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无穷小有多小?

一米阳光Sir 406

前言:

如今咱们对“无穷小比较的公式”大致比较看重,姐妹们都需要分析一些“无穷小比较的公式”的相关文章。那么小编在网上网罗了一些有关“无穷小比较的公式””的相关文章,希望同学们能喜欢,各位老铁们快快来学习一下吧!

问题最早来源于一个叫芝诺的希腊人,他提出一个悖论,其实是两个。

芝诺悖论一:刘翔追不上乌龟。假设乌龟在刘翔前面100米处,发令枪响,刘翔和乌龟同时起跑。为了简化计算,我们假设刘翔速度是乌龟的10倍(请想象一下刘翔爬行速度)。刘翔为了追上乌龟,必须先跑到乌龟出发点,但此时,乌龟已经往前爬行了10米!刘翔继续追,又跑了10米,但此时乌龟又已经爬行了1米。刘翔再一次跑1米,乌龟又爬行了0.1米……

尽管刘翔会越来越接近乌龟,但他永远也追不上!因为他总是要先爬到乌龟所在位置!

芝诺悖论二:静止的子弹。《让子弹飞》的片头描述了这么一个故事,一群人在山坳打劫,冲着火车开了一枪。那么,不管在哪个时刻,我们看到子弹都是在某个具体的位置,也就是说,在任何一个时候,它都是静止的!

尽管子弹最终击中了铁轨,但它在任何一个时刻,都是静止的!

这两个问题都是亚里士多德记载的,也做了批驳,然而,亚里士多德的形而上学的辩驳,在芝诺悖论面前毫无缚鸡之力。

芝诺悖论的核心问题是:时间和空间是否可以无限分割?无限分割后的时间是什么东西?

现在我们已经知道,无限分割后的时间就是一个无穷小的时间。空间也是如此。但这个理解到来时已经是柯西时代了。

后来的数学家(柯西之前,芝诺之后),干脆不理芝诺悖论提出的问题,而是直接使用芝诺的结论:时间和空间可以无限分割。

比如,古人推导圆面积公式,将一个圆分成许多小扇形,每一个扇形都用三角形面积替代,再求和就可以得到圆面积。阿基米德将圆分成96份,推导出了面积公式。但是阿基米德对于正96边形和圆面积的细微差别,采用了“它太小了,丢掉”的策略。

“丢掉策略”的集大成者是牛顿,他开创了微积分,用于各种计算,路径长、面积、体积、行星轨道……但他不解决被丢掉的“小东西”,而是不管它是什么,直接丢掉。有意思的是,他有时候把“小东西”丢掉,有时候又不丢掉,有时候还凭空添加一个进去。牛逼的是,不管他怎么弄,结果总是对的!

牛顿的乱闯,逼着数学家必须正面“小东西”,巴克莱主教(人家也是数学家哦)说:“无限小量是数量逸去之后的幽灵”。看,不解决无限小量,连神学都要卷土重来了。

(乱入)我怎么突然想起量子灵魂这个话题?

目前的数学怎么解决无穷小到底有多小的问题呢?

数学说,无穷小量这个提法需要修正,根本没有无穷小量!有的只是无穷小函数,一个函数是可以无穷小的,它可以无限接近于0!

如果一个函数无限接近于0,就称这个函数为无穷小。

例如

当然,常数0本身也是一个无穷小

如此一定义,无穷小变成了一个函数,既然是函数,就可以随意加减乘数,进行运算了。而且,两个无穷小的运算结果也可以被准确计算,而不是随意猜了。哈哈

芝诺的空间分割的结果是一个无穷小△s,时间的分割也是一个无穷小△t,瞬时速度则是两个无穷小的商v=△s/△t,子弹不会再静止了,牛顿的运算也才能被人理解地继续。

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