關(guān)于多元微積分可以類比一元微積分進(jìn)行學(xué)習(xí)。可以說(shuō)實(shí)數(shù)完備性定理滲透到微積分的每個(gè)角落,高中生是可以自學(xué)微積分的,目前有很多中學(xué)生都已經(jīng)學(xué)了微積分初步,這個(gè)是很正常的事情,這樣你可以比那些沒(méi)有學(xué)過(guò)微積分的同學(xué)節(jié)約考試時(shí)間,徹底弄懂極限之后,就可以說(shuō)微積分的第1個(gè)難關(guān)已經(jīng)過(guò)去。
1、高中生可以自學(xué)微積分嗎?
高中生是可以自學(xué)微積分的,目前有很多中學(xué)生都已經(jīng)學(xué)了微積分初步,這個(gè)是很正常的事情。微積分是微分與積分的統(tǒng)稱,在高中的學(xué)生考試中,其實(shí)微分是比較有用的,相對(duì)來(lái)說(shuō)積分會(huì)比較少用,微分還有一個(gè)其他的說(shuō)法,就是求“導(dǎo)數(shù)”。比如在高中數(shù)學(xué)中有一類問(wèn)題是求二次函數(shù)的最大最小值,這類問(wèn)題的幾何意義是尋找拋物線的頂點(diǎn)的位置,這類問(wèn)題用求導(dǎo)數(shù)的方法是非常容易求解出來(lái)的。
再比如,在高中數(shù)學(xué)中還有一類問(wèn)題是求二次曲線與直線相切的切點(diǎn)的位置,這類問(wèn)題也可以用微分的方法快速求解。如果用常規(guī)的方法,那就需要去聯(lián)立直線方程與二次曲線的方程組,這樣求解過(guò)程非常復(fù)雜,耗費(fèi)的時(shí)間大概需要15分鐘,而如果采取微分的方法,你只需要對(duì)二次曲線求導(dǎo)數(shù),然后讓導(dǎo)數(shù)在二次曲線上的某點(diǎn)等于直線的斜率就可以了,整個(gè)求解過(guò)程不超過(guò)3分鐘。
這樣一對(duì)比,你至少可以節(jié)約12分鐘的時(shí)間,在考試的時(shí)候,如果遇見(jiàn)那種看起來(lái)非常難的選擇題或者填空題,能用微積分做的話,你馬上能寫出答案。這樣你可以比那些沒(méi)有學(xué)過(guò)微積分的同學(xué)節(jié)約考試時(shí)間,因?yàn)檫x擇題與填空題是不需要你寫出計(jì)算過(guò)程的,因此用微積分是非常好的。而對(duì)于一般的計(jì)算題,則可以先用微積分在草稿紙上算出正確答案,然后再用常規(guī)的辦法算一遍,如果兩種方法算出來(lái)的結(jié)果是一模一樣的,那么就說(shuō)明你做對(duì)題目了,你的信心會(huì)爆棚,
2、微積分我們很少用到,為什么還要學(xué)呢?
任何要用到數(shù)學(xué)的地方,幾乎都有它的身影。因?yàn)槲⒎e分的本質(zhì)是研究“量”和“量的變化”之間的關(guān)系,天下間我們感興趣的量,比如位置、速度,比如GDP、人口、壽命,絕大多數(shù)都是連續(xù)變化的。要研究他們之間的關(guān)系,往往用到一些數(shù)學(xué)模型,其中包含大量微分方程,微積分自然是重要的基礎(chǔ),沒(méi)有微積分,世界恐怕還是一片黑暗。
具體來(lái)講,微積分在各行各業(yè)都有廣泛的應(yīng)用,物理學(xué)就不用說(shuō)了,牛頓發(fā)明微積分的目的,就是想用微分方程來(lái)描述物理世界的現(xiàn)象。任何工程領(lǐng)域都必須用到微積分,平時(shí)算個(gè)體積面積、算個(gè)氣壓什么的,都要用。經(jīng)濟(jì)學(xué)里,各種預(yù)測(cè)這個(gè)那個(gè)的模型,都是微分方程,還有著名的博弈論,里面用到很多高深的數(shù)學(xué),遠(yuǎn)不止微積分了。金融領(lǐng)域,現(xiàn)在很多人搞的“量化交易”,什么期權(quán)定價(jià),各種衍生金融產(chǎn)品,都要用微積分算出來(lái),
光是微積分還不夠,還要加上“隨機(jī)過(guò)程”等更為高深的工具,去處理“風(fēng)險(xiǎn)”這個(gè)變量。保險(xiǎn)業(yè),計(jì)算人的壽命預(yù)期、各種意外的概率,從而算出保費(fèi)應(yīng)該定多少。算高了沒(méi)人買,算低了虧到爆,微積分和概率論都是標(biāo)配了。近兩年特別火的“機(jī)器學(xué)習(xí)”或者叫“人工智能”(其實(shí)是差不多的東西),比如AlphaGo,下棋這么厲害,背后包含一個(gè)深層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(40層),
這個(gè)網(wǎng)絡(luò)就是很復(fù)雜的一個(gè)函數(shù),里面有很多參數(shù)(上億個(gè)),而參數(shù)是需要訓(xùn)練的。訓(xùn)練的方式,本質(zhì)上是梯度下降法,那也是微積分里的東西,而且你留意到?jīng)]有,上面說(shuō)的幾個(gè)行業(yè),其實(shí)都挺賺錢的。也許有人會(huì)覺(jué)得,微積分就跟天書(shū)一樣,講的是真實(shí)世界不存在,只在理論世界存在的東西,學(xué)完一遍,考完了,就全部還給了老師。但這是完全錯(cuò)誤的,
這世間存在許許多多抽象的,沉悶的,然而可能是賺錢的行業(yè)。里面扎扎實(shí)實(shí)用到了大量的微積分,大量的概率論,大量的高等代數(shù),在一些更為高精尖的行業(yè),用到的數(shù)學(xué)可能還更多更高深,學(xué)好微積分、概率論等高數(shù)知識(shí),再配以應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的知識(shí)(比如經(jīng)濟(jì)學(xué),比如編程,諸如此類),絕對(duì)是步入小康,甚至發(fā)家致富的一個(gè)相當(dāng)靠譜的手段!。