我們為什麼要學高數?我們為什麼要學微積分?
我們為什麼要學習微積分呢,它有什麼應用嗎嗎
數學系學習數學時,通常是不考慮它的實際應用的,只考慮它在數學中的應用。不過這道題問的是非數學專業學習數學的意義,那就要說點實際應用了。
在你學習高中物理時,有沒有發現,有的概念是說不清楚的?比如瞬時速度,定義是當t無限小時的x/t,這個「無限小」是什麼?如果把物體的位移看做是時間的函數,那麼對於不規則的變速運動,能否直接用位移得到速度?用速度得到位移呢?
(微分、定積分)還有的概念,比如功,用的是力與位移的內積,但是只在恆力做功時才能直接這麼算,變力怎麼辦?有的力做功與路徑無關,比如重力;有的力做功與路徑有關,比如摩擦力。變化的摩擦力沿不規則曲線做的功,怎麼計算?
(第二類曲線積分)
在高中,有一類比較難的題,比如這樣的:雨滴打在雨傘上,對雨傘形成一個恆定的力,已知雨滴打在雨傘上的速度和單位時間內打在雨傘上的雨滴的質量,求這個恆定的力。類似的題可以出很多,它們共同的解決方法,能否不藉助具體例子,把它總結出來?
(微元法)除了物理,我們還可以找到更簡單的應用:
圓周率是如何定義和計算的?要知道,就連曲線的長度,要定義起來還有難度呢。有了圓周率,如何推出圓的面積?這個推導過程嚴謹嗎?
(圓周率的定義,中心到頂點距離為1的正2n邊形,n趨於無窮時,周長的一半)漂洗衣服,若每次漂洗後衣服中剩餘a㎏水,總共的漂洗用水是s㎏。則如何分配用水,可以儘可能把衣服漂洗乾淨?答案是漂洗次數越多越乾淨。這個乾淨程度有上限嗎,如果有,是多少?(常數e的意義,答案是有,e^(s/a))你能用這個手機發出這個問題,就用到了無數微積分知識。可以說,這個社會所有(注意是所有)稍有技術含量的工作,都以微積分為基礎。
當然,還是那句話,如果你的志向是一輩子買菜不幹別的,那學不學的確實也無所謂!
即使你有志於賣菜而不是買菜,我都覺得應該學點微積分,統計和運籌學,有利於預測客戶需求,控制庫存,優化sku組合, 從而最大化利潤
大多數學校純文科專業不用學微積分,不過到時候題主又要問,我們為什麼要學某某某?
你總得學點什麼專業相關吧
話說新生的嬰兒有什麼用呢?
沒有為什麼,瞎學,學懂了就知道了
你小學也不知道九九乘法表有啥用先來看看下列幾道應用題:
(1)已知某款零件每盒 50 個,5 盒共多少個零件?
50×5=250
(2)一件商品原價 100 元,經過三次提價後的價格為 133.1 元。假如每次提價率相同,求每次提價的百分率。
。
(3)已知某車間工人每小時生產 150 個零件,則 3 小時他生產了多少個零件?
150×3=450
(4)已知某車間工人在第小時生產的零件數為,那麼 5 小時生產出來的零件總量是多少?
――什麼鬼???
由此可見,現行中學階段的數學多屬於初等數學。它只能分析和處理不變的與均勻變化的事物。只要我們涉及到不均勻變化過程中的瞬時變化率與區間累積(幾何意義就是曲線的斜率與曲邊圖形的面積),如果只用有限步的四則運算與開方、對數的話,顯然是無法直接表示出來的。而函數就是描述因變數隨自變數變化的數學概念。為了讓這類問題的求解思路形式化、套路化,一個很自然的想法就是對函數定義導數和積分,而它們又可以被定義為兩類特殊的極限。於是,以極限為基礎,以微分、導數與積分為核心的高等數學的基礎框架就這樣形成了。它是系統性研究變數的必備工具。微積分與微分方程是高等數學的核心。
不均勻變化在自然界與社會中普遍存在。引入高等數學之後,我們就可以廣泛地對變化中的事物利用數學手段進行研究。
好玩
謝邀。
先說結論。高數,包括微積分,概率,線性代數等數學知識,在實際應用中,非常非常非常有用。
就以微積分為例子吧。任何要用到數學的地方,幾乎都有它的身影。因為微積分的本質是研究「量」和「量的變化」之間的關係。天下間我們感興趣的量,比如位置、速度,比如GDP、人口、壽命,絕大多數都是連續變化的。要研究他們之間的關係,往往用到一些數學模型,其中包含大量微分方程,微積分自然是重要的基礎。
沒有微積分,世界恐怕還是一片黑暗。
具體來講,微積分在各行各業都有廣泛的應用。
物理學就不用說了,牛頓發明微積分的目的,就是想用微分方程來描述物理世界的現象。任何工程領域都必須用到微積分。平時算個體積面積、算個氣壓什麼的,都要用。
經濟學裡,各種預測這個那個的模型,都是微分方程。還有著名的博弈論,裡面用到很多高深的數學,遠不止微積分了。
金融領域,現在很多人搞的「量化交易」,什麼期權定價,各種衍生金融產品,都要用微積分算出來。光是微積分還不夠,還要加上「隨機過程」等更為高深的工具,去處理「風險」這個變數。
保險業。計算人的壽命預期、各種意外的概率,從而算出保費應該定多少。算高了沒人買,算低了虧到爆。微積分和概率論都是標配了。
近兩年特別火的「機器學習」或者叫「人工智慧」(其實是差不多的東西),比如AlphaGo,下棋這麼厲害,背後包含一個深層的神經網路(40層)。這個網路就是很複雜的一個函數,裡面有很多參數(上億個),而參數是需要訓練的。訓練的方式,本質上是梯度下降法,那也是微積分里的東西。
而且你留意到沒有,上面說的幾個行業,其實都挺賺錢的。
也許有人會覺得,微積分就跟天書一樣,講的是真實世界不存在,只在理論世界存在的東西。學完一遍,考完了,就全部還給了老師。但這是完全錯誤的。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。裡面扎紮實實用到了大量的微積分,大量的概率論,大量的高等代數。在一些更為高精尖的行業,用到的數學可能還更多更高深。
可能你會覺得我說錢有點俗,不過既然你問的是微積分有什麼用,這本來就是一個很「俗」、很實在的問題。而又有什麼東西比「能賺錢」更能證明一個東西有用呢?對於一個沒有背景,沒有家世,沒有大額遺產可以繼承的小屁孩,學好微積分、概率論等高數知識,再配以應用領域內的知識(比如經濟學,比如編程,諸如此類),絕對是步入小康,甚至發家致富的一個相當靠譜的手段!
順便說一句。有些人啊,學不懂高數,就恨不得高數沒用。這就好像有些人沒錢,就總是以為「有錢人過得也不怎麼快樂」一樣。其實啊,有錢人過得是很快樂的,高數也確實是很有用的。至於說這些話的人,哎,說他們什麼好呢?反正別跟他們學就是了。
其實這個問題很有價值,很多課我們在學的時候,根本不知道它的應用在哪裡,也就沒辦法把握重點,好老師會跟你講講,舉一些例子,不太好的老師就只會讓你學了再說。知道與不知道實際用處,學習的動力是不同的。
回到高數,高數裡面的最重要的部分,就是微分,積分,多元函數微積分,偏微分,多重積分,泰勒級數,拉格朗日中值定理,傅立葉變換,高斯定理等等。這些內容都是以後理工科專業課各種公式定理證明的基礎。比如材料力學裡面計算應力分布的時候,往往就要用到積分。流體力學裡面分析流體微元的受力情況的時候,實際上是用的泰勒二次展開的近似值,用歐拉觀測法從牛頓第二定律推導納威斯托克斯方程的時候,也要用到高斯定理,還要用到偏微分。發動機的曲軸受力與轉角的對應關係,也是用泰勒展開近似求解出的一階與二階往複慣性力。對物體的運動狀態進行分析的時候,更是經常要用微積分,因為位移的時間導數就是速度,二次導數就是加速度,角速度角加速度也是如此。我不是學電路信號之類的,我大概還是了解到波形信號脈衝之類的經常要用到傅立葉變換。
以後你還會學到線性代數,這又是一門非常重要,應用非常廣的學科了,用矩陣來計算方程的解是很方便的,如果你會matlab,phyton之類的話,很多公式也是會寫成張量式的。如果學的理工科的話,數學真是一切的基礎,數學好學什麼都快。而這些理工科的專業課有什麼用,工作了特別是從事技術崗位的話,都會用到的,而你用的越多越熟練,從事的工作越複雜,可代替性就越小,你的收入就越高,所以說你現在學的好不好,跟你以後的收入息息相關。他可以幫你理解「抑制了房價過快上漲的勢頭」是什麼意思。然後決定要不要買房。
最簡單直白的,沒有微積分,就沒有麥克斯韋方程組,就沒有赫茲的實驗,就不會有電磁學的發展,也就不會有你現在拿著手機上網問這個問題這件事了- -
很簡單,因為學了微積分,你的學生生涯才算完整,你才有真正不同於高中生的思維方式。
發火箭,要計算軌道,就算知道牛頓定律,也不是平面幾何就能算出來的---------上微積分!
造航母,要計算船體形狀,可不是什麼初等函數就能搞定的--------上樣條函數!
(好吧這個也算初等函數,可是它的構造方法不初等呀)搞核電,要計算反應堆溫度,可不能造完反應堆再去測呀--------上熱傳導方程!
聽廣播,要發送聲音信號,可不能原封不動的傳過來--------上Fourier變換!
各種地方都需要用啊,物理啊化學啊信號啊還有各種工程,很多地方都需要高數的
用來區分不學的或者學不好的。不請自來。
學法律、文學、政治學、歷史學、藝術、表演等好多專業是不需要學高等數學的。
學了微積分才知道微積分多麼好用。像我,自從學會了微積分,很多問題已經懶得用初等方法做了。
不學微積分拿頭解微分方程
你初中沒畢業吧
因為不學以後上專業課啥都聽不懂
你問這個問題之前先自己學一下微積分就不會再問這個問題了,學過的人都知道微積分多好用
很多人小時候都有這個疑惑,但隨著學到大學高年級或者攻讀研究生的時候,大部分人都會知道的。所以,到時候就知道了。
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