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微积分的核心思想

物有本源 9743

前言:

如今你们对“直线段生成的数值微分算法的基本思想”都比较着重,我们都想要分析一些“直线段生成的数值微分算法的基本思想”的相关知识。那么小编在网络上搜集了一些对于“直线段生成的数值微分算法的基本思想””的相关内容,希望大家能喜欢,同学们快快来了解一下吧!

微积分就是微分和积分的合称;为两个动作,就是划分和组合。

微分:微,微小;分,划分;微分是指把整体划分成很多微小的部分。

积分:积,堆积;积分是指把微小的部分堆积起来。

微积分就是把整体划分成很多微小的部分,这些微小的部分是我们所熟悉的,能处理的部分;等我们处理完毕这些微小的部分,然后把结果累加起来,还原成整体,最终得出近似结果。因为微小的部分可以无限小,无限接近于0,微积分永远是近似值。

为什么要这么做呢?这是人们只会处理简单事情,只能化繁为简,把复杂的问题化简成简单的问题处理,再复原成复杂的问题。

我们生活中处处都是复杂的实例,比如下图的人行道,请问你怎么计算这段路程的长度?这段道路利用长方形木板铺路,要想知道人行道路程有多远,只要人们记下脚下的模板个数,然后乘上木板的宽度就行了,这里的木板宽度是直线。当然你可以用尺子一段一段路程测量,这里的一段是直线,因为人们只懂直线的测量方法。

同理下图的盘山公路,人们只要记下路中间白线个数,然后乘上白线间距就清楚这段公路的历程了,这里白线的间距是直线,可以直接测量得到。当然你可以拿着利用三维坐标仪,一段一段的测量,同样这里一段也是直线距离。这些复杂的问题人们都是把曲线划分为直线处理做处理的。这就是划分和组合的运用,就是微积分中的化为微小部分,处理微小部分,再把微小部分累加还原,这就是微积分的基本思想。

数学来源于实际生活,但为了更具有普遍性,都进行了高度抽象,这样就可以处理更复杂的问题,更具有普适性。接下来我们从形象的几何入手,最后在到抽象的代数,了解了微积分的最基本的思想。

在生活中我们经常遇见如下图的曲线,那么我们怎么求出它们的长度呢?我们只有一种方法就是在曲线上设置很多点位,然后测量相邻两点的距离,这里相邻两点的距离是直线距离,然后累加计算之和;这里的思想也是把曲线分割许多微小的部分,计算微小的长度,最后再把微小的部分积累起来。只要划分的足够小,足够多,就能带到自己想要的精确长度。

这个曲线在几何上是X 坐标和Y坐标点的某种关系的合集,属于几何图形;当然这样曲线也有自己的解析式,例如y=axn+bxm+c。图中直线P0P是这段曲线在P0点的切线,切线P0P就可以代替曲线P0P;而某一点的切线为y/=anxn-1+bmxm-1。由此推理,需要求曲线P0P的长度,转化求切线P0P的长度。那么曲线对应的解析式为y=axn+bxm+c,转化为切线方程y/=anxn-1+bmxm-1。

由于我们脑海只能呈现二维和三维的几何关系,高纬度的几何关系我们脑海无法呈现,但是一旦几何图形有转发为高度抽象的解析式,就摆脱了想象的拘束。

所以不管多么复杂,核心思想就是对其划分再合并,划分就是寻找直线的过程,也是切线的过程;合并就是把直线的结果合并起来,近似还原本来面目。

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