兩人看看李縱所寫下的面積,又看了看李縱。
按照他們的理解,只要字母中間不寫東西的,都做乘法運算。那難不成這條式子的意思是用f(x)去乘dx,問題是這個dx又是什么意思。
上面可沒有d這個字母。
不過張公綽還是試探著問道:“難不成……”
但話說到一半,張公綽便又停了下來。
“老夫還是不太能夠理解,這圖形的面積該如何求?!?p> 李縱知道張公綽有點被現(xiàn)實束縛住了,也是提醒道:“這個dx的意思,就是一滴滴的x的意思?!?p> 李縱說這話的同時,還用手指比了一段很小很小的距離給他看。
張公綽立刻就脫口而出,“難不成,你是想用割方條術(shù)?”
“什么?什么割方條術(shù)?”恒巽也是立刻問道。
張公綽便道:“如果把這個dx比作是一小段的距離,那么這個f(x),就是它的高。底乘高,正是面積?!?p> “但……”
他緊接著又低著頭猶豫了下。
李縱卻是道:“沒錯!雖說你說的這個割方條術(shù)還不是很準(zhǔn)確,但是,我們就是把這個圖形,看成是一條條的鉛垂線段,而且這條鉛垂線段的底,正常來說,我們都會認(rèn)為線是沒有寬度的,但現(xiàn)在我們認(rèn)為它有一滴滴的距離,而這個一滴滴的距離,就是dx。”
“所以這里的f(x)dx的意思,就是你原本所想的那樣,即是底乘高的意思?!?p> 張公綽卻道:“可這樣……這條線上,不是每一處……那這個要怎么加起來?”
李縱便道:“之前不是教過你們∑符號嗎?這個彎曲的像蛇一樣的符號,∫,它的意思就是求和。那為什么不用前面的那個,這就涉及到,兩者求和的意義不同。”
“前者是對離散的,像1、2、3、4這樣的,一個一個加在一起的求和,而∫是對任何實數(shù),而且是連續(xù)分布的數(shù)的加起來一起?!?p> “比如說,在1跟2之間,會有一個根號2,也就是2的開方,它比1大,比2小,而反應(yīng)在我們這個圖形上,顯然,雖然我們看不到,但它肯定是有的,我們要把這個也算上。而不能去跳過那些在1跟2之間的數(shù)。”
“然后,剩下還有兩個數(shù),一個是a,一個是b,下面的a,表示我要求和的起點,上面的b,表示我要求和的終點。就這問題而言,這個求和是有邊界的,而a、b在這里表示的就是求和的邊界。”
“所以整條式子的意思就是,在這個圖形中,它的面積就等于從a到b這個區(qū)間,把所有這些底只有一滴滴距離,大小為dx,高度是f(x)的鉛垂線的面積,現(xiàn)在我們按照面積公式,把它的面積全部都加起來?!?p> “然后!這條式子我們就說它是這個圖形的面積公式?!?p> “那么問題來了,雖說我們定義了這些內(nèi)涵,讓這個式子賦予了很直白很簡單易懂的含義,接下來我們只要能夠算出這條式子,那么我們就能知道這個圖形的面積?!?p> “可是……這些都是我們直接說它就是這樣的,我們其實并不知道它是怎么算的?!?p> “這個一滴滴的距離dx,我們不可能真的一滴滴加起來。在現(xiàn)實中,這樣的事情我們是辦不到的?!?p> “所以接下來怎么辦!”
“怎么辦?”兩人又是瞪大著眼睛看著他。
李縱袖子一捋,卻是道:“我們先把這個放一放,接下來我們再學(xué)學(xué)另一個概念?!?p> “我們假設(shè)有λ=x(t)這么一個函數(shù)?!?p> “t,我們代表的是時間,單位是……隨便,比如說一個時辰?!?p> “x,我們代表的是位置,比如說,假設(shè)我們在路上每隔一段距離,比如說十里路,就設(shè)置一個路標(biāo),上面寫著這里的里程數(shù),比如說,從出發(fā)點,0,然后是10、20、30這樣,而在它們中間,當(dāng)然可能也有我們之前講到的那些類似于不是一個整數(shù)的,比如說根號2里。”
“總之,這些都不管,那x的單位就是:里。”
“然后我們想象一下,當(dāng)一個人在這么一段路上走的時候,他是不是每一個時間點,都對應(yīng)著一個里數(shù)?!?p> “現(xiàn)如今我們再定義一個速度的概念,什么是速度,就是路程除以時間。”
“好比說:你們兩位,現(xiàn)如今離家有三十里,然后回去的話,走路回去的話,要三天?!?p> “那么我們就說,你們回家的平均速度,就是三十里除以三天,每天走十里路。”
“現(xiàn)在我們再假設(shè)一下,我們要是不想知道得這么粗糙,我們要想知道的是,你們二人每一瞬間,不是一天的平均速度,而是每一個瞬間的速度,這個式子又要如何表示?”
“按照前面的例子,是不是就是,如圖。”
“dx除以dt,在一滴滴的時間之內(nèi),走了一滴滴的路。然后單位是,按照上面單位,結(jié)果就變成了人的瞬時速度是里/時辰?!?p> “通過這個式子,我們是不是就可以求得,某個人在某一瞬間很短很短的時間之內(nèi),他的速度。”
“當(dāng)然!自古以來,就有一個詭論,那就是假設(shè)把我們動的這個時間跟位置記錄下來,畫下來,而且我們假設(shè)它可以被畫下來,那么,假如說每一瞬間,我們在畫上都沒有動過,那我們是怎么從一個地方移動到另一個地方的?!?p> “其實實際情況自然是,我們不可能在每一瞬間都沒有動,我們還是會動的?!?p> “而接下來我們說的這個,就是為了解決這個問題,如下所示:”
圖。
“這式子的意思就是,移動過的距離x(t)-x(a),除以時間變化t-a,得到速度?!?p> “可這個式子還不夠完美,因為……”
“我們要想知道,我們在很短很短的時間,我們的速度,雖然我們已經(jīng)有了上面這個式子,可問題是,這個很短很短的時間到底是多少?!?p> “有人說,很短很短的時間是眨一下眼的功夫,也有人不同意,說還要比這個時間小千分之一,萬分之一,那么,我們該如何定義這個很短很短的時間,才能夠讓所有的人都信服?!?p> “那我們就可以讓這個式子當(dāng)中的t=a,t=a的意思,就是說,我讓t就是a,這樣大家面對這個很短很短的時間,就不會說,t-a到底是不是就是已經(jīng)很短很短了?!?p> “因為我們讓t=a,那就已經(jīng)是變得不可再短了,是也不是?”
“但是在數(shù)術(shù)上,如果讓t=a,我們沒有辦法把這個式子算出來?!?p> “上面是零,下面是零,零除以零等于多少?可我們還是想讓這個式子能被算出來?!?p> “所以,在這里,我們再次引入一個新的符號,來表示我們接下來要做的事?!?p> 圖。
“我們就用這個形式寫出來,表示我們接下來要做的事。”
“而且,我們將這個過程,稱之為微分?!?p> “至于前面我們說的面積求和,則是積分。”
“那么問題來了,這兩個東西加起來,合稱‘微積分’,接下來要怎么用?!?p> “我們還是剛剛的例子,計算瞬時速度,也就是在一段很短很短時間的速度,這個速度是通過路程除以時間,微分得來的?!?p> “微分所記錄的是每一個很短很短的時間,人所走過時的速度。”
“現(xiàn)在我假設(shè),之前積分的圖,這就是人在很短很短時間的速度的變化的坐標(biāo)圖?!?p> “現(xiàn)在我要求,人在某一段時間之內(nèi),也就是由a到b,他移動了多少路程,該怎么求?”