微積分初步

2021-02-15 孔望物理

   建議以高中數理→微積分→物競知識→積分進階這樣的流程來學習。在早期就接觸微積分,快速建立極限,積分,微分這些思想的認識,能夠幫助同學們對物理學有一個更清晰的理解。例如:沒學過導數,就很難理解瞬時速度是怎麼定義的;沒學過積分,就很難理解變速運動。

   而學了微分,積分這些思想之後,在學競賽的過程中也會加深對微積分的理解。

    當然,微積分不是萬能的。比如有一類問題是可以通過求導暴力計算,同時也可以用直觀形象的方法解決(比如速度關聯)。如果你只會暴力求導算法,會缺失更多樣化的理解,有時候解決問題的速度和正確率也會因此下降。

   如果永遠只用直觀形象的辦法,是無法對這類問題有更本質的了解,很難將這類問題歸納統一,更不用談發展新方法。

     因此建議按照自然認知順序學習,兩種方法都要會。可以在學過矢量的微分之後,將速度關聯的幾何做法和暴力求導算法統一起來,這樣才算對這個問題有充分的了解。

     微元法並沒有脫離加減乘除以及三角函數運算法則,頂多加了語言求極限,而微積分是在使用完這些方法後,得出的一個更加接地氣和簡單結論的運算。

      換句話說,只用微元法不用微積分,相當於只用牛頓三定律,而完全不用任何動量能量角動量關係。如果還沒有理解的話……試試不用動量能量解一個兩豬碰撞問題來看看計算量和思維量。

   但為什麼大部分同學都是先接觸微元法呢?

    因為先掌握微元法有利於建立基本圖像,之後再在某個恰當的時機,學會真正的微積分,提升高度,簡化計算,才能避免「為什麼這個小量扔了,但是那個不能扔」的尷尬問題。

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    歡迎關注「微積分線性代數概率統計」!這裡是高等院校數學課程(微積分&高等數學、線性代數、概率統計……)的學習平臺……歡迎關注「微積分線性代數概率統計」!這裡是高等院校數學課程(微積分&高等數學、線性代數、概率統計……)的學習平臺……歡迎關注「微積分線性代數概率統計」!這裡是高等院校數學課程(微積分&高等數學、線性代數、概率統計……)的學習平臺……歡迎關注「微積分線性代數概率統計」!
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    ,「微積分」發明之爭的兩位當事人。1666年,牛頓率先發現了微積分概念——流數術,但是牛頓並未將發現成果公布出來,只是記在自己的筆記本中,科學圈內,也只有牛頓的幾個好友知道此事。而另一邊,萊布尼茨也在1675年發現了微積分概念,並於1684年,率先將微分概念公諸於世,2年後,又將積分概念公布出來。於是微積分這個數學概念,就在歐洲大陸流傳開來。
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  • 微積分教學的幾點淺見
    這個發言可謂他在多年微積分教學實踐中總結下來的心得。他對微積分的見解,得到了已故數學大師陳省身與吳文俊的高度讚賞(我們稍後會推出吳文俊對龔昇教授《簡明微積分》的書評)。——林開亮龔昇教授1958 年我調到中國科技大學教書,大多時間是教微積分,教了八年之後,於 1966 年對微積分教學產生了一些想法,於是寫了一篇關於微積分教改想法的文章,刊登在《自然辯證法通訊》1966 年第 1 期上,並且按照這個想法寫了一本微積分教材《簡明微積分》(第一版 1978,人民教育出版社;第二版 1993、第三版 1997,中國科技大學出版社),這本教材中國科大一直用到現在