㈠ 微積分的歷史意義
微積分是研究函數的微分、積分以及有關概念和應用的數學分支.
微積分的產生和發內展被譽為「近代技術文明產容生的關鍵事件之一」.微積分的建立,無論是對數學還是對其他科學以至於技術的發展都產生了巨大的影響,充分顯示了人類的數學知識對於人的認識發展和改造世界的能力的巨大促進作用.
積分的思想產生得很早,公元前200多年,希臘科學泰斗阿基米德(Archimedes,約公元前287~前212)就用積分的觀點求得球體積公式 他用球體「薄片」的疊加與球的外切圓柱及相關圓錐「薄片」的疊加,並用杠桿原理得到球體積公式.公元5世紀,中國數學家祖沖之、祖日恆 父子提出了「緣冪勢既同,則積不容異」,也是積分概念的雛形.
㈡ 微積分的創立意義
微積分學的創立,極大地推動了數學的發展,過去很多用初等數學無法解決的問題,運用微積分,這些問題往往迎刃而解,顯示出微積分學的非凡威力。
前面已經提到,一門學科的創立並不是某一個人的業績,而是經過多少人的努力後,在積累了大量成果的基礎上,最後由某個人或幾個人總結完成的,微積分也是這樣。
不幸的是,由於人們在欣賞微積分的宏偉功效之餘,在提出誰是這門學科的創立者的時候,竟然引起了一場軒然大波,造成了歐洲大陸的數學家和英國數學家的長期對立。英國數學在一個時期里閉關鎖國,囿於民族偏見,過於拘泥在牛頓的「流數術」中停步不前,因而數學發展落後了整整一百年。
其實,牛頓和萊布尼茨分別是自己獨立研究,在大體上相近的時間里先後完成的。比較特殊的是牛頓創立微積分要比萊布尼茨早10年左右,但是正式公開發表微積分這一理論,萊布尼茨卻要比牛頓發表早三年。他們的研究各有長處,也都各有短處。那時候,由於民族偏見,關於發明優先權的爭論竟從1699年始延續了一百多年。
應該指出,這是和歷史上任何一項重大理論的完成都要經歷一段時間一樣,牛頓和萊布尼茨的工作也都是很不完善的。他們在無窮和無窮小量這個問題上,其說不一,十分含糊。牛頓的無窮小量,有時候是零,有時候不是零而是有限的小量;萊布尼茨的也不能自圓其說。這些基礎方面的缺陷,最終導致了第二次數學危機的產生。
直到19世紀初,法國科學學院的科學家以柯西為首,對微積分的理論進行了認真研究,建立了極限理論,後來又經過德國數學家維爾斯特拉斯進一步的嚴格化,使極限理論成為了微積分的堅定基礎。才使微積分進一步的發展開來。
㈢ 微積分的起源與發展歷史
根據記載,牛頓對微積分問題的研究開始於1664年,此時他十分認真地研讀了笛卡爾的巨著《幾何學》,並且對書中求曲線切線的方法十分著迷,求知慾旺盛的牛頓迫切尋求一種更有效更一般的方法來解決這一問題。
思索了兩年之後,在1666年10月,牛頓撰寫了數學史上第一遍微積分論文《流數短論》,歷史性地提出了「流數」這一概念。牛頓將「流數」對應與速度,即位移函數對時間的微商,然後又以速度對時間的微商來作為加速度。深思熟慮三年之後,牛頓又完成了第二篇論文《運用無窮多項方程的分析學》,此文給出了因變數對自變數求瞬時變化率的一般方法,而且還證明了面積可以通過求變化率的逆過程得到,這實際上已經非常接近微積分基本定理(即牛頓-萊布尼茨公式)。1671年,牛頓在第三篇論文《流數術與無窮級數》中完善了第一篇論文的內容,使得論述與方法都更加清晰。又過了5年,牛頓寫出了他最成熟的微積分論文《曲線求積論》,進一步完善了對流數的理解並清晰敘述了微積分基本定理,還給出了他自己發明的一系列記號。
至此,一代巨人完成了創立微積分的偉大壯舉。然而由於自己保守內斂的性格,牛頓長期沒有公開發表自己的論文,僅為他少數好友所知。直到1687年,在好友哈雷的鼓勵與要求之下,牛頓才出版了巨著《自然哲學的數學原理》,直到這時,牛頓關於微積分的工作才公諸於世。正是牛頓的遲疑,引發了牛頓和萊布尼茨誰才是「微積分之父」的百年之爭,更是造成了英國科學界和歐洲大陸科學界的長期分隔。
㈣ 微積分的發明在數學史上有什麼意義
不光是數學史,真個人類發展進程中都具有劃時代的意義,沒有微積分,就談不上高大上,謝謝!
㈤ 微積分的歷史
微積分的歷史
見下文:
㈥ 論述微積分對人類歷史的貢獻。
微積分對人類貢獻太大了,它預言了很多行星軌道,與恆星,還為宇宙飛船的發射作貢獻,還對現在很多工程與科學技術,和理論物理的發展有很多貢獻。
㈦ 微積分的產生在數學史上有著怎樣的意義
微積分的產生,為數學發展史樹立了一座重要的里程碑。這一新的學科的創立版也開辟了新的科權學領域,它同時也是人類歷史上的一件大事。
從此,它使過去需要用特殊技巧和方法解決的一些困難問題,可以利用微積分這樣一個簡單的運算方式解決了,它也促進了力學、天文學的迅速發展。
微積分創立之初,人們似乎並不在乎它的邏輯基礎,而只看重應用微積分所創造的輝煌成果。直到18世紀,微積分才被建立在牢固的邏輯基礎之上。
㈧ 微積分的意義何在
微積分是在人們解決不了復雜運動問題時所引如的概念,從而幫助人們解決這些問題專.這就是他們創屬造微積分的原因.
他們揭示了萬物都是運動的道理,因為在我們所認識的最基本的二維空間中,都有運動存在,所以揭示了萬物都在運動.
微積分在純數學領域的應用就不說了,對非數學專業的人來說基本上沒什麼意義.但是微積分的思想很重要,僅以高中物理中感應電動勢的定義式為例,E=線圈砸數乘以磁通的變化比上時間的變化,實際上磁通的變化比上時間的變化就是磁通的導數.也即常說的磁通的變化率.
所以微積分在實際生活中主要是應用思想.
㈨ 微積分產生的意義有哪些
微積分是研究函數的微分、積分以及有關概念和應用的數學分支。微積分是建立在實數、函數和極限的基礎上的。
極限和微積分的概念可以追溯到古代。到了十七世紀後半葉,牛頓和萊布尼茨完成了許多數學家都參加過准備的工作,分別獨立地建立了微積分學。他們建立微積分的出發點是直觀的無窮小量,理論基礎是不牢固的。直到十九世紀,柯西和維爾斯特拉斯建立了極限理論,康托爾等建立了嚴格的實數理論,這門學科才得以嚴密化。
微積分是與實際應用聯系著發展起來的,它在天文學、力學、化學、生物學、工程學、經濟學等自然科學、社會科學及應用科學個分支中,有越來越廣泛的應用。特別是計算機的發明更有助於這些應用的不斷發展。
微積分學是微分學和積分學的總稱。
客觀世界的一切事物,小至粒子,大至宇宙,始終都在運動和變化著。因此在數學中引入了變數的概念後,就有可能把運動現象用數學來加以描述了。
由於函數概念的產生和運用的加深,也由於科學技術發展的需要,一門新的數學分支就繼解析幾何之後產生了,這就是微積分學。微積分學這門學科在數學發展中的地位是十分重要的,可以說它是繼歐氏幾何後,全部數學中的最大的一個創造。
微積分學的建立
從微積分成為一門學科來說,是在十七世紀,但是,微分和積分的思想在古代就已經產生了。
公元前三世紀,古希臘的阿基米德在研究解決拋物弓形的面積、球和球冠面積、螺線下面積和旋轉雙曲體的體積的問題中,就隱含著近代積分學的思想。作為微分學基礎的極限理論來說,早在古代以有比較清楚的論述。比如我國的莊周所著的《莊子》一書的「天下篇」中,記有「一尺之棰,日取其半,萬世不竭」。三國時期的劉徽在他的割圓術中提到「割之彌細,所失彌小,割之又割,以至於不可割,則與圓周和體而無所失矣。」這些都是樸素的、也是很典型的極限概念。
到了十七世紀,有許多科學問題需要解決,這些問題也就成了促使微積分產生的因素。歸結起來,大約有四種主要類型的問題:第一類是研究運動的時候直接出現的,也就是求即時速度的問題。第二類問題是求曲線的切線的問題。第三類問題是求函數的最大值和最小值問題。第四類問題是求曲線長、曲線圍成的面積、曲面圍成的體積、物體的重心、一個體積相當大的物體作用於另一物體上的引力。
十七世紀的許多著名的數學家、天文學家、物理學家都為解決上述幾類問題作了大量的研究工作,如法國的費爾瑪、笛卡爾、羅伯瓦、笛沙格;英國的巴羅、瓦里士;德國的開普勒;義大利的卡瓦列利等人都提出許多很有建樹的理論。為微積分的創立做出了貢獻。
十七世紀下半葉,在前人工作的基礎上,英國大科學家牛頓和德國數學家萊布尼茨分別在自己的國度里獨自研究和完成了微積分的創立工作,雖然這只是十分初步的工作。他們的最大功績是把兩個貌似毫不相關的問題聯系在一起,一個是切線問題(微分學的中心問題),一個是求積問題(積分學的中心問題)。
牛頓和萊布尼茨建立微積分的出發點是直觀的無窮小量,因此這門學科早期也稱為無窮小分析,這正是現在數學中分析學這一大分支名稱的來源。牛頓研究微積分著重於從運動學來考慮,萊布尼茨卻是側重於幾何學來考慮的。
牛頓在1671年寫了《流數法和無窮級數》,這本書直到1736年才出版,它在這本書里指出,變數是由點、線、面的連續運動產生的,否定了以前自己認為的變數是無窮小元素的靜止集合。他把連續變數叫做流動量,把這些流動量的導數叫做流數。牛頓在流數術中所提出的中心問題是:已知連續運動的路徑,求給定時刻的速度(微分法);已知運動的速度求給定時間內經過的路程(積分法)。
德國的萊布尼茨是一個博才多學的學者,1684年,他發表了現在世界上認為是最早的微積分文獻,這篇文章有一個很長而且很古怪的名字《一種求極大極小和切線的新方法,它也適用於分式和無理量,以及這種新方法的奇妙類型的計算》。就是這樣一片說理也頗含糊的文章,卻有劃時代的意義。他以含有現代的微分符號和基本微分法則。1686年,萊布尼茨發表了第一篇積分學的文獻。他是歷史上最偉大的符號學者之一,他所創設的微積分符號,遠遠優於牛頓的符號,這對微積分的發展有極大的影響。現在我們使用的微積分通用符號就是當時萊布尼茨精心選用的。
微積分學的創立,極大地推動了數學的發展,過去很多初等數學束手無策的問題,運用微積分,往往迎刃而解,顯示出微積分學的非凡威力。
前面已經提到,一門科學的創立決不是某一個人的業績,他必定是經過多少人的努力後,在積累了大量成果的基礎上,最後由某個人或幾個人總結完成的。微積分也是這樣。
不幸的事,由於人們在欣賞微積分的宏偉功效之餘,在提出誰是這門學科的創立者的時候,竟然引起了一場悍然大波,造成了歐洲大陸的數學家和英國數學家的長期對立。英國數學在一個時期里閉關鎖國,囿於民族偏見,過於拘泥在牛頓的「流數術」中停步不前,因而數學發展整整落後了一百年。
其實,牛頓和萊布尼茨分別是自己獨立研究,在大體上相近的時間里先後完成的。比較特殊的是牛頓創立微積分要比萊布尼詞早10年左右,但是整是公開發表微積分這一理論,萊布尼茨卻要比牛頓發表早三年。他們的研究各有長處,也都各有短處。那時候,由於民族偏見,關於發明優先權的爭論竟從1699年始延續了一百多年。
應該指出,這是和歷史上任何一項重大理論的完成都要經歷一段時間一樣,牛頓和萊布尼茨的工作也都是很不完善的。他們在無窮和無窮小量這個問題上,其說不一,十分含糊。牛頓的無窮小量,有時候是零,有時候不是零而是有限的小量;萊布尼茨的也不能自圓其說。這些基礎方面的缺陷,最終導致了第二次數學危機的產生。
直到19世紀初,法國科學學院的科學家以柯西為首,對微積分的理論進行了認真研究,建立了極限理論,後來又經過德國數學家維爾斯特拉斯進一步的嚴格化,使極限理論成為了微積分的堅定基礎。才使微積分進一步的發展開來。
任何新興的、具有無量前途的科學成就都吸引著廣大的科學工作者。在微積分的歷史上也閃爍著這樣的一些明星:瑞士的雅科布·貝努利和他的兄弟約翰·貝努利、歐拉、法國的拉格朗日、科西……
歐氏幾何也好,上古和中世紀的代數學也好,都是一種常量數學,微積分才是真正的變數數學,是數學中的大革命。微積分是高等數學的主要分支,不只是局限在解決力學中的變速問題,它馳騁在近代和現代科學技術園地里,建立了數不清的豐功偉績。
微積分的基本內容
研究函數,從量的方面研究事物運動變化是微積分的基本方法。這種方法叫做數學分析。
本來從廣義上說,數學分析包括微積分、函數論等許多分支學科,但是現在一般已習慣於把數學分析和微積分等同起來,數學分析成了微積分的同義詞,一提數學分析就知道是指微積分。微積分的基本概念和內容包括微分學和積分學。
微分學的主要內容包括:極限理論、導數、微分等。
積分學的主要內容包括:定積分、不定積分等。
微積分是與應用聯系著發展起來的,最初牛頓應用微積分學及微分方程為了從萬有引力定律導出了開普勒行星運動三定律。此後,微積分學極大的推動了數學的發展,同時也極大的推動了天文學、力學、物理學、化學、生物學、工程學、經濟學等自然科學、社會科學及應用科學各個分支中的發展。並在這些學科中有越來越廣泛的應用,特別是計算機的出現更有助於這些應用的不斷發展。
一元微分
定義
設函數y = f(x)在某區間內有定義,x0及x0 + Δx在此區間內。如果函數的增量Δy = f(x0 + Δx) − f(x0)可表示為 Δy = AΔx0 + o(Δx0)(其中A是不依賴於Δx的常數),而o(Δx0)是比Δx高階的無窮小,那麼稱函數f(x)在點x0是可微的,且AΔx稱作函數在點x0相應於自變數增量Δx的微分,記作dy,即dy = AΔx。
通常把自變數x的增量 Δx稱為自變數的微分,記作dx,即dx = Δx。於是函數y = f(x)的微分又可記作dy = f'(x)dx。函數的微分與自變數的微分之商等於該函數的導數。因此,導數也叫做微商。
幾何意義
設Δx是曲線y = f(x)上的點M的在橫坐標上的增量,Δy是曲線在點M對應Δx在縱坐標上的增量,dy是曲線在點M的切線對應Δx在縱坐標上的增量。當|Δx|很小時,|Δy-dy|比|Δy|要小得多(高階無窮小),因此在點M附近,我們可以用切線段來近似代替曲線段。
多元微分
同理,當自變數為多個時,可得出多元微分得定義。
積分是微分的逆運算,即知道了函數的導函數,反求原函數。在應用上,積分作用不僅如此,它被大量應用於求和,通俗的說是求曲邊三角形的面積,這巧妙的求解方法是積分特殊的性質決定的。
一個函數的不定積分(亦稱原函數)指另一族函數,這一族函數的導函數恰為前一函數。
其中:[F(x) + C]' = f(x)
一個實變函數在區間[a,b]上的定積分,是一個實數。它等於該函數的一個原函數在b的值減去在a的值。