微积分可以解什么题?
微积分(Calculus)是研究极限、微分学、积分学和无穷级数的一个数学分支,它是数学的一个基础学科。内容主要包括极限、微分学、积分学以及它们的应用。极限是整个微积分学的基础。微分学包括求导和微分的运算,是一套关于变化率的理论。 它使得函数、速度、加速度和曲线斜率等均可用一套通用的符号进行讨论。积分学,包括不定积分和定积分的概念和应用,为定义和计算面积、体积等提供一套通用的方法。微积分在大学数学专业一般被称作数学分析(mathematical analysis),是一门较为完整的数学基础学科。
微积分能解答的类型如下:
(1)运动中速度与距离的互求问题
即,已知物体移动的距离表为时间...全部
微积分(Calculus)是研究极限、微分学、积分学和无穷级数的一个数学分支,它是数学的一个基础学科。内容主要包括极限、微分学、积分学以及它们的应用。极限是整个微积分学的基础。微分学包括求导和微分的运算,是一套关于变化率的理论。
它使得函数、速度、加速度和曲线斜率等均可用一套通用的符号进行讨论。积分学,包括不定积分和定积分的概念和应用,为定义和计算面积、体积等提供一套通用的方法。微积分在大学数学专业一般被称作数学分析(mathematical analysis),是一门较为完整的数学基础学科。
微积分能解答的类型如下:
(1)运动中速度与距离的互求问题
即,已知物体移动的距离表为时间的函数的公式,求物体在任意时刻的速度和加速度;反过来,已知物体的加速度表为时间的函数的公式,求速度和距离。
这类问题是研究运动时直接出现的,困难在于,所研究的速度和加速度是每时每刻都在变化的。比如,计算物体在某时刻的瞬时速度,就不能象计算平均速度那样,用运动的时间去除移动的距离,因为在给定的瞬间,物体移动的距离和所用的时间是,而是无意义的。
但是,根据物理,每个运动的物体在它运动的每一时刻必有速度,这也是无疑的。已知速度公式求移动距离的问题,也遇到同样的困难。因为速度每时每刻都在变化,所以不能用运动的时间乘任意时刻的速度,来得到物体移动的距离。
(2)求曲线的切线问题
这个问题本身是纯几何的,而且对于科学应用有巨大的重要性。由于研究天文的需要,光学是十七世纪的一门较重要的科学研究,透镜的设计者要研究光线通过透镜的通道,必须知道光线入射透镜的角度以便应用反射定律,这里重要的是光线与曲线的法线间的夹角,而法线是垂直于切线的,所以总是就在于求出法线或切线;另一个涉及到曲线的切线的科学问题出现于运动的研究中,求运动物体在它的轨迹上任一点上的运动方向,即轨迹的切线方向。
(3)求长度、面积、体积、与重心问题等
这些问题包括,求曲线的长度(如行星在已知时期移动的距离),曲线围成的面积,曲面围成的体积,物体的重心,一个相当大的物体(如行星)作用于另一物体上的引力。
实际上,关于计算椭圆的长度的问题,就难住数学家们,以致有一段时期数学家们对这个问题的进一步工作失败了,直到下一世纪才得到新的结果。又如求面积问题,早古希腊时期人们就用穷竭法求出了一些面积和体积,如求抛物线在区间上与轴和直线所围成的面积,他们就采用了穷竭法。
当分割的份数越来越多时,所求得的结果就越来越接近所求的面积的精确值。但是,应用穷竭法,必须添上许多技艺,并且缺乏一般性,常常得不到数字解。当Archimedes的工作在欧洲闻名时,求长度、面积、体积和重心的兴趣复活了。
穷竭法先是逐渐地被修改,后来由于微积分的创立而根本地修改了。
(4)求最大值和最小值问题
炮弹在炮筒里射出,它运行的水平距离,即射程,依赖于炮筒对地面的倾斜角,即发射角。一个“实际”的问题是求能获得最大射程的发射角。
十七世纪初期,Galileo断定(在真空中)发射角是时达到最大射程;他还得出炮弹从各个不同角度发射后所达到的不同的最大高度。研究行星的运动也涉及到最大值和最小值的问题。
(竭力为您解答,希望给予【好评】,非常感谢~~)。
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