定积分的发展史和应用
2017-05-30胡楠
科技尚品 2017年3期
关键词:物理
胡楠



摘 要:本文通过介绍定积分的发展历程阐述了定积分的基础——极限思想的发展,使我们了解到一个伟大定理的诞生需要多少细微理论的推动。最后,概述了定积分的定义,并从面积和微元的角度介绍了定积分的几个应用。
關键词:定积分;极限;几何;物理
1 历史背景
赫尔曼·汉克尔曾说,在大多数科学里,一代人要推倒另一代人所修筑的东西,一个人所创立的要被另一个人取代,只有数学,每一个人都能在旧体系上增加一点色彩。微积分学作为数学的一个重要的分支,其发展史正印证了这句话。
现代数学分析理论体系中,定积分的规范定义要基于极限论,这和历史并不一致。在人类对微积分的认识初期,积分问题和极限问题是平行发展的。
1.1 定积分问题的提出
积分思想起源于古希腊,古希腊科学家安提风呈现“穷竭”的方法,然后在公元前三世纪,阿基米德发展了该方法,他在著作中提到了面积和体积的测量:圆拱,球和球帽、螺线盘旋3类面积问题和共轴的旋转双曲面与圆柱交集体积的问题。这是积分思想最初的样子。
1.2 建立极限与积分的联系
(1)1615年开普勒在《酒桶的立体几何》中提出了利用求无数个小圆柱体积之和求旋转体体积的方法,他是是第一个在求积问题中用通俗的语言提出无穷大,无穷小概念的科学家,可以认为是历史首次让“积分论”与“极限论”开始出现交集。
(2)首个用极限思想真正解决导数与积分问题的科学家波尔查诺,但他仍然没有清楚地将极限的本质呈现出来,仍然没有将极限的基本概念解释清楚。……
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