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日志

微积分中的哲学2(我的微博选)

已有 857 次阅读2015-5-13 21:31 |个人分类:学习杂谈| 微积分, 微博, 哲学

     微积分中哲学(13)…我们的祖先把除法叫"归一法". 无论除数是整数小数分数,“都表示"除数一个单位相应的被除数值"学习"导数"定义你先得理解无论自变量增量多少"增量商"总表示自变量变化一个单函数相应变化多少。”即在中心点(边际点临界点)邻近函数的平均变化率这个描述帮你深刻理解除法

        微积分中哲学(14)…数学描述并非只是语言描述很多定义都含算式"可导""向量组线性相关"要理解定义得诠释算式的内含另一方面,在应用中一旦题上有与某定义相关的描述你得立即回写出定义式定义的权威带来能动性线性代数中读到"齐次方程组解的线性组合还是解"你能立刻反应"把它代入方程组看看"那就入门了。

        微积分中哲学(15)… 很多算式可借运算作恒等变形奇妙的是变形前后往往有不同的描述进而可能有新的推理方式有时便收柳暗花明之利三角的倍角公式在基本可积类型中用来"降幂"倍角公式反解出 cos x平方=(1-cos2x) /2  便很容易找到cos x高次方的原函数了线中最重要的转换是,“线性相关性齐次线性方程组有无非零解”的相互转换贯穿全书

      微积分中哲学(16)… 当点xx0的距离趋于0时,要检验函数有极限,需要准确描述函数值与a无限接近这是个最哲学的问题。任何一个具体标准,都只能表示一定程度接近而非无限接近。要说明无限接近,必须对任意一个标准,都能求出x0的相应邻域,在其内函数值与a的距离满足(小于)此标准

        微积分中哲学(17)…准确描述无限接近的语句称为ε–δ语言ε 是任给的充分小正数,好比检验者给出的标准。令 | fx–a |ε ,若视 ε 为常数,且由此能解得| x–x0 |δ,就表明在x0δ邻域内,函数值与a的距离总小于ε,再由ε的任意小性,表明标准任意小的,无限接近的本质,即距离 | fx–a | 趋于0

        微积分中哲学(18…“ε–δ语言是高等微积分的精华,也是微积分的基本工具。没有它我们不能证明任何一个与极限有关的定理。它内含深刻哲理,要解得 | x–x0 |δ  δ ,又需要各类解不等式技巧。大学数学必须讲它,而非数学专业的的本科生是基本上理解不了它的。招研统考多年,从未直接在此点命题。

        微积分中哲学(19国家研考数学常考保号性定理以弥补不考ε–δ语言之憾。,x趋于x0时函数f(x)有正的极限,则在x0的适当小(去心)邻域內,函数值全为正。 教材上没有证明这个定理。需要体验极限。学生总感觉描述性定理抽象难懂,为了帮学生体验无限接近,我说,这就是近朱者赤定理。

        微积分中哲学(20研考数学常考极限不存在。你得由反面体验极限。首先是震荡因子y=sin(1/x)x趋于0时,具体如x0.001进到0.00011/x便由1000变为10000,复合函数图形上下波动了1400多次。好象一片电子云。震荡不存在极限。其次是y=arctg xx趋于无穷时,左,右极限不相等,没极限。

        微积分中哲学(21典型的连续不可导是y=| x| 。考研题常设函数f(x)可导,让讨论y=| f(x)|的不可导点。可导一定连续。f(x)在相邻两个零点间不变号,即分段定号 。从图形上看,正段取绝对值不变,负段取绝对值则对称地映照到x轴上方。故y=| f(x)|只可能在其0点处产生不可导。看图即知,单零点不可导点。

        微积分中哲学(22正反两面映照,让人认知深刻。我的导师说,一个怪例也许就是一座里程碑。正反皆有怪例。如,y=xsin(1/x)y=x是两个比较不出阶数高低的无穷小。另者,用洛必达法则易检验,(选幂函数作比较),x趋于正无穷时,指数函数y=exp x是任意高阶的无穷大,而y=ln x是任意低阶的无穷大。

        微积分中哲学(23微积分研究函数,其讨论沿四则运算复合结构向前推演。且有“在极限都存在时,函数四则运算的极限,等于各函数极限的四则运算”之类的正面结论。但是一正一反两者间在四则运算时有无必然逻辑呢?我让学生先写出,存在A+不存在B=C(?) ,笔下生花花自红,写与不写大不同。由于逆运算,C(?)—存在A=不存在B这就可用反证法断定,''C一定不存在这个结论可以具体到连续或可导等情形

         微积分中哲学(24研考真题, y = sin x + | (1-x)x| 有(两)个连续不可导点。熟悉前述逻辑,显然x=0x=1处,标准的,可导+连续不可导=连续不可导。1分钟即知答案。对于乘法,存在乘以 不存在B = C(?)显然逆运算不一定成立。如果问题在点x0讨论如果先设Ax0)不为0逆运算成立,反证法可行,C不存在。

         微积分中哲学(25将前述结论应用到求乘积AB极限情形,将得到一个求极限的特殊手段。有非零极限的因子A可以先求极限。无论B的极限存在或不存在,乘积AB相应有极限,或也不存在极限。具体如,x趋于0时,y =2+xsin(1/x)不存在极限。如果求极限时需要有理化分子,而有理化因子有非零极限a,你可以直接记为分母乗以a


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