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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推 etis: U文(我竟然看得懂2F 11/08 01:49
→ 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
推 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
推 JARVIS00: 明明是來看廢文助眠的現在怎麼睡啦8F 11/08 01:55
推 kensues: 啊 這個解釋清楚 給推10F 11/08 01:57
推 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
推 jim1122: 樓下法律系崩潰~無法被教化,學不會18F 11/08 02:14
推 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
→ sennin32: 幹你娘我理組畢業也看不下去24F 11/08 02:23
推 tkufc: 嗯嗯跟我想的一樣呢31F 11/08 02:37
推 CityRanger: 恩恩 epsilon-delta 本學店跳過XDDDD33F 11/08 02:51
推 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
推 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
→ 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。
※ 編輯: oaoa0123 (140.114.6.88), 11/08/2017 03:01:01
推 temp327: 看定義的for all ε>0 就代表了無限逼近的概念
表示說你要誤差多小 我都能找到一個範圍使得他那麼小
雖然和|a|<ε for all ε>0 <=> a = 0 意思不太一樣
但可以這樣去想看看41F 11/08 03:05
→ 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
推 ttff: 幹你寫的好清楚喔 我能拜你為師嗎51F 11/08 03:37
推 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
推 Minesweeper: 貝克萊是在牛頓死後不久才提出質疑
在貝克萊之前,微積分就有受到各方質疑,不過就真的好用,所以大家也沒很嚴肅看待55F 11/08 03:59
推 rio35: @@61F 11/08 04:33
推 holebro: 愛譜系龍跟戴爾塔不會考啦62F 11/08 04:39
推 lolic: 正要回他的時候被你搶先發文了 可惜
在夢裡發文65F 11/08 06:42
推 rich780501: 這真是數學系必學中基本的基本惹 跳過是...67F 11/08 06:42
推 badkidXD: ...寫得還不錯 雖然這裡是八甲版70F 11/08 07:04
推 GYLin: Ni數學系?71F 11/08 07:19
推 edwin8: 你數學系嗎?72F 11/08 07:24
推 sam8533003: 在數學系是基本中的基本,但解釋的能讓其他人很好理解74F 11/08 07:35
噓 Ikladi: 歧視文組?77F 11/08 07:39
推 hujj11: 我竟然看完了78F 11/08 07:40
推 mamaka: 清楚推一個79F 11/08 07:40
推 ilktw: 你解釋的比數學系教授還清楚啊82F 11/08 07:55
推 MiaoXin: 那個結尾我還以為是某ID83F 11/08 07:56
推 DKPCOFGS: 微積分7修路過 好熟悉的感覺啊84F 11/08 08:06
推 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
噓 breadking: 幹 又是這東西
這禮拜要考 再噓一次88F 11/08 08:28
推 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
推 jayemshow: 老師~~~~~~當初如果你來教微積分就好啦94F 11/08 08:53
推 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是口語上不管怎麼講都會怪怪的 只有用epsilon–delta才能
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
有本叫"無限小"的書有講到更多 其實這是很漫長的鬥爭95F 11/08 08:56
推 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
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