诗四首
第27卷第1期01年2月21 大 学 数 学CoLIEGE ATHEMATI MCS12№ Vo.7,.1b.0Fe211微积分诗四首李尚志北北011(京航空航天大学数学与系统科学学院,京109)之一 微分 凌波能信步,苦海岂无边. 函数千千万万, 之二yoTalr展开漫天休问价, 就地可还钱. 我有乘除加减,之三定积分一 帆难遇风顺,一 路高低不平, 平平淡淡分秒,之四原函数量天何必苦登高, 借问银河落九宵. 直下凡尘几万里,一次最简单. 翱翔天地问. 编织百味人生. 几公里处宴蟠桃.以通诗的数学:上四首诗涉及到一元微积分中四个最重要的专题,过浪漫的比喻和形象讲述了这四 个专题的主要思想.上ie)下金庸武侠小说中的九阴真经分成上下两篇,篇讲的是想法(da,篇讲的是具体招数tcnqe.cnqe但是在ie(ehiu)虽然打架靠Tehiu,cnqeda指挥下才能对Tehiu应用自如,应付战场上的千没da的指挥,超风练出的Tehiu就只是歪门邪道.歌不是工笔画而是写意画,能变万化.有ie梅enqe诗不但da帮象数学语言那样严格地讲述定理和公式,是却可以讲述指挥这些定理和公式的ie,助你领会到这 些定理和公式的真谛.之一 微分:干太难犹将函数千千万万,变万化,复杂,以研究,如无边苦海.难以研究的函数转化为最简单的一这毛水游次函数来研究,就是微分.主席《调歌头?泳》中说“管风吹浪打,似闲庭信步”将难以研词不胜.犹进 究的函数变成最简单的一次函数来研究,如在苦海的波浪上信步来往,退自如.之二yo Talr展开:犹难将这 研究一般的函数太困难,如面对漫天要价,以对付.它变成一次函数来研究,是就地还钱.一精这涨.研一在很多情况下,次函数又过分简单,确度不够.时可以再“一点价”例如,究变化速度,次就够了.研研一就我研究加速度,究弯曲程度,究极大极小值,次不够,用二次函数.们不会算三角函数、指对数函数、数函数这些“,将二就超越函数”只会算加减乘除.超越函数变成一次、次多项式,可以通过加精就四通减乘除算出来.确度如果还不够,用三次、次以至更高次数的多项式.过提高多项式的次数来提达到满意的程度.就是Talr高精确度,这无用这yo展开.限地提高次数,无穷级数可以达到完全精确.就alr是Tyo级数.就超这天与一凭借通过加减乘除算多项式这样简单的本事,能在“越函数”个“”“次函 数”地”游 这个“之间自由翱翔,刃有余.之三 定积分:总人然变人生难得一帆风顺,是高低不平.生由每分每秒组成,而每分每秒却都是平平淡淡,化很每 小.分每秒的人生道路积累起来就编织成丰富多彩的人生.但宇运速匀速运动的路程等于速度乘时间.是,宙间的运动难得有真正匀速的,动总是有快有慢,度不很可将有大有小,能直接将速度乘时间.短一瞬间内速度来不及变化,以近似地看成匀速运动,速度乘收090~7[稿日期]20—81 2大 学 数 学第27卷运在时间来计算路程.动的时间段可分成一个个短暂瞬间,每个短暂瞬间内将速度乘时间得到短暂路程将分误无 的近似值,这些短暂路程相加就得到是总路程的近似值.成的短暂瞬间越短,差越小.限细分, 短路程之和就无限接近于总路程的精确值.各 分分秒秒的平淡生活编织成不平淡的人生.个短暂瞬问近似匀速的运动组成整个变速运动.之四 原函数:是很就 已知速度求路程,求定积分,难,象登上天去量天的高度一样的难.为可但是,什么一定要自己从下往上去量天的高度呢?可以反过来,以天上到地下度量李白诗云疑.不银“是银河落九天”让银河度量一下从九霄到凡尘的路程,就是天的高度了吗.河说从天到地九万就银就里,知道从地到天九万里.河说从天到地的起点在举行蟠桃宴,知道从地到天的终点是蟠桃宴 地址.£求()反()由速度 ()路程s£太难.过来由路程s£求速度 ()求导数,£是求 比较容易.一个函数F()f,£,F()使它的导数是已知的速度 ()这个函数F()这个函数是否就是路程呢?不一定.£不一定是路但一定是位置.程,6与最初时刻n的位置F()差F()最末时刻b的位置F()a之a就是路程s£,6一F()() 也就是所求的定积分:6一ar £d. F()F()一I6()t 定 求例也 的当然,积分不仅是由速度 ()路程.如,是由函数 ()曲线求面积S .£就是 ()F()上就£的原函数.述通过原函数求定积分的方法就是微积分基本定理,是牛顿一莱布 尼兹公式.当最由既然叫微积分基本定理,然就是微积分中最重要的定理.重要的定理的想法其实非常简单:变将 下到上太困难,成由上而下,困难的事情变简单.