“x,我們代表的是位置,比如說,假設我們在路上每隔一段距離,比如說十里路,就設置一個路標,上面寫著這里的里程數,比如說,從出發點,0,然后是10、20、30這樣,而在它們中間,當然可能也有我們之前講到的那些類似于不是一個整數的,比如說根號2里。”
“總之,這些都不管,那x的單位就是:里。”
“然后我們想象一下,當一個人在這么一段路上走的時候,他是不是每一個時間點,都對應著一個里數。”
“現如今我們再定義一個速度的概念,什么是速度,就是路程除以時間。”
“好比說:你們兩位,現如今離家有三十里,然后回去的話,走路回去的話,要三天。”
“那么我們就說,你們回家的平均速度,就是三十里除以三天,每天走十里路。”
“現在我們再假設一下,我們要是不想知道得這么粗糙,我們要想知道的是,你們二人每一瞬間,不是一天的平均速度,而是每一個瞬間的速度,這個式子又要如何表示?”
“按照前面的例子,是不是就是,如圖。”
“dx除以dt,在一滴滴的時間之內,走了一滴滴的路。然后單位是,按照上面單位,結果就變成了人的瞬時速度是里/時辰。”
“通過這個式子,我們是不是就可以求得,某個人在某一瞬間很短很短的時間之內,他的速度。”
“當然!自古以來,就有一個詭論,那就是假設把我們動的這個時間跟位置記錄下來,畫下來,而且我們假設它可以被畫下來,那么,假如說每一瞬間,我們在畫上都沒有動過,那我們是怎么從一個地方移動到另一個地方的。”
“其實實際情況自然是,我們不可能在每一瞬間都沒有動,我們還是會動的。”
“而接下來我們說的這個,就是為了解決這個問題,如下所示:”
圖。
“我們計算速度,有這么一條公式,移動過的距離x(t)-x(a),除以時間變化t-a,那我們要想知道,我們在很短很短的時間,我們的速度,雖然我們已經有了上面這個式子,可問題是,這個很短很短的時間到底是多少。”
“有人說,很短很短的時間是眨一下眼的功夫,也有人不同意,說很短很短的時間是喜鵲扇一下翅膀所需要的時間,那么,我們該如何定義這個很短很短的時間,才能夠讓所有的人都信服。”
“那我們就可以讓這個式子當中的t=a,t=a的意思,就是說,我讓t就是a,這樣大家面對這個很短很短的時間,就不會說,t-a到底是不是就是已經很短很短了。”
“因為我們讓t=a,那就已經是變得不可再短了,是也不是?”
“但是在數術上,如果讓t=a,我們沒有辦法把這個式子算出來。”
“上面是零,下面是零,零除以零等于多少?可我們還是想讓這個式子能被算出來。”
“所以,在這里,我們再次引入一個新的符號,來表示我們接下來要做的事。”
圖。
“我們就用這個形式寫出來,表示我們接下來要做的事。”
“而且,我們將這個過程,稱之為微分。”
“至于前面我們說的面積求和,則是積分。”
“那么問題來了,這兩個東西加起來,合稱‘微積分’,接下來要怎么用。”
“我們還是剛剛的例子,計算瞬時速度,也就是在一段很短很短時間的速度,這個速度是通過路程除以時間,微分得來的。”
“微分所記錄的是每一個很短很短的時間,人所走過時的速度。”
“現在我假設,之前積分的圖,這就是人在很短很短時間的速度的變化的坐標圖。”
“現在我要求,人在某一段時間之內,也就是由a到b,他移動了多少路程,該怎么求?”