數學原理之牛頓萊布尼茨公式

2020-11-27 科技藝術生活

英國科學家牛頓,一生集,物理,天文,數學大成,跟德國科學家萊布尼茨幾乎同時發現了微積分,因此,微積分的基本公式又叫牛頓萊布尼茨公式。

當然了,牛頓晚期,其公司,坑過諸多絕世天才,如,特斯拉,一生諸多發明,是在其財力下,其它科學家的功勞,當最後都歸集於其下,所以後期的牛頓就是個生意人,本小神懷疑就是微積分都是其花錢掛名,而另有其人發明的,因為它的一句經典名言:

如果說我比別人看的遠些,那是因為我站在巨人的肩膀上。

這個巨人指的是誰?牛頓沒說,也不願意說,總之,有盜名嫌疑。

即,定積分的值,等於其原函數在上,下限處的值的差。

我們知道,一個函數的定積分,是由其自變量的增量趨於0時,與其原函數導數的積的和的極限。

也就是說,所有的應變量加起來趨於某一個常數c,這個所有指的是自變量的增量無窮小時。對應的[a,b]區間上所有的f(x),有無窮多個。這樣以來,定積分的形式,又可以以和的形式表示。

於是,根據定義得知,定積分的求值,需要先分割使得xi的增量儘可能小,然後求得對應函數的值,然後把所有的值加起來,再增量無窮小時的極限

這樣,假如說,我們知道,某函數的導數的代數表達式為f(x),那麼,我們可以知道,原函數的具體值,然後我們細分後,對其求和,雖然有些困難,但仍可以求出來,但是這樣,得到的數據是一個近似值,(偏差到底多大,要看增量如何了)

於是呢,牛頓在此基礎上,發現,其被積函數的原函數的區間差,就是很精確的定積分的值了。

從此之後,定積分的求法,就變成了,原函數的差值運算,而原函數呢,可以通過不定積分求得從而大大簡化了定積分的計算問題。

使人類對於曲線,曲面,曲面體,有了更為精確的計算方法。推動了數學科學的發展。

如:某小信號,其電壓特性為,sin(x) 問其有效幅度為多少呢?

我們知道原函數求其半周期的等效電壓,則被積函數為,

同樣的,

有效值為220V的正弦交流電,則其最大值為忽略內阻的電壓源下,為Um=220/0.637=345V

所以在某些設計領域,需要考慮到這個最大值的問題,不能忽略。

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    作為科學史上最偉大的一對對手,牛頓和萊布尼茨是閃耀在17世紀夜空的雙子星。兩人熠熠生輝,一時瑜亮。但許多人對牛頓熟悉,卻不一定對他的對手萊布尼茨熟悉。這並非因為萊布尼茨真的不如牛頓,而是時代的錯位誤使他生不逢時,如今21世紀的我們可能更能理解這位二進位鼻祖。
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