積分的本質是什麼,或者說積分到底是什麼?

時間 2021-06-01 22:36:54

1樓:小亦

假定你說的是大家最常見的黎曼積分。

那麼積分就是小學一年級我們上課老師講的那個「方格仔面積」

乙個函式,取一段區間tx = [xi, xi+1],所以可以得到兩個長方形面積:f(xi)tx 以及 f(xi+1)tx,當區間足夠小的時候,小到這兩個面積相等的時候,這個面積就要該區間上的積分。

我這定義是標準的,其他的都是假的,信我。

2樓:胡柴

預設你說的積分是黎曼積分。

積分的幾何意義是面積。

常規面積,如三角形的面積,你願意的話你也可以用積分來算。但積分主要是為了解決像曲邊梯形這樣當初非常難算的面積。

怎麼算?積分唄。積分得出來的值就是面積。

積什麼分?積的是面積函式的微分。微分是什麼?

自變數的微分是dx,面積函式的微分是f(x)dx,面積函式的變化率(導數)就是面積函式的微分除以自變數的微分,就是被積函式。這個微分dx又是什麼?

dx不是什麼,對現在數學而言就是乙個符號。數學是個符號運算體系。我們總得需要乙個或幾個專門符號來定義這一大套微積分的運算吧?

就像你當年引入根號類似。(你可以停在這裡不要再往下讀了)

然而這個符號也不是憑空就這麼來的,是由無窮小量沿用而來。為什麼我們又不用無窮小量這個概念了呢?因為我們有了epsilon-delta語言有了極限運算之後就一切可以去描述和證明了,不需要無窮小量這種籠統說法了。

(你也可以停在這裡不要再往下讀了)

然而epsilon-delta只是很巧妙地把舉證的責任轉移了一下。本來是人家讓你說明無窮小無限接近的概念,結果你來了個我能比你更小更近的取巧的說法。這個技巧很好,也很通用,但並沒有增強人們的認識深度。

好比黎曼和要去無限分割乙個區間。區間分割下去有完沒完?區間無窮小之後還有什麼數?

你原先只有直覺,現在要嚴格化。

好麼,我們好不容易貌似把微積分嚴格化了,卻發現最基本的實數,區間,分割這些概念還沒有嚴格化,對有理數,無理數的認識也比較混沌。其實這些東西概念還是比較清楚的,你已經知道什麼是有理數無理數了,只是對它們一些性質沒有系統化的認識和研究。現在這個工作要抓起來。

還有長度,面積這些東西又是什麼?抱歉,沒人能回答。但是有大神發現長度,面積這些概念有哪些性質,我們可以研究並提取這些性質來泛化從而可以定義我們自己需要的度量。

於是經過19世紀特別是下半葉數學家的築基和過渡,我們開啟了集合-空間-運算模式,從此之後無窮世界無窮算。我們進入了無限分析的世界。

而無窮小量的概念到這裡你會發現一點區分度沒有,實在是太籠統了。

定積分的本質是什麼?

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