引用——极限思想的进一步发展是与微积分的建立紧密相联系的。16世纪的欧洲处于资本主义萌芽时期,生产力得到极大的发展,生产和技术中大量的问题,只用初等数学的方法已无法解决,要求数学突破只研究常量的传统范围,而提供能够用以描述和研究运动、变化过程的新工具,这是促进极限发展、建立微积分的社会背景。起初牛顿和莱布尼茨以无穷小概念为基础建立微积分,后来因遇到了逻辑困难,所以在他们的晚期都不同程度地接受了极限思想。牛顿用路程的改变量ΔS与时间的改变量Δt之比【图片】表示运动物体的平均速度,让Δt无限趋近于零,得到物体的瞬时速度,并由此引出导数概念和微分学理论。他意识到极限概念的重要性,试图以极限概念作为微积分的基础,他说:“两个量和量之比,如果在有限时间内不断趋于相等,且在这一时间终止前互相靠近,使得其差小于任意给定的差,则最终就成为相等”。但牛顿的极限观念也是建立在几何直观上的,因而他无法得出极限的严格表述。牛顿所运用的极限概念,只是接近于下列直观性的语言描述:“如果当n无限增大时,【图片】无限地接近于常数A,那么就说【图片】以A为极限。”这种描述性语言,人们容易接受,现代一些初等的微积分读物中还经常采用这种定义。但是,这种定义没有定量地给出两个“无限过程”之间的联系,不能作为科学论证的逻辑基础。正因为当时缺乏严格的极限定义,微积分理论才受到人们的怀疑与攻击,例如,在瞬时速度概念中,究竟Δt是否等于零?如果说是零,怎么能用它去作除法呢?如果它不是零,又怎么能把包含着它的那些项去掉呢?这就是数学史上所说的无穷小悖论。英国哲学家、大主教贝克莱对微积分的攻击最为激烈,他说微积分的推导是“分明的诡辩”。贝克莱之所以激烈地攻击微积分,一方面是为宗教服务,另一方面也由于当时的微积分缺乏牢固的理论基础,连牛顿自己也无法摆脱极限概念中的混乱。这个事实表明,弄清极限概念,建立严格的微积分理论基础,不但是数学本身所需要的,而且有着认识论上的重大意义。
欧拉也曾尝试使用“0”作为无穷小,但其珍贵的思想很难被后人接受。例如:把“1”个苹果分成N份,使得每份为“0”。这一概念确实是超出我们常规认知的,所不能接受的。但是这一思想却有它独特的道理:
1.一个圆规画出一个圆,圆上的每一点到圆心的距离都相等。
若圆上有无穷多个点,且每个相邻点的距离不为“0”,而是一个趋向于“0”的无穷小,那么首先可以确定这个距离是个不为“0”的正数——即圆上相邻两点有距离。设圆上相邻两点A、B,连接AB与圆心O可得到一个三角形,线段AB为三角形的底。
那么可根据前面的性质得到由无穷多个“三角形的底”连接构成一个圆。换言,线段AB中点与O点的距离等于A或B点到O点的距离。
其悖论的原因就出在“圆上相邻点的存在距离。”
2.就0.9999......=1问题,现仍存在争议。
直观的感受就是前者小于后者,但1/3*3却是0.9999...... 不能说把一块橡皮泥分成3分再还原却比原来小了吧~
受普遍接受的解法0.9999......*10-0.9999......=9.9999......-0.9999......=9 然后再除以9就等于“1”。 这就好比另一个式子:1-1+1-1+1-1....... 如果最后一个是“+1”最后答案是1,如果是“-1”则为0。而无尽的重复这样的过程且答案只有一个,最后到底是几呢?欧拉给出的结果是1/2,他是这样计算的:
1-1+1-1+1-1...... —— 1式
-1+1-1+1-1...... —— 2式 =1式*(-1)
1式-2式= 1 =1式+1式 那么得1式=1/2(既不是0,也不是1)
然后人们普遍接受了上个式子,却无法接受欧拉的解法。然而两种式子的概念是一样的。
对于“0.999......=1”人们直观的认为在0.000......的最后存在一个“1”,使得等式不成立。若这最后的一个“1”在某一个分位(十、百、千、万.....分位)上使得它的值为零,则等式将成立。即 0*x=1 这一分位则是“0”的倒数。
为什么这一分位不是无穷大呢?可以这样理解,一个木棍一天用去其1/2,永远都用不完,即使过了无穷多天,木棍依然存在。那么“0”的倒数具有什么样性质使得它能达到无穷所不能及 的事呢?
首先,“0”既不是正数也不是负数,即它也是非正非负的数,“0”的部分等于它自身(0/2=0),即它的部分也等于整体。这恰好满足于上面的两个式子。
当然,这短时间很难理解,暂且说这么多。