微積分(一)一般概念以及從圓的面積怎麼來?
今天開始回憶或者說重學一下微積分,在此記錄一下課程總結以及拓展。
我們都知道圓的面積是,但是,為什麼呢?我們來看一下這個公式的由來。仔細觀察我們就能發現瞭解的微積分中的幾個idea:積分,導數。
假設想要計算一個半徑為3的圓的面積,首先將整個圓分成幾個同心圓。
我們以內部的一個半徑為r(0<r<3)的圓環為例,試圖找出這個圓環的面積。
那麼將這個圓環變形展開,能得到一個近似的長方形,它的長度為,寬度和切分圓環的粒度有關。可以假設這個寬度為 ,可能等於0.1。
那麼可以得到這個圓環的面積, 越小,越能近似面積 。
現在一個圓的面積分解為多個圓環的面積總和,而這個圓環的近似面積。
現在我們有這樣一個座標軸,橫座標是r,那麼原始圓的半徑為3,等分後每一部分的長度為
之前提到,越小,越能近似面積。當 越小時,我們能發現組成的面積近似於一個直角三角形。面積恰好為
好了,至此我們就巧妙的得到了圓的面積。
這個思想就是,將一個難的問題轉換為多個小問題值的和,從圖形下面積的和得到近似問題解。
加速行駛汽車的路程也是這個思想。
好了,下面來看一下微積分概念
其中,曲線圖形 與座標軸圍成的面積A(x)就是 的積分(Integral)。
變化區域對應的面積為,而 即
拓展為一般函式f(x),那麼 ,當,近似效果最好。其中 就是A的導數(Derivative),導數的其他形式在日後節分享。
至此,我們引出了兩個可以互相轉化的概念積分和導數,具體細節將在以後章節中給出。
我們的題目叫做圓的面積怎麼來?我們已經通過近似方法得到了圓的面積公式,那麼其中的常數 是怎麼計算的呢?下一節中將介紹其中一種思想。
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