高等數學之美——前言

    談到高數可能是很多人的噩夢,高數真的有那麼可怕嗎?客官們請看我一一道來。數學課給大多數感覺是魔鬼課的是第一印象就是抽象吧,數學是抽象沒錯,但是這是給我們普通人接受的教育,真的會那麼抽象嗎?對於非數學專業的同學來說,我們正常人接受的數學課實際上不可能那麼遙不可及,我們基本上只是當做一門工具而已,工具是不是我們只要會用就行了呢,只要大致知道原理不就可以正常使用了吧,我們又不是專業製造工具的人,當然製造數學的是數學家,這根本對於我們常人來說就是一輩子不可企及的事情,這個得有點數,不是人人都能達到與數學及一個級別的,這個講究天賦和從小的教育。

    數學僅僅是一門工具而已,還記得小時候第一個上數學課的情景嗎?老師是不是跟你介紹這是加法,這是減法,這是數字。爲啥1+1等於2,這個問題現在看起來是不是很傻逼,爲啥圓的面積是πR2,長方形的面積是長乘以寬,這些我們當時好像是懷疑過,又好像就是懷疑在那一瞬間,然後就接受了。爲啥呢,因爲那是我們老師教給我們的呀,肯定權威沒錯了(其實因爲那個時候壓根沒有想那麼多)。那反而讀到了高等教育的時候,就接受不了高數裏的公式了,難道身爲大學生的我們還不如小時候嗎?實際上,我們接受之後,多用幾次就能明白這個是對的,多做幾次加法後,難道我們不就體會到加法的科學正確之處了,有的時候先用後理解並不是不科學的,如果說一開始就懷疑這個理論是錯的,那個理論是不可理解的,不理解我們就先記住可好。還是前面提到的,我小時候就真的這麼蠢,一直糾結圓的面積怎麼是這個公式,那麼到底什麼是圓的面積,等長大了,發現這個疑問似乎就解決了,因爲這僅僅是一個定義而已,圓的面積實際上需要積分的理論才能求證,我們總不能小學的時候學微積分吧?面積的定義,是用長方形爲基礎的,這樣我們就理解了。很多東西不是我們目前的知識可解釋的,至少對於普通人來說。

    聊高數之前,一定得搞清楚一個概念,那就是函數,這不是中學裏的內容嗎,爲啥重提這個。學函數的時候,是慢慢過渡學的,初中的時候二次函數,直接就說這個y=ax2+bx+c是一個二次函數,那個時候實際上壓根沒有講函數的概念,就是讓大家先有一個概念,當時是這個給的這樣的表達式就是二次函數。我們可以知道,給定一個x值就對應着一個y值,用這個圖示很形象一點:實際上函數是相當於一個操作,就是我們每個x都用這個公式計算出來ax2+bx+c,然後得到一個值就是y,這纔是函數乾的事情,每一個x值都

這樣進行計算,我們這樣進行推廣,實際上中間的這個盒子,我們可以變成任意的黑盒子,黑盒子裏可以裝任何東西,比如我們的三角函數sinx,tanx。在我們所學的知識裏面一個x對應一個y這個很重要,毫不誇張的說,函數實際上可以幫我們幹任何事情,我們要想一個什麼樣的y值,我們就可以定義一個什麼樣的操作,讓x值操作後就能變成y,這樣的事情在理論上是不是可以辦到?這樣的事情我們是可以接受的吧。

實際上操作這件事情,我從小學一年級就在做,比如1+1=2,這裏的+號就是操作,只是這裏給了黑盒子x1(值是1)和x2(值是1)然後操作成了數值2。在這裏,我們就要大膽地給出一個結論:萬物皆操作

操作換成我們常說的一個字,那就是幹。我們天天都在幹事情,機器天天都在運轉,地球天天都在轉,時間天天都在流逝。我們最常用的智能手機來說吧,我們爲啥觸碰了它就能給我們想要的結果,這實際上也是操作,也是函數,只是計算機硬件和軟件幫我們完成了而已,只是我們沒有感覺而已。數學是跟我們生活息息相關的,只是多數時候我們沒有感覺到的,買菜也許用不到,但是我們思考方式會不一樣了。

好像有點跑題了,聊到這裏還沒切入正題,好吧,我們來看看讓大家痛不欲生的高數。不知道有沒有注意到,高數這門課裏聊的最多的一個思想是抓大取小,這是我本科時數學競賽老師給我聊到的,我覺得說的十分靠譜。比如,我們的高數提到的極限就是抓大取小,極限說到底就是求出一個數值來替代很複雜的表達式,然後忽略哪些無窮小值,我們常用的時候等價無窮小,等價無窮小不就是忽略無窮小項嗎只要那個大的嗎?再比如,我們到了求積分的時候,用的又是用無數條矩形(或者是梯形,一般爲了便於計算,我們用的都是矩形去替代的,細心看教材裏的公式就能發現的)去等價曲線圍起來的面積嗎?那小的部分我們不是也給忽略不計了。再到後來的無窮級數更是如此。所以高數的整個過程是離不開抓大取小這個思想的。

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章