我們用公式很容易計算1到n的自然數之和,如下1到100的自然數之和等於5050
但是如果我們用微積分來計算,會給我們帶來怎樣的結果呢?
直觀上,這個積分是「重複地加一堆東西」——從微積分出發,連續自然數之和貌似符合如下微積分公式,它等於x^2/2
我們看一下計算結果:從1到100的實際總和是5050。但是使用微積分方程,我們得到:
這樣的結果與真實的值5050很接近,因為微積分採用連續模式,而我們使用的是離散模式,這裡我們用幾何圖像來比較下,就明白了
微積分針對的是平滑連續的函數,如直線,拋物線,圓等,但我們擁有的模式是跳動的階梯式的,從1到2,從不經過1.5或1.1或1.0001)
因此,當函數平滑變化時,微積分效果很好。如果函數突然改變,微積分只能給出一個近似的答案。
線下的面積是整數。我們還需要加上直線上方的一堆三角形
(具有諷刺意味的是,微積分的工作原理是對平滑函數進行跳躍式逼近,如果您打算使用跳躍式模式,請使用離散微積分。)
連續自然數的平方之和
前100個平方數之和的等於多少呢?
我們同樣適用離散模式,其結果等於x^3/3
其結果等於:3333333
實際上前100個平方數之和真實的答案等於:338350
微積分得到的結果與真實的結果有多接近?99.9%。對於我們用手在一分鐘內做出來的東西來說,還不錯!