如何理解 微積分創立初期缺乏清晰嚴謹的邏輯基礎 ?

時間 2021-06-09 19:47:47

1樓:好為人師

不止微積分,幾乎所有科學最初的時候,都缺乏嚴謹的邏輯基礎,比如化學,價鍵理論,元素週期表,都遠遠早於對原子結構的了解,但是不影響當時作為已知規律而使用。

2樓:LetterAfterwards

其實你去看牛頓推(x^n)dx的積分公式的時候,那個delta就是相當不嚴謹的,爵爺想讓他不為零就不為零,要他等於零就等於零,老隨便了。只不過在那些比較簡單的情況下,確實好用。

上面的回答說得不錯了,對極限定義的不嚴謹確實是早起微積分的缺陷之一。還有乙個缺陷(應該是那兩個雅各布的時代的問題),當時的數學家們太喜歡把函式展開成無窮級數然後做操作了。那時候大家根本沒有想過展開後級數可能根本沒有一致收斂性,也可能收斂也收斂不到原本的函式。

記得拉格朗日好像嘗試過用級數來定義函式的導數概念。

3樓:憑欄聽潮

這個就可以模擬高中和大學的知識,高中的時候會經常用到微積分,比如在高中時對乙個函式求積分的時候,老師會畫圖告訴你單位x乘函式值,然後將x的值縮小到無限趨近0,乙個個矩形的面積就會等於函式下的面積,按高中生的理解能力是肯定可以接受的,用來做題也沒啥問題。

但這實際上是不夠嚴謹的,怎麼才算【無限趨近0】呢?直到柯西給出了極限的定義,知乎打不了公式,形象的說,就是你定義了乙個無窮小,那麼對於任何乙個數,都能找到比它更小的數,比如x是趨近0的數,但不等於0,那麼你找到任何乙個大於0的數,x都比它小,那x就是無窮趨近0了。

那麼這麼嚴謹有什麼意義嗎?比如有一段時間證明圓周率等於4的那個就提供乙個很好例子,說明數學嚴謹的必要性。為了簡化我們說說這個的變種:

直角三角形兩條直角邊等於第三邊。他們怎麼證呢?首先對乙個直角三角形,斜邊取中點,做兩條直角邊的垂線,得到兩個直角三角形,那麼兩條直角邊長之和等於兩個小直角三角形的直角邊和,然後反覆操作,無窮次操作後,小三角形面積會趨近0,那麼此時直角邊就等於斜邊了。

首先,在不斷的取中點,做垂線分出更小的直角三角形的過程中,直角三角形面積是減小的(為原來總面積1/2),在取無窮次操作後,三角形面積的確趨近為0,因為假設最開始三角形面積是1,那麼你無論想要最終的三角形面積s為多少,只要足夠多這樣的次數n就可以,滿足(1/2^n)<s,但問題就在這裡,面積趨近為0,斜邊就和折線邊重合了,所以兩者相等,這是不嚴謹的高中思維,因為你無論分割多少次,那個小三角形還是保持著原來的形狀,兩直角邊之和還是大於第三邊的,如果你要證明在無限分割中直角邊和趨近斜邊長,那麼就要在這個區間內任取乙個值,然後算出分割多少次後得到,顯然這是不可能成立的。

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