微积分极限如何做(微积分基础极限如何计算)
极限是微积分的基础,平时接触到的极限,例如无穷大,物理里面的绝对零度,光速之类的,都可以认为是极限,意思就是可以接近,但是永远无法达到的数值,数学里面的极限也是这个含义;
先来看一个最简单的例子,同时介绍一下输入,打开MMA,新建notebook;
输入极限符号:ESC,lim,ESC,依次输入,可以得到一个极限符号,如下图:
输入极限变量的极限值:例如我们要使得x无限接近0
- 输入底标,CTRL 4
- 输入极限值,x->0
输入极限表达式主体:例如我们要求x的倒数的极限值
- 鼠标点击整个表达式右侧,使得光标移动到右侧,防止继续输入的内容在底标里面,也可以使用键盘方向右键完成这个步骤
- 输入分母1,分数线CTRL /,分子x
完成了输入,Shift Enter,得到结果Indeterminate,意思是没有确定的结果,哪里的问题呢,我们首先来观察一下1/x函数图像:
双曲线
可以看到在x=0的位置是没有y值的,但是在两侧分别趋向于正负无穷大,也就是说我们要指定x从哪一侧逼近极限值
输入自变量逼近极限值的方向:
- 点击底标中的0,使得光标在0的右侧闪烁
- CTRL 6,使得光标移动到0的右上角
- 输入 号,表示从x轴的右侧,大于0的方向趋向0
这一次我们得到了极限值,为正无穷大,如果你观察1/x的函数图像,就知道为什么是这个值了;
如上图,在理解微积分的文章里面,我们讲解了使用微积分求面积的时候,有一种角度的分解方法,使用过一个假设,就是只要图中dθ越来越小的时候,三角形底边和弧长是越来越接近的,现在可以利用极限来证实这个假设:
- 弧长为R*dθ
- 三角形底边的一半AB=R*Sin(dθ/2),所以底边长度为AB的2倍,2*R*Sin(dθ/2)
- 利用极限比较大小
做商
做差
很显然,无论是相除,还是相减,都能明明白白的告诉你,当角度细分到无限小的时候,三角形底边和对应的弧长是一样的,虽然自觉总是觉得弧长要长一些;
自然对数底的极限定义
自然对数的底e=2.718...,是一个无理数,无限不循环,很多人一直不明白这到底是个啥,有啥用,其实里面有个故事:
有个人在银行存款1块钱,年息100%,土豪银行,穷逼储户,年底算利息,这个人本息总计2块钱;然后这个人想,如果我半年算一次利息,半年利息就是50%,那上半年的利息在下半年又有利息,钱肯定更多了,于是就尝试一下,果然多了一些,虽然只多了2毛5:
然后这人继续想,一个月计息一次,岂不是更多:
果然有效,一天一次呢:
估计业务员要被烦死,好像有点眼熟,那就对了,越来越接近e了,自觉告诉我们,极限应该是e,也就是说,如果计息无数次,年最终本息合计应该等于e:
于是银行直接给他2块7毛2分,省下了大批的计息工作量,真是太机智了!
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