請問一下都說物理就是微分方程,這是怎麼將物理和微積分聯絡在一起的?

時間 2021-05-10 00:23:40

1樓:鹹魚王的烤玉公尺

比如要求乙個速度v,需要用牛二用到力F,但F是隨著v變化的。那麼怎麼辦呢?就要微分方程

a=F/m=f(v)=dv/dt

之後才能解出v的解析解

2樓:十萬丶伏特

很簡單了,想一下中學處理的物理量都是什麼性質的,勻速直線運動,勻變速直線運動,勻速圓周運動,平拋運動,恆定電場,恆定磁場,恆定電壓,恆定電流....這些東西都有個特點就是勻的,不變的。但是現實中這些物理量通常都是變化的,變化的東西我們怎麼求解呢?

只有在極短時間內或者極小的空間內,這些物理量才能被看作是不變的,我們要求整個時間或者整個空間上的規律只有進行積分運算了。

3樓:冬季銀河

以力學為例。

經典力學中,最基本的就是牛頓三大定律,在三大定律中,直接涉及到微分方程的是第二定律。

如果已知受力情況,那麼就可以知道物體的加速度情況。通過已知的初始位移,初始速度以及加速度的演化來求位移、速度隨後的演化,在數學上來說就是求解微分方程的問題。

如果從實際的計算角度來考慮,物理問題的求解之所以會如此緊密地聯絡到微分方程,是因為許多問題我們只能列出區域性的性質。為了知道系統整體的性質,我們需要將系統進行區域性線性化,再由迭代來對系統的狀態進行求解。實際上處理整體上非線性的東西,區域性線性化幾乎是唯一有效的手段。

不過,到後面的量子力學後,雖然也可以解析法求解薛丁格方程,但使用代數法會更簡潔。也就是說,有時候重要的不是微分方程本身,而是它所帶來的一些代數結構。因此,在後期的物理學習中,不僅僅是微分方程,代數方面的知識也是十分重要的。

實際上,群論中關於空間點群的知識在固體物理中得到了廣泛的應用。因此,對於物理來說,重要的數學不只有微分方程而已。

4樓:羅炫錦

任何可以被稱為規律的東西,都可以表達為f: X→Y,這個符號的意思是,當你給定了條件X,你就能唯一的得到乙個確定的結果Y。

所以也就是說,當你認為自然界的變化與發展是可以被理解的,可以稱之為規律的話,也就是預設了上面一段話中的 f 存在,這樣的 f 可以稱之為廣義的函式。不過,一般的f有很多種情況,最明顯的兩個例子是:

第乙個: X和Y都是離散的點,並且X所含的條件數(元素數)和Y所含的結果數相等。

第二個:X和Y都是連續變化的,換句話說,她們都含有無窮個元素,並且這種無窮是不可數的!所謂不可數的無窮,就是說,你沒法用乙個辦法給他們編號1,2,3…,所以連續的元素比整數的個數還要多。

比如實數就是連續的。

所以,當我們認為物理規律滿足可知性(可以被描述)同時認為它是連續而非離散的對映的,那我們就已經在構造乙個可以進行微積分處理的函式了,而因為我們研究規律就不可能只研究它的現狀,我們還要了解它的變化和積累,一旦提出變化就意味著在時間的方向上求導,一旦提出積累,就涉及到在時間方向的積分。正因此,我們不得不寫出微分方程。因為,當我們確定規律的時候,並不是說我們確定了每時每刻發生的結果,而是我們知道結果的函式所滿足的變化規律,同時可能知道在某特定時刻函式的內容。

5樓:神遊八方

很多物理問題都能通過考慮乙個微元列出方程,例如在乙個dt→0的時間內的狀態變化,當你列出很多有關小量的方程後,最後能整成微分方程的形式,有線性的有非線性的,有常微分方程有偏微分方程,很多都不可解,但是人們總是能想到各種各樣的方法來解決這些微分方程,這一方法很大程度上將物理與數學聯絡了起來,也為數學賦予了新的意義。

請教一下這個題裡微分方程這一步是怎麼解出來的?

Karcen ZHENG 設 0 eeimg 1 有二階連續的偏導數,且滿足 則解析 於是 於是有 即 這是非齊次微分方程,特徵方程為 解得 所以通解為 因為 的指數為 不是方程特徵根 故設特解為 如果函式是多項式函式,特解就是最高次的一般式函式,比如二次就是二次函式的一般式 如果是一次就是 於是 ...

請教一下,微分矩陣方程怎麼求?

Jaykay.Z 哈密頓量如果是常數矩陣,也就是說裡面每個H 都是常數,那好說,a的解直接就是a 0MatrixExp I hbar H t MatrixExp是矩陣的指數函式,塞到mathematica他會幫你算的。自己徒手的話先對角化。我喜歡夾帶私貨的的毛病又犯了,所以多說兩句。如果H是個含時的...

大家都說一下自己的看法,幫我推薦一下,謝謝。 這兩個耳機哪個更好一些呢?

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