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什么是计算机图形学,学数学有什么用论文

来源:整理 时间:2022-04-08 22:09:45 编辑:教育知识 手机版

大学学高等数学有什么用?

大学学高等数学有什么用

林群院士有一段演讲,他说丘成桐(数学最高奖菲尔茨奖获得者)说过,所有高级的数学都是微积分和线性代数玩出来的。而概率统计最早期不太被承认是严肃数学的一部分,直到建立了一些基础理论之后才发展起来,现在应用很广泛。所以,高数(主要内容是微积分),线性代数,概率统计是一般理工科的基础课。至于很多人在学完高数后会觉得没有用,这是有原因的。

一方面,在很多领域,高数确实没什么用。高数研究的是函数,也就是量与量之间的关系。如果不涉及到这个,那就用不上高数的知识。另一方面,我们大学的高数课程对应用部分讲得还是很少的,仅限于一些几何问题和少量的优化问题。其实,高数在牛顿那个年代是蛮高大上的,因为天文学离不开它,物理学离不开它。有人说,现在是线性代数的时代。

个人觉得,概率统计也是特别重要了。似乎,高数的地位有所下降。高数虽然可能地位有所下降,但说高数只是思维训练,我觉得是没有弄清高数这门课的核心内容所致。有很多人学完高数,掌握了许多积分技巧,但并没有一个思路,不知道高数是做什么的,怎么用。下面举几个例子说明高数都用在哪里,学高数我们应该学会什么。第一个,求函数的瞬时变化率。

我们都会算一段时间内的平均速度,但某一时刻的速度是多少呢?它对应于我们怎么过一个曲线上一点画切线,因为切线的斜率就是瞬时变化率。当然,这一点,学过高数里如何求导的都不觉得是问题,也容易忽略它,因为比较简单。但其实想一想,如果没有求导数的技巧,这个瞬时变化率是不太好求的。第二个,求区域的面积。中学里我们学过怎么求圆面积,梯形面积,三角形面积,甚至是椭圆面积。

这些是比较规则的区域面积。那么一般的区域面积怎么求呢?高数里学了,可以用定积分来求。求定积分的关键,在于怎么把求导的过程逆过来,我们学了比较多的积分技巧,就是为了这个。同样,求物体体积,求曲线长度,都可以用极限的思想转化为定积分问题来求解。第三个,拓展了方程的范围。以前说起方程,那就是等式里面有未知量,还有一些运算如加减乘除,加上乘方,一些三角函数,指数函数,以及函数的合成和逆函数。

到了高数阶段,方程里的运算多了一种——求导,我们叫它微分方程。微分和求导是一个意思,因为方程里有了微分,所以叫它微分方程(Differential equation),在很多实际应用中,是需要涉及到变化率的,避免不了遇到解微分方程的问题。比如说研究化学的话,某种气体浓度的变化率就是浓度这个量的导数。上面这三个例子应该涵盖一般高数课程的主要内容了。

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