很多人以为自己是数学天才,直到遇见了极限 2024-08-04 05:59:30 数学语文吧 语文是米饭,数学是菜谱!72篇原创内容Official Account反比例函数是大家接触最早和最熟悉的函数之一,它的函数解析式是y=k/x(k为常数,k≠0)。我们利用反比例函数的解析式,就可以画出它的图像,如下图所示:根据函数的图像可知,在k>0情况下的第一象限内,反比例函数中x的值无限变大,大到无穷的时候,曲线就不断向x轴靠近,换句话说y的值逐渐向“0”靠近;或者是y的值无限变大,曲线就不断向y轴靠近,x的值逐渐向“0”靠近。此时,有些人就会产生一些疑问,当这个x的值取到非常大、非常大、非常大的时候,y的的值和“0”之间存在什么样的关系呢?会相等吗?对于类似这样的疑惑,我们从现代数学“极限”的角度出发,就很好回答,但在几百年前,像这样的问题在当时却属于一个世界性的难题。我们知道,对于某一个函数,假设其中的某一个变量x,它在无限变大(或者变小)的这一变化过程中,导致另一个变量y逐渐向某一个确定的数值m不断地靠近,不过最终的结局只能是不断的接近“m”,却永远都无法跟“m”重合。简而言之,某一变量x处于无限变大或无限变小这一变化过程,那么另一个变量y的值永远都不会等于m,但只要变量x一直处于无限变大或无限变小中,那么y的值可以取等于m,这就是极限的思想。因此,如果一个人要想理解“极限”这一抽象数学概念,那么就需要学会接受和明确知道极限是一种“变化状态”的描述,变量y有不断地努力靠近m点的趋势。此时,变量y永远趋近的值m就叫做“极限值”。极限作为微积分、数学分析等重要内容的基础,可以说是初等数学迈入高等数学一个关键门槛。正如所有的数学知识概念出现的背景一样,极限也是属于社会经济发展和科学技术之间产生的“矛盾”产物。在早期16世纪的欧洲,一些国家开始进入资本主义萌芽阶段,整个社会处于快速变革状态,生产力得到极大的发展,出现一些最基本的工业化。人们在发展过程中,发现很多生产技术都出现问题,跟不上社会发展的速度,当时的数学知识已经无法顺利解决一些“变化的量”,如运动变化、天文学、机械化、航海、采矿、大坝建造等,都需要新的数学知识才能解决。初等数学很多时候只能解决一些相对“稳定”的量,但在现实工作生活中,充满了大量“变化的量”,这就要求数学必须突破现有的知识壁垒,能够找到一种可以描述和研究运动、变化过程的新数学知识,最终解决这些“变量”问题。基于当时这样的社会发展背景,数学家都努力尝试突破传统的思维模式,直接促进“极限”思维的形成和发展,从而建立微积分等重要数学分支。最早的时候,牛顿和莱布尼茨在各自的领域创立了微积分,让“极限”的发展拥有了正是展开拳脚的舞台。在当时,微积分一经创立诞生,就帮助很多人顺利解决了以往在运动变化、力学、天文学等中认为束手无策的难题,数学也迎来了新的发展。不过,牛顿和莱布尼茨所创立的微积分并不是十分完善,特别是在一些关键疑难点没有讲清楚,如“无穷小量”的解释,逻辑上存在着很多混乱,尽管当时的“初始微积分”已经能轻而易举解决一些实际工作中的难题。就像牛顿的瞬和流数或是莱布尼茨的dx和dy,都需要解决和讲清楚“无穷小量”这一特殊概念,但这两位伟人都没有给出明确、严谨的定义。为什么“无穷小量”会这么重要呢?我们都知道,在微积分的推导或运算过程中,常常需要先用“无穷小量”作为分母进行除法,然后又把“无穷小量”当作零来处理,以消除那些包含有它的项。那么问题就来了,“无穷小量”究竟是零还是非零呢?因为如果它是零,怎么能用它去作除数呢?如果它不是零,又怎么能把包含它的那些项消除掉呢?这种逻辑上的矛盾,直接或间接影响微积分的发展,更让所有数学家不仅意识到“极限”这一概念的重要性,更明白极限思想的进一步发展是与微积分的建立紧密相联系的。当时的人们束缚于狭小的观念里,还是以传统的数学思维方式去看待“极限”,试图用“零误差”去进行变量计算,这样的思维方式只能导致悖论的发生,这就是数学史上所说的“无穷小量”悖论产生的原因。牛顿和莱布尼茨在晚期都不同程度地接受了极限思想,也都努力去尝试解决这一“神秘”概念,试图以极限概念作为微积分的基础。很多可惜,牛顿和莱布尼茨为都无法完整得出极限的严格表述。虽然当时的人们没有弄清楚“极限”这一概念,但微积分的出现,确实促进社会的发展。随着微积分应用的更加广泛和深入,大家都意识到需要解决“极限”这一问题,要有严谨、逻辑的数学语言对其进行完整描述。加上人类文明不断向前进步,遇到的问题越来越复杂,这就要求数学必须推出明确的概念、合乎逻辑的推理和运算法则。进入19世纪之后,法国著名数学家柯西比较完整地阐述了“极限”的概念,以及相关的理论。柯西在《分析教程》中指出:当一个变量逐次所取的值无限趋于一个定值,最终使变量的值和该定值之差要多小就多小,这个定值就叫做所有其他值的极限值,特别地,当一个变量的数值(绝对值)无限地减小使之收敛到极限0,就说这个变量成为“无穷小量”。柯西把“无穷小量”视为“以0为极限的变量”,这就准确地确立了“无穷小量”概念,“无穷小量”就是极限为“0”的变量,在变化过程中,它可以是“非零”,但它的变化趋向是“0“,无限地接近于“0”,可以人为用等于0方式去处理。直白地讲,在变量的变化过程中,它的值实际上不等于“0”,但它变化的趋向是向“0”,可以无限地接近于“0”,那么人们就可以用“等于0”的方式来处理,就不会产生错误的结果。极限论正是从变化趋向上说明了“无穷小量“与“0“的内在联系,从而澄清了逻辑上的混乱,完善了微积分的发展。柯西在《分析教程》中,不仅对极限概念进行基本明确的叙述,并以极限概念为基础,对“无穷小量“、无穷级数的“和”等概念给出了比较明确的定义。“极限”这一重要理论之后又经过波尔察诺、魏尔斯特拉斯、戴德金、康托等人的努力工作,进一步把极限论建立在严格的实数理论基础上,并且形成了描述极限过程的ε-δ语言。要想学好高等数学,就要弄清楚“极限”这一重要概念,认识到它是一个动态无限变化的过程,这样变化的趋势可以等于某一个常量。这一极限思想是建立微积分理论的重要思想基础,对数学等众多学科的发展有着的重大意义。END 赞 (0) 相关推荐 【第777期】高一 |理解函数对应法则 滴水穿石,不是因为力量,而是在于坚持! 对函数符号的理解 函数是一个重要的数学概念,伴随着数学学习不断深化,虽然我们遇到很多的具体函数,如一次函数,二次函数,反比例函数,指数函数,对数函数,三角函数等 ... 美索不达米亚的数学,古巴比伦人是绝对的数学天才 导语:科学探索是指对自然未知部分的探索性发掘.作为一种知识体系是科学研究活动的结果,掌握科学知识领悟科学本质发展科学探究能力,以便更好地促进科学和社会发展. 美索不达米亚的数学 亚洲西部的底格里斯河与 ... 凑数文,很多人眼中简单的数学问题,可能不简单 昨晚又一次被手机砸了牙,迷迷糊糊拿着手机差点睡着,被砸醒了. 这几天"218理财节"很热闹,我讨到了所有的彩头,33个彩头,一口气买了210只基金,都是门槛基,十块钱一只,去掉红包 ... 高中数学的精髓:数、函数与导数,颠覆很多人对高中数学的认识 对很多高中的学生特别是高三学生来说,整个高中数学最难的当属函数和导数,同时函数与导数的相关题目也总作为压轴题在考试中出现.函数与导数,涉及的内容多,考查的难度大,已经成为很多高中生.高考考生的&quo ... 狗主人的小小创意,被人们誉为天才之举,很多人表示想尝试学习 这是唐宁街上的猫第1499篇原创文章 一位充满爱心的狗主人在花园篱笆上钻了三个孔.这个小小举动,被人们誉为天才之举.因为这样做,她心爱的拉布拉多犬就可以看着她回家了.这是她发到社交媒体上的一段搞笑视频 ... 未来的世界属于弱小的人、谦卑的人 | 北大数学天才韦东奕 看完这个视频,心里挺感动的,就想和大家分享. 视频里这位看上去有点怪怪的小伙子,就是最近被网友封为"韦神"的数学天才韦东奕. 他神在哪里呢?简单点说,1991年出生的韦东奕,一次偶 ... 别再鼓吹数学天赋,很多人学习方法之低劣,... 别再鼓吹数学天赋,很多人学习方法之低劣,轮不到拼天赋. 我发现只要在头条一说数学,就有一批人说数学需要天赋,我就不明白了,拿个差不多的分数跟天赋有何关系?天赋不是针对优等生而言吗?普通群体何时天天要拼 ... 活活累死的中国数学天才,他留下的难题让所有人沉默…… 华人星光(ID:hrxg2020)原创内容 作者:华人星光 转载请联系后台授权 他死了,这位破解了, 100多年悬而未决世界难题的数学天才, 被活活累死了....... 世界知道他,中国人却不知道, ... 94岁新科女院士:在很多人混日子等退休的年纪,她波澜壮阔的数学生涯才刚刚开始 2008年,琼·伯曼在普林斯顿高等研究院 来源:普林小虎队 撰文|倪忆 2021年4月26日,美国科学院宣布了新当选的院士和外籍院士名单.在120名新科院士中,有59名女性,创下了纪录.其中有一位来自 ... 2020年湖州市中考数学真题很多人都在关... 2020年湖州市中考数学真题 很多人都在关注高考,其实,中考才是人生的第一大考! 现在分享给大家一套中考数学真题,大家练一练!#微头条名师团# #中考# #教育# #教育微头条#