關於無窮小方法在物理學的應用

2021-06-16 11:27:36 字數 1602 閱讀 6071

回顧歷史,微積分學傳入我國是在上世紀初期(確切地說,是在

1908

年),至今,時不算長短。從歷史演化的角度來看問題,國人對微積分的基礎學知識的普遍了解是欠缺的,尤其是,與西方發達國家相比。

數學是」科技之王「,沒有數學的進步,談論科學的現代化等於是空談。空談誤國的道理,這個道理大家都懂得。7月

15日,

j.keisler

《基礎微積分》教材的「第

6.1節無限和定理」與」第

6.6節某些物理方面的應用「上傳完畢,有感。

什麼叫」無限和定理」(

infinite sum theurem)

?在傳統微積分學裡面沒有相應的定理,定理的名字顯得有點奇怪。我們考慮這樣乙個問題,兩個無窮小是怎樣相互「無限地接近」?比如,假定超實數ε,

δ都是無窮小,我們要問,兩者「相互接近」程度是怎樣刻畫的?怎麼描述這種「無限地接近」程度?在第

6.1節中,

j.keisler

給出如下定義:

definition

let

ε,δ

be infinitesimals and let

δx be a nonzero infinitesimal. we say that ε

is infinitely close to δ

compared to δx,

ε ≈ δ             (compared to

δx), if ε/δx

≈δ/δx.

注意:「ε/δ

x≈δ/δ

x」的意思是,比值ε/δ

x與比值δ/δ

x兩者相差是乙個無窮小。在此情況之下,相對於無窮小δx

而言,無窮小ε與

δ之間的相對誤差幾乎可以忽略不計。也就說,在實際物理問題中,我們可以用δ替代

ε而不會出現大的誤差。

進入」第

6.6節某些物理方面的應用「,其中有一段話:「

....the wire on the

x-ax is between the points x=

aand

x=b,and let the density

(密度)

at the point x be

ρ(x).

consider the piece of the wire of infinitesimal length δ

x and mass δ

m. at each point between

x and x+δ

x,the density(

密度)is infinitely close to

ρ(x),so δ

m ≈

ρ(x)

δx             (compared to δx)

由此,這條長桿(

wire

)的總質量不難用對

ρ(x)δx

取積分而求得(根據無限和定理)。實際上,這種思想在傳統微積分學裡面表述的不夠清晰。學了(ε,

δ)極限論,搞不懂微積分的精神實質是常有的事情。現在,超實數無窮小既然已經從潘多拉盒子裡面跑出來了,那麼,我們就讓它為人類科技文明服務吧!

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