盧社軍
摘 要:微積分是高等數(shù)學(xué)中的一門非常重要的科目,是用對(duì)變量近似計(jì)算和求解的方法完成對(duì)其變化規(guī)律的了解和認(rèn)識(shí)。隨著高等教育的普遍發(fā)展,高數(shù)微積分被逐漸運(yùn)用到人類的日常生活中,并發(fā)揮了極其重要的作用。文章通過對(duì)高數(shù)微積分的概述和介紹,結(jié)合微積分的實(shí)際應(yīng)用,以此論述高數(shù)微積分思想的意義。
一、高數(shù)微積分的概述
微積分是一門主要研究微分學(xué)和積分學(xué)的相關(guān)概念和應(yīng)用的數(shù)學(xué)分支。它的主要內(nèi)容是極限思想、微分和積分。微分學(xué)是一套有關(guān)變化率的理論,重點(diǎn)是求導(dǎo)數(shù)的計(jì)算,微分學(xué)使函數(shù)、速度和加速度、曲線的斜率可以運(yùn)用一套符號(hào)進(jìn)行表示。積分學(xué)則是用于計(jì)算面積和體積的一種通用的求積分的運(yùn)算。
高等數(shù)學(xué)的范圍要大于微積分,因?yàn)楦叩葦?shù)學(xué)既包括微積分,也包括常微分方程、空間幾何解析等內(nèi)容。高等數(shù)學(xué)和微積分之間的關(guān)系其本質(zhì)理解則為包括與被包括的關(guān)系。
二、高數(shù)微積分在社會(huì)中的實(shí)際應(yīng)用
(1)在物理學(xué)中的應(yīng)用。高數(shù)微積分思想在物理學(xué)中可用于研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移問題,我們可以把物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間進(jìn)行無限的細(xì)分,在每一份運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi),物體運(yùn)動(dòng)的速度發(fā)生的變化及其細(xì)小,可以忽略這種細(xì)微的變化,因此可認(rèn)為物體的運(yùn)動(dòng)速度是勻速不變的。而位移和速度之間的關(guān)系式為x=vt,根據(jù)已知的條件可求得位移;同時(shí)在研究變力做功的問題時(shí)也可以運(yùn)用微積分相關(guān)知識(shí)。對(duì)于恒力做功,可以運(yùn)用公式直接求得,但是對(duì)于變力做功,我們需要利用所學(xué)微積分思想將位移無限細(xì)分,每一份位移上力的變化細(xì)微,因此將其看作恒力,求出所做的功,然后將每一份位移上的功進(jìn)行無限求和,便可以算出變力所做的功。
(2)在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用。由于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)正在從定性向定量方向發(fā)展,高數(shù)微積分思想在醫(yī)學(xué)各個(gè)方面均有涉及。微積分主要是對(duì)分段和累加進(jìn)行研究,就是把一個(gè)整體細(xì)分成若干份,把非線性分成很小可以看做線性的部分,并用線性知識(shí)解決,最后進(jìn)行累加的過程。在醫(yī)學(xué)方面,在用藥或者研究某些病變的時(shí)候,該情況并不是連續(xù)的,我們可以將其細(xì)分為多個(gè)部分進(jìn)行分析和研究,將小部分看成連續(xù)性的。這種方可以幫助我們更好地分析其發(fā)展過程,有利于進(jìn)一步分析和控制病變的機(jī)理,最后通過計(jì)算,推算出繼續(xù)累加后病變的發(fā)展方向。
(3)在經(jīng)濟(jì)方面的應(yīng)用。經(jīng)濟(jì)學(xué)在本質(zhì)上則為一個(gè)數(shù)學(xué)公式:F(x)=f(x1、x2、...xn),在此公式中,x1、x2、xn為經(jīng)濟(jì)生活各種不定性的變量。經(jīng)濟(jì)學(xué)中的“邊際”就是將導(dǎo)數(shù)經(jīng)濟(jì)化的例子?!斑呺H效用”是指多消費(fèi)一種單位產(chǎn)品時(shí),對(duì)消費(fèi)者所增加或減少的效用?!皬椥浴备求w現(xiàn)了高數(shù)微積分的思想,例如,需求的收入彈性,就是其需求和收入之間的變化率的比,在經(jīng)濟(jì)方面的表述則為其他條件不發(fā)生變化時(shí),收入的變化會(huì)引起很大程度上的需求變化。
三、高數(shù)微積分思想的應(yīng)用意義
(1)高數(shù)微積分為不同的學(xué)科提供了分析問題的工具。數(shù)學(xué)是最具科學(xué)性的語言,對(duì)于從事各方面的研究者來說,僅依靠該領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,而且會(huì)對(duì)研究產(chǎn)生限制。當(dāng)其發(fā)展到深入階段,就需要借助數(shù)學(xué)工具對(duì)問題進(jìn)行分析。
(2)有效地提高了工作的效率。運(yùn)用高數(shù)微積分的思想,可將現(xiàn)實(shí)中一些復(fù)雜問題進(jìn)行簡(jiǎn)化,從而極大地提高工作效率。
(3)增強(qiáng)了人們?nèi)粘_x擇判斷的科學(xué)性。對(duì)于企業(yè)的管理者來說,一些感性的判斷會(huì)對(duì)企業(yè)造成嚴(yán)重的決策失誤。然而在解決企業(yè)的問題時(shí),將高數(shù)微積分思想有效地融入進(jìn)去,就在一定程度上避免了決策的失誤,依靠計(jì)算結(jié)果得出的結(jié)論更具有科學(xué)性。
綜上所述,數(shù)學(xué)已經(jīng)逐漸地滲入我們生活的各個(gè)方面,而高數(shù)微積分為各門學(xué)科提供了數(shù)學(xué)問題的研究工具,在未來必定會(huì)廣泛地應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)實(shí)踐方面,為社會(huì)做出巨大的貢獻(xiàn)。
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