11/08 02:08
wableHD: 喔喔喔我現在一邊重修工數一邊修微積分,快飛天了16F 11/08 02:08
x8109199: 有沒有文組德版本?17F 11/08 02:11
jim1122: 樓下法律系崩潰~無法被教化,學不會18F 11/08 02:14
asd2260123: 我們老師就這樣教呀XD19F 11/08 02:15
ddfgghjjk: 我4數學系:)20F 11/08 02:15
azopper: 還好吧第一次修都覺得很難 重修的時候就會了21F 11/08 02:19
sweetmiki: 幹 想起三修的日子22F 11/08 02:19
xxxx85214: 認真文給推23F 11/08 02:22
sennin32: 幹你娘我理組畢業也看不下去24F 11/08 02:23
algebraic: 優文25F 11/08 02:25
fingers: 跟我想的一樣26F 11/08 02:27
zebraseven: Gooo27F 11/08 02:27
DaDasnail: 又複習了一下久違的delta28F 11/08 02:28
jim8899889: u質29F 11/08 02:31
jrsh0906: nice30F 11/08 02:33
tkufc: 嗯嗯跟我想的一樣呢31F 11/08 02:37
ljn3333: 不錯32F 11/08 02:44
CityRanger: 恩恩 epsilon-delta 本學店跳過XDDDD33F 11/08 02:51
wiston1419: 中肯34F 11/08 02:53
temp327: 解釋得很好啊 不過我覺得 回他的問題只要看定義就夠了35F 11/08 02:53
echoo: 幹你喚醒我大一的回憶了 包括被管院女生甩的回憶36F 11/08 02:55
temp327: 而解釋定義也有點怪了 應該是能找到delta使得只要x與a的37F 11/08 02:55
s2530624: 優文給推38F 11/08 02:55
temp327: 距離小於delta 那函數值與極限值就會在誤差內39F 11/08 02:57
這樣說的確是比較好的,我們解題時要找的是delta而不是夠靠近a的x,
我為了順暢閱讀選了比較非教科書的說法,不過我覺得兩個意義是等價的。
edward8726: 幹,期中考考一題這個想了半小時,崩潰40F 11/08 02:57
※ 編輯: oaoa0123 (140.114.6.88), 11/08/2017 03:01:01
temp327: 看定義的for all ε>0 就代表了無限逼近的概念41F 11/08 03:05
temp327: 表示說你要誤差多小 我都能找到一個範圍使得他那麼小
temp327: 雖然和|a|<ε for all ε>0 <=> a = 0 意思不太一樣
temp327: 但可以這樣去想看看
Ericdion: 理組表示理解45F 11/08 03:18
polouucc: 回想起大一了46F 11/08 03:21
linus1201: 理組表示看不懂47F 11/08 03:26
PigBlood: 好懷念哦48F 11/08 03:27
batbruce00: 半夜看到認真文 小弟是否該再重看一次微積分49F 11/08 03:28
sikadear: yoooooo繞過去了50F 11/08 03:32
ttff: 幹你寫的好清楚喔 我能拜你為師嗎51F 11/08 03:37
linniouti: 你在說中文嗎?52F 11/08 03:40
sb710031: 我喜歡的講法是 你抓到我了 可是你又沒到我了 XD53F 11/08 03:43
alan1943: 說中文啦 幹 崩潰54F 11/08 03:44
Minesweeper: 貝克萊是在牛頓死後不久才提出質疑55F 11/08 03:59
Minesweeper: 在貝克萊之前,微積分就有受到各方質疑,不過就真的
Minesweeper: 好用,所以大家也沒很嚴肅看待
Allison511: 柯西只會讓我想起柯西不等式58F 11/08 04:02
Minesweeper: 萊布尼茲本人也有回應過,也大概是說好用就好59F 11/08 04:03
rey123123: 我覺得你寫得挺不錯的60F 11/08 04:12
rio35: @@61F 11/08 04:33
holebro: 愛譜系龍跟戴爾塔不會考啦62F 11/08 04:39
XDDDpupu5566: 你數學系的喔?63F 11/08 04:52
q622622: 寫得蠻好的給推64F 11/08 05:45
lolic: 正要回他的時候被你搶先發文了 可惜65F 11/08 06:42
lolic: 在夢裡發文
rich780501: 這真是數學系必學中基本的基本惹     跳過是...67F 11/08 06:42
headingUSA: 喔68F 11/08 06:52
yannicklatte: 跟我想的一樣69F 11/08 07:04
badkidXD: ...寫得還不錯 雖然這裡是八甲版70F 11/08 07:04
GYLin: Ni數學系?71F 11/08 07:19
edwin8: 你數學系嗎?72F 11/08 07:24
keith780902: 嗯嗯 對73F 11/08 07:35
sam8533003: 在數學系是基本中的基本,但解釋的能讓其他人很好理74F 11/08 07:35
sam8533003: 解
cerberi: 推76F 11/08 07:38
Ikladi: 歧視文組?77F 11/08 07:39
hujj11: 我竟然看完了78F 11/08 07:40
mamaka: 清楚推一個79F 11/08 07:40
berice152233: 我看完了……80F 11/08 07:48
aqua25113: 文組看不懂QQ81F 11/08 07:50
ilktw: 你解釋的比數學系教授還清楚啊82F 11/08 07:55
MiaoXin: 那個結尾我還以為是某ID83F 11/08 07:56
DKPCOFGS: 微積分7修路過 好熟悉的感覺啊84F 11/08 08:06
bbaad: 人類敗亡的最主要原因,就是試圖合理解釋無法解釋的事情85F 11/08 08:09
siangkeith: 沒錯 就是這樣86F 11/08 08:18
Downeight: 讚87F 11/08 08:19
breadking: 幹 又是這東西88F 11/08 08:28
breadking: 這禮拜要考 再噓一次
bmchaos: 幹90F 11/08 08:32
vi000246: 還好我看不懂91F 11/08 08:47
aaagang: 感覺的出來主教是故意找麻煩,明明沒什麼疑慮92F 11/08 08:50
xxxg00w0: 還好我畢業了…買菜用不到93F 11/08 08:51
jayemshow: 老師~~~~~~當初如果你來教微積分就好啦94F 11/08 08:53
dimw: 這概念是初等數學和高等數學的分水嶺 很多人很難接受大概就95F 11/08 08:56
dimw: 是口語上不管怎麼講都會怪怪的 只有用epsilon–delta才能
dimw: 描述得沒有矛盾 但只是要運用的話 這些搞不太懂也無所謂
dimw: 有本叫"無限小"的書有講到更多 其實這是很漫長的鬥爭
suckpopo: 說中文好嗎? 欺負我文組的嗎99F 11/08 09:00
dimw: 那個主教只是某個時期中的一個人而已100F 11/08 09:00
Lee1027: 讚101F 11/08 09:00
michelle10: 解釋清楚,推推102F 11/08 09:03
nuclearforce: 這個已經講的很簡單啦 看不懂的是?103F 11/08 09:07
ptt80357: 文組崩潰噓104F 11/08 09:23

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1樓 時間: 2017-11-08 09:45:37 (越南)
  11-08 09:45 VN
已崩潰
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2樓 時間: 2017-11-08 21:24:05 (台灣)
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文組大一也有微積分的吧? 怎麼這樣就能崩潰
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有教但不一定有過阿...
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  11-08 22:33 TW
聞西你看得懂嗎?
5樓 時間: 2017-11-08 23:50:24 (台灣)
  11-08 23:50 TW
我認為啦,這年頭電腦都飛天了,大家都應該改用數值解
至於那堆解析解,丟進垃圾桶比較實在,恩,微積分就是這種東西
6樓 時間: 2017-11-09 05:52:30 (台灣)
  11-09 05:52 TW
用微積分比較令人頭大的地方是 單位的問題
以及函數可測性問題.......
如果扯到相對論物理學 通過座標變換的物理函數的保距性與保測性
也是可以大作文章的
7樓 時間: 2017-11-09 09:15:41 (台灣)
  11-09 09:15 TW
幹  除了加減乘除  這已經超出我的認知了
8樓 時間: 2017-11-10 02:24:31 (台灣)
  11-10 02:24 TW
高三下和大一...
9樓 時間: 2017-11-10 09:38:47 (台灣)
  11-10 09:38 TW
我國中就會求多項式函數的導函數與導數 
不過大學時代 極端厭惡那些大一微積分的走火入魔內容與考題
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