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史上最难微积分题 微积分体系几百年前就建立起来了,为什么我们现在学习它仍存在困难?

浏览量:2005 时间:2021-04-04 14:16:04 作者:admin

微积分体系几百年前就建立起来了,为什么我们现在学习它仍存在困难?

微积分是由牛顿和莱布尼茨创立的高等数学,他们自成体系,各成一家,不谋而合,在世界数学史上堪称奇迹。

牛顿先生打开科学大门的那本煌煌巨著一《自然哲学的数学原理》,就是用他自已发现的微积分知识,来诠释自然哲学,或者说力学的。据说,当时的科学界根本就没几人能看懂,若干年后才逐渐被人们所接受,看了科学史我也很遗憾,先生为什么不晚点降生,非要错过诺贝尔奖呢?

微积分是工科的灵魂和基础,没有微积分,就无法敲开工业文明的大门,更别谈飞机,导弹,卫星,核武了,可以这么说,没有微积分,万古如长夜,也并非夸张。

曾记得,当年学高等数学的时候,整届学生在期末考试中只有几个精英勉强及格的,当然不包括数学盲的我。后来补考也大面积不达标。最后老师为了完成教学任务,也为了学生能顺利毕业,干脆将四十分以上的试卷都打六十分,(那时就是六十分万岁)

一门学科的难易主要不是这个学科体系建立时间的长短,而关键是看你对这门学科的兴趣和天赋。

然而,对非数学专业的人而言,我认为微积分这门知识,如果能货真价实地考试通过,还算你有点小小天赋。但对于数学专业的人来说,过了微积分这一关,在数学的王国里,你最多算小学毕业,还没有正式进入数学王国的大门。因为前面还无数座高山等待着你去攀登,去征服,比如:线性代数,黎曼几何,费马大定理等等猜想,这其中的一枝一叶,一点一滴,只要你有所创新或有所突破,都会像陶哲轩一样,坐上数学宫殿里的一把交椅,当然,像牛顿、莱布尼茨,阿基米德、高斯,拉马努金、欧拉等这些大神,你我就只有顶礼膜拜了,因为他们是构建数学秩序的拓荒者,是数学王国的开国元帅,是几百年才能出一个的稀有物种或超级天才。

微积分最难的是哪里?

对于初学微积分的人来说,最难的就是开头,俗话说得好,万事开头难!开头就是极限、无穷小的抽象概念,难以理解。当初,连微积分的创始人牛顿和莱布尼兹都说不清楚,后经贝努里家族,欧拉,柯西等人的努力才逐渐完善的。微积分是初等数学与高等数学的分水岭。

那么,微积分的发展遇到的最大困难和最大挑战是什么呢?答案是:高维非线性问题!

现代数学派系林立,分支繁多,但几乎都是建立在微积分的基础之上,并以函数和微积分的思想为主线而拓展的。牛顿的数理思想就是未来唯一确定论:由初始条件和边界条件就可以推出事物发展的全部细节。这个思想由拉普拉斯直言不讳发挥到极致。牛顿的绝对时空观虽然在物理方面率先由爱因斯坦的相对论和玻尔、薛定谔、海森堡、狄拉克等人的量子力学所打破,但在数学上,这个僵局还迟迟未打破。这个最大的困难就是高维非线性微分方程的求解!这不仅是微积分的最大困难,也是目前数学陷入的最大困境,人类智慧遇到的最大挑战!非线性问题就像一堵墙挡在数学家前进的路上,从最古老的三体问题,到流体动力学N-S方程,再到爱因斯坦的广义相对论方程,等等,只要是非线性的,人类都难以突破。就像曲线比直线更种类繁多一样,非线性问题比线性问题要多的多!

其实,牛顿发明了微积分不久,就认识到三体问题的重要性,并为此耗费了毕生的精力却劳而无功!使他陷入了求助上帝的绝望之中,一代巨匠啊,多么痛苦多么遗憾!希望之火熄灭了!后来,拉格朗日在欧拉限定平面的基础上且有一颗星体质量很小时解出了五个平凡解,即五个拉格朗日点,人们又燃起了求解三体问题的希望。于是,又一位数学大师庞加莱知难而上,也为此耗费了毕生的精力,得出无解析解的悲观结论,好在获得了王室的一个安慰奖。希望之火再次熄灭。直到目前,利用计算机数值近似计算也只得到三体问题的十三组复杂的特解。

看来,人类要攻克非线性难关,任重而道远。

微积分实在学不懂该怎么办?

找一本写得好的教材。比如《普林斯顿微积分教程》。很多老师讲微积分只讲做题,把学生当成巴普洛夫实验中的狗,背公式,套公式,做题,背公式,套公式,做题,枯燥无聊,还有一些难度,这就把学生吓跑了。明白它的原理,明白它的历史,明白它在生活中的应用,可能会对一部分同学有用。

不要放弃。如果是大学生,必要的时候可以申请缓修,跟下一学年的同学一起学习,为自己争取时间。

有哪些关于微积分的科普书籍?

上了大学就不需买参考书了,要学会把图书館利用起来,那是座保庫,使用四年毕业了你将永远失去他,要看参考书尽管去借,挑那种年代比较新,但已被翻的很旧的别赚旧,那是价值的体现,还有对你专业来说数学以后用的不多了,别花太多的时间在上面。

大学微积分高数课听不懂,如何更好更快的解决这个问题?

答:(2月25日前作答,备课ing,敬请坐等。)

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