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(yùn)算。那難不成這條式子的意思是用f(x)去乘dx,問(wèn)題是這個(gè)dx又是什么意思。
上面可沒(méi)有d這個(gè)字母。
不過(guò)張公綽還是試探著問(wèn)道:“難不成……”
但話說(shuō)到一半,張公綽便又停了下來(lái)。
“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(diǎn)被現(xiàn)實(shí)束縛住了,也是提醒道:“這個(gè)dx的意思,就是一滴滴的x的意思?!?p> 李縱說(shuō)這話的同時(shí),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(wèn)道。
張公綽便道:“如果把這個(gè)dx比作是一小段的距離,那么這個(gè)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(méi)錯(cuò)!雖說(shuō)你說(shuō)的這個(gè)割方條術(shù)還不是很準(zhǔn)確,但是,我們就是把這個(gè)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(lái)說(shuō),我們都會(huì)認(rèn)為線是沒(méi)有寬度的,但現(xiàn)在我們認(rèn)為它有一滴滴的距離,而這個(gè)一滴滴的距離,就是dx?!?p> “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。”
張公綽卻道:“可這樣……這條線上,不是每一處……那這個(gè)要怎么加起來(lái)?”
李縱便道:“之前不是教過(guò)你們∑符號(hào)嗎?這個(gè)彎曲的像蛇一樣的符號(hào),∫,它的意思就是求和。那為什么不用前面的那個(gè),這就涉及到,兩者求和的意義不同?!?p> “前者是對(duì)離散的,像1、2、3、4這樣的,一個(gè)一個(gè)加在一起的求和,而∫是對(duì)任何實(shí)數(shù),而且是連續(xù)分布的數(shù)的加起來(lái)一起?!?p> “比如說(shuō),在1跟2之間,會(huì)有一個(gè)根號(hào)2,也就是2的開(kāi)方,它比1大,比2小,而反應(yīng)在我們這個(gè)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(gè)也算上。而不能去跳過(guò)那些在1跟2之間的數(shù)。”
“然后,剩下還有兩個(gè)數(shù),一個(gè)是a,一個(gè)是b,下面的a,表示我要求和的起點(diǎn),上面的b,表示我要求和的終點(diǎn)。就這問(wèn)題而言,這個(gè)求和是有邊界的,而a、b在這里表示的就是求和的邊界?!?p> “所以整條式子的意思就是,在這個(gè)圖形中,它的面積就等于從a到b這個(gè)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(lái)?!?p> “然后!這條式子我們就說(shuō)它是這個(gè)圖形的面積公式。”
“那么問(wèn)題來(lái)了,雖說(shuō)我們定義了這些內(nèi)涵,讓這個(gè)式子賦予了很直白很簡(jiǎn)單易懂的含義,接下來(lái)我們只要能夠算出這條式子,那么我們就能知道這個(gè)圖形的面積?!?p> “可是……這些都是我們直接說(shuō)它就是這樣的,我們其實(shí)并不知道它是怎么算的?!?p> “這個(gè)一滴滴的距離dx,我們不可能真的一滴滴加起來(lái)。在現(xiàn)實(shí)中,這樣的事情我們是辦不到的。”
“所以接下來(lái)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(gè)放一放,接下來(lái)我們?cè)賹W(xué)學(xué)另一個(gè)概念。”
“我們假設(shè)有λ=x(t)這么一個(gè)函數(shù)。”
“t,我們代表的是時(shí)間,單位是……隨便,比如說(shuō)一個(gè)時(shí)辰?!?p> “x,我們代表的是位置,比如說(shuō),假設(shè)我們?cè)诼飞厦扛粢欢尉嚯x,比如說(shuō)十里路,就設(shè)置一個(gè)路標(biāo),上面寫著這里的里程數(shù),比如說(shuō),從出發(fā)點(diǎn),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(gè)整數(shù)的,比如說(shuō)根號(hào)2里?!?p> “總之,這些都不管,那x的單位就是:里?!?p> “然后我們想象一下,當(dāng)一個(gè)人在這么一段路上走的時(shí)候,他是不是每一個(gè)時(shí)間點(diǎn),都對(duì)應(yīng)著一個(gè)里數(shù)?!?p> “現(xiàn)如今我們?cè)俣x一個(gè)速度的概念,什么是速度,就是路程除以時(shí)間?!?p> “好比說(shuō):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(shuō),你們回家的平均速度,就是三十里除以三天,每天走十里路?!?p> “現(xiàn)在我們?cè)偌僭O(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(gè)瞬間的速度,這個(gè)式子又要如何表示?”
“按照前面的例子,是不是就是,如圖?!?p> “dx除以dt,在一滴滴的時(shí)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(shí)速度是里/時(shí)辰。”
“通過(guò)這個(gè)式子,我們是不是就可以求得,某個(gè)人在某一瞬間很短很短的時(shí)間之內(nèi),他的速度?!?p> “當(dāng)然!自古以來(lái),就有一個(gè)詭論,那就是假設(shè)把我們動(dòng)的這個(gè)時(shí)間跟位置記錄下來(lái),畫下來(lái),而且我們假設(shè)它可以被畫下來(lái),那么,假如說(shuō)每一瞬間,我們?cè)诋嬌隙紱](méi)有動(dòng)過(guò),那我們是怎么從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方的?!?p> “其實(shí)實(shí)際情況自然是,我們不可能在每一瞬間都沒(méi)有動(dòng),我們還是會(huì)動(dòng)的?!?p> “而接下來(lái)我們說(shuō)的這個(gè),就是為了解決這個(gè)問(wèn)題,如下所示:”
圖。
“這式子的意思就是,移動(dòng)過(guò)的距離x(t)-x(a),除以時(shí)間變化t-a,得到速度?!?p> “可這個(gè)式子還不夠完美,因?yàn)椤?p> “我們要想知道,我們?cè)诤芏毯芏痰臅r(shí)間,我們的速度,雖然我們已經(jīng)有了上面這個(gè)式子,可問(wèn)題是,這個(gè)很短很短的時(shí)間到底是多少。”
“有人說(shuō),很短很短的時(shí)間是眨一下眼的功夫,也有人不同意,說(shuō)還要比這個(gè)時(shí)間小千分之一,萬(wàn)分之一,那么,我們?cè)撊绾味x這個(gè)很短很短的時(shí)間,才能夠讓所有的人都信服?!?p> “那我們就可以讓這個(gè)式子當(dāng)中的t=a,t=a的意思,就是說(shuō),我讓t就是a,這樣大家面對(duì)這個(gè)很短很短的時(shí)間,就不會(huì)說(shuō),t-a到底是不是就是已經(jīng)很短很短了?!?p> “因?yàn)槲覀冏宼=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(méi)有辦法把這個(gè)式子算出來(lái)?!?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(gè)式子能被算出來(lái)?!?p> “所以,在這里,我們?cè)俅我胍粋€(gè)新的符號(hào),來(lái)表示我們接下來(lái)要做的事?!?p> 圖。
“我們就用這個(gè)形式寫出來(lái),表示我們接下來(lái)要做的事?!?p> “而且,我們將這個(gè)過(guò)程,稱之為微分?!?p> “至于前面我們說(shuō)的面積求和,則是積分?!?p> “那么問(wèn)題來(lái)了,這兩個(gè)東西加起來(lái),合稱‘微積分’,接下來(lái)要怎么用。”
“我們還是剛剛的例子,計(jì)算瞬時(shí)速度,也就是在一段很短很短時(shí)間的速度,這個(gè)速度是通過(guò)路程除以時(shí)間,微分得來(lái)的?!?p> “微分所記錄的是每一個(gè)很短很短的時(shí)間,人所走過(guò)時(shí)的速度?!?p> “現(xiàn)在我假設(shè),之前積分的圖,這就是人在很短很短時(shí)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(shí)間之內(nèi),也就是由a到b,他移動(dòng)了多少路程,該怎么求?”