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主题:(转)一种从代数式到微分式的快速变换法

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我研究数学分析(微积分)以来,有那么一点心得,一直想写出来,帮助初学者,以跨过那些难懂的书籍,以掌握微积分,以产生生产力。
让我们把概念抛弃,先把玩法弄会,把玩法弄熟,最后再学习基本理论。
本方法能从代数式一步过渡到微分式,只需要简单的替换、四则运算、省略等操作。
先从最简单的一元一次方程式开始。
y = 2x                      (1)
我们将 y 替换成 y+dy , 将 x 替换成 x+dx,于是上式变换成:
(y+dy) = 2(x+dx)      (2)
(2)-(1)得:
dy = 2dx                  (3)
上面这个(3)式就是(1)式的微分式。快吧?将dx从右边挪到左边就变成:
dy/dx =  2 = y'           (4)
上面的(4)式就是(1)式的导数式,导数就是这么求来的。
下面再来看一元二次方程:
y=x^2                      (5)
做替换,y→y+dy,x→x+dx,得:
(y+dy) = (x+dx)^2
展开得:
(y+dy) = x^2 + 2x*dx + dx^2  (6)
(6)-(5)得:
dy = 2x*dx + dx^2     (7)
这里介绍一个关键,微积分的精髓——dx属于一阶“无穷小”,而dx^2属于二阶“无穷小”,二者相加,高阶者略去,所以:
dy = 2x*dx                (8)
dy/dx = 2x = y'          (9)
上面的第(9)式就是(5)式的导数式。
下面看二元一次方程:
z = xy                      (10)
做替换z→z+dz,y→y+dy,x→x+dx得:
(z+dz) = (y+dy)(x+dx)(11)
展开得:
z+dz = xy + ydx + xdy + dxdy (12)
(12)-(10)得:
dz = xdy + ydx + dxdy(13)
看上式,又出现了高阶“无穷小”,可以略去,所以:
dz = xdy + ydx          (14)
上式即为(10)式的微分式。
最后再举一个例子,关于流体的连续性有一个式子:
ρvA = C(常数)
书上说先两边取对数,然后再两边微分,得:
dρ/ρ + dv/v + dA/A = 0
用我的方法,不用无中生有去微分,一样得出这个式子,先做替换得:
(ρ+dρ)(v+dv)(A+dA) = C
展开得:
ρvA + ρvdA + vAdρ + Aρdv + ρdvdA + vdAdρ + Adρdv + dρdvdA = C
减去第一个式子,再略去二阶及三阶无穷小,得:
ρvdA + vAdρ + Aρdv = 0
两边同除以ρvA,就跟上面一样了。
总结一下,第一步替换,第二步相减,第三步“略去高阶无穷小”,成功!
任何方程式都可以这么干,不涉及极限和无穷等概念,轻松学会微分变换。
14-04-28 14:10
还不如背公式,如果是x^10怎么算?
14-04-28 15:44
一看见微积分我就头疼啊
14-04-28 15:55
已忘完了。表情
14-04-28 19:08
学习一下  微积分啊
14-04-29 08:56
   把高数书拿过来复习下,就可以啦
14-05-16 13:56

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