微积分的实际用途有哪些?

天空581012


简单来说:加法有什么用,微积分就有什么用,而且更胜无数倍。


积分简单,说白了就是求和。最简单的就是面积、体积这类的。中国历史上的割圆术、祖暅原理就是积分思想的体现。这里(https://www.wukong.com/question/6629118976792199432/)是我关于积分的一个回答。


这里我想说的是:微积分方程。我们常在科普读物或者小说中读到,“某个方程多难解,又多么重要”,请大家明白,这说的不是我们中学学过的一元二次方程之类的方程,往往是微积分方程。这种方程有多重要,举例说明:牛顿第二定律就是一个微分方程,描述了我们日常生活中的所有物体的运动,从弹簧到琴弦,从声音到汽车稳定性,从建大楼到热气球升空,乃至卫星、火箭、飞船、天体的运动,都归这个方程统治;另一个例子:麦克斯韦方程组,可以有微分和积分两种形式,描写了电磁波,从广播、电视、电报、手机到宇宙观测(fast 望远镜),到光的五彩斑斓,都归这组方程管;爱因斯坦的广义相对论核心数学形式也是一个微分方程,这个更牛,可以解出黑洞和引力波,乃至整个宇宙。热学、量子力学,随处可见的都是微积分方程,可以说,微积分方程构建了描述物理世界的基础,而显然微积分方法是微积分方程的基础。



下图就是麦克斯韦方程的微分形式





再说几句,微积分虽然和加法有联系,积分就是求和。但是,采用微积分的思想来理解世界这种方式是全新的,这也是民科和科班出身的人的一个基本差别。但也不是说,会算微积分就算会了;在我看来,对于理工科的大学生来说,能理解微积分思想并用来它来建模描述某个系统才是一个及格线。


关于及格线的说法,我来给个补充:



这是1883年(注意时间),《科学》上的一篇文章。我给了一个简单的翻译:

科学要有应用性,科学本身就必须存在并不断发展。如果我们停止科学发展,而只注意其应用,那么我们很快就会沦为像中国人那样,长期没有明显发展,因为他们只对科学的应用感到满足,而从来没有对应用背后原理产生好奇。



会算微积分,和理解微积分并用来建模也是类似的。


清风正阳


这么说吧,除了非洲和南美洲热带雨林里的原始部落外,当今现代文明社会的衣食住行都需要微积分知识,可以说它的作用无处不在,无可替代的。信息时代它的贡献更大,天上的飞机,海里的巨轮,太空的卫星,路上的汽车高铁,无线通讯等等,如果没有微积分,我们现在的生活会立刻退回到中世纪的黑暗中。如果一定要在现代生活中找个无需微积分的领域,只有中医中药了。因为这个领域的理论自成一套,自认为无法被现代科学解释。信奉传统经验和古典理论,认为古人比今人更加聪明,相信阴阳五行能够推演出一切未知也能解释出一切现象。所以在实践中只需掌握加减乘除运算即可,连一元二次方程都用不上,更别使用提微积分了。


大刚142857


微积分是现代数学的开端,也是现代科学的基础,没有微积分就没有现代科学。


微积分是莱布尼茨和牛顿独立建立的。莱布尼茨是数学家,不用说。牛顿是物理学家,他建立微积分就是用来解决问题的,解决运动和变化的问题。一个做变速运动的质点,要求它的瞬时速度,计算距离,运动时间等等,都需要微积分的概念。可以说,没有微积分概念,就没有航天航空的任何东西。


微积分主要是微分、积分、极限、函数等概念,运动和变化充斥于世界的各个角落,不单单是运动学、天文学需要用到,经济学、社会学、化学、生物学等等都需要用到。微积分还处理不规则图形面积的计算,现在计算机的图像处理也必须要用到。


微积分极为重要和基础,我们人类的发展依赖于它而到不知觉的地步。


他山石家长部落


物理竞赛用处可多了,

已知位移——时间函数计算速度、已知速度——时间函数计算加速度、计算不规则的重心、万有引力、水压力以及各种其他力,计算非恒力做功,通过解微分方程研究物体运动问题、气体问题、电路问题(尤其含有电感)......

说不完了,多了去了


分享到:


相關文章: