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微积分学基本定理指出，求不定积分与求导函数互为逆运算[把上下限代入不定积分即得到积分值，而微分则是导数也是两种理论被统一成微积分学的原因。我们可以以两者中任意一者为起点来讨论微积分学，但是在教学中，微分微分学和积分学
微积分学是微分学和积分学的总称。它是一种数学思想，…无限细分?就是微分，…无限求和?就是积分。十七世纪了许多数学家都参加过准备的工作，分别独立地建立了微积分学。他们建立微积分的出发点是直观的无穷小量，但“无限”的概念是无法用已经拥有的代数公式进行演算，所以，直到十九世纪，柯西和维尔斯特拉斯建立了极限理论理论，这门学科才得以严密化。
极限
学习微积分学，首要的一步就是要理解到，“极限”引入的必要性：因为，代数是人们已经熟悉的概念，但是，所以，必须要利用代数处理代表无限的量，这时就精心构造了“极限”的概念。在“极限”的定义中，我们可以知道，0的麻烦，相反引入了一个过程任意小量。就是说，除的数不是零，所以有意义，同时，这个小量可以取任意小，任意小量，我们就说他的极限为该数——你可以认为这是投机取巧，但是，他的实用性证明，这样的定义还算比较性。这个概念是成功的。
与实际应用联系
微积分是与实际应用联系着发展起来的，它在天文学、力学、化学、生物学、工程学、经济学等自然科学、社中，有越来越广泛的应用。特别是计算机的发明更有助于这些应用的不断发展。
客观世界的一切事物，小至粒子，大至宇宙，始终都在运动和变化着。因此在数学中引入了变量的概念后，就以描述了。
由于函数概念的产生和运用的加深，也由于科学技术发展的需要，一门新的数学分支就继解析几何之后产生了这门学科在数学发展中的地位是十分重要的，可以说它是继欧氏几何后，全部数学中的最大的一个创造。
编辑本段定义
设函数f(x)在[a,b]上有界，在[a，b]中任意插入若干个分点
a=x0 把区间[a，b]分成n个小区间 [x0，x1]，...[xn-1，xn]。 在每个小区间[xi-1，xi]上任取一点ξi(xi-1≤ξi≤xi)，作函数值f(ξi)与小区间长度的乘积f(ξi)△xi，并作出和 如果不论对[a,b]怎样分法，也不论在小区间上的点ξi怎样取法，只要当区间的长度趋于零时，和S总趋于确定的这时我们称这个极限I为函数f(x)在区间[a,b]上的定积分， 记作 即： 牛顿-莱布尼兹公式图解 编辑本段微积分的本质 【参考文献】刘里鹏.《从割圆术走向无穷小——揭秘微积分》，长沙：湖南科学技术出版社，2009 用文字表述 《从割圆术走向无穷小——揭秘微积分》封面 增量无限趋近于零，割线无限趋近于切线，曲线无限趋近于直线，从而以直代曲，以线性化的方法解决非线性问题在。 用式子表示 用式子表示微积分的本质 其实不然，这些只是表面现象，微积分没有这么罗嗦。只是有一个辩证法倒是真的，我本不想出手！算了！各位再我的文章《微积分初等化的沉思！》后再出手。我相信就是小学生看了此文，对微积分真正的精要也能了解一些。 我姑且不谈微积分，就是函数只怕许多人都不知道其奥妙。好！为了不扫大家的兴，并且我既然来了，总得留的就理解多少，不要勉强！今天你们看到的一切内容都是绝密的，或者说还在数学实验室里的东西，只有中科院才意开放一些出来！ 《微积分大意》 ——自然界与意识 数学可以作为自然科学的理想工具，在于这种工具可以较方便定量的处理自然界的问题。其中一些自然界的问非用微积分不可。可是为什么常量数学不行，微积分就可以呢？多数人是回答不了的，就连数学家也不能很好的回答不能理解微积分的方法。这是有原因的，因为他们的哲学基础薄弱，即使学过却也不理解。微积分不在于领悟极限就比极限δ定义至少早了150年呢！学习者其实应该反思，微积分比常量数学高明多少；什么样的方法研究自然界界应该有什么样的态度！ 一、人的意识与自然界的辩证关系 马克思主义哲学告诉我们：自然界先于人和人的意识而存在；在人类出现之后，自然界的存在与发展也不依赖的存在与发展是客观的。而意识的本质是：客观存在在人脑中的反映。自然界是客观的实体（世界是物质的），数式（人的意识是对客观事物的反映）。二者的关系简单来说，就是物质决定意识！也就是说物质和意识是相互独立不是唯一的，有正确的意识和错误的意识之别。 数学不是单纯的数字游戏！是有应用价值的，体现在各类数学模型上。常量数学固然在17世纪以前发挥了一定不行了。因为常量数学的研究方法，过于侧重人的意识，不能很好的深入自然领域，而且是一种宏观（整体）上的密的，二者的关系比较松散（粗糙）；或者可以说没有抓住客观事物的本质，所以要处理许多的自然科学提出的问 二、常量数学与自然界的辩证关系 常量数学——初等几何中没有定义―点‖、―线‖、―面‖。同时按照运动观点有：点动成线，线运动成面、面动成说：线是点的集合，面是线的集合等。而且不定义的―点‖、―线‖、―面‖是经过抽象的，认为不具备自然属性，只有―点‖、―线‖、―面‖都是客观存在的，均具有自然属性。我在《数学哲学的自然原理》中提过：定理I：一切物体总占据着空间且不受影响，并能进行空间交换。 定理II：空间总能容纳物体且不受影响，并允许容纳物进行空间交换。 这两个定理是对绝对空间来说的，不是指相对空间；其实在爱因斯坦的理论准确一些，后面也是要说的。 提这两个定理是要指出，自然界确实找不到没有体积（不占据空间的）点、线、面。于是，初等几何和自然界直角坐标系内的任意曲线（函数、方程）作为自然界的客观实体，元素（点的轨迹——集合）是实实在在的物质，还是点吗？当然不是至少也会是线段，存在却不可度量！可见自然界的―点‖不在人的意识定义范围之内（不可度量盾。这样就不能以（算术的度量尺度+初等几何）来描述了，因为无法描述非要描述呢话（点是没有长度的长度）！点是长度为0的长度或者点不是长度！到底是什么？这仅仅是表面现象，根本上还是说明了一种辩证关系：自然界映。 所谓罗素悖论，起源于19世纪的第三次数学危机，是关于数学基础的讨论（数学的基础是什么？）！简单的例一位手艺高超的理发师，他只给村上一切不给自己刮脸的人刮脸，试问？理发师给不给自己刮脸？ 如果他不给自己刮脸，他是个不给自己刮脸的人，他应当给自己刮脸；如果他给自己刮脸，他就是给自己刮脸 己刮脸。到底该不该自己刮脸呢？ 三、数学方法怎样处理自然界的客观问题 既然数学对象是自然界的客观实体，方法上就必须保持自然界的客观性是存在的，最终能够回归到自然界，不等几何中的点、线、面抽象后否定了物质性，是脱离客观实体的客观性（世界是物质的）的，只具备几何特性；如究真实的自然界肯定不行，因为已经脱离了自然界。可是自然界的客观实体确实是它们组成的，不可分量的集合论线的集合等，这种观点又承认了它们的（物质性）自然属性——这是整体上的认可。 整体上可以认可，部分当然也是可以认可的。但是部分（意识）是和自然界有矛盾的，对于部分常量数学，只承因为它们不可度量，不在常量数学算术度量尺度体制之内。仅凭几何特性来研究自然界的客观实体——显然是脱离 所以需要它们能以真实的物质形态来研究自然界。因为它们的客观物质形态是逃逸出纯粹数学（其实是常量数终必须逃逸出纯粹数学（常量数学）的体制，这样元素就实现了自然界的回归，于是整体必然也还原于自然界。逃逸即与常量数学的思维上的逻辑矛盾！因为只有矛盾才能说明最终形态确实逃逸出了人的意识（初等几何+算术度量）归了自然界！ 四、变量数学与自然界的辩证关系 变量数学的中心其实应该是函数。初等几何否定了点、线、面的物质性，只承认几何特性，是脱离客观实体的线是点的集合，面是线的集合等，这种观点承认了它们的自然属性——整体上的认可。而这种观点在逻辑上体现在的距离等于定长的点的集合，P={M|MC=r}隐函数表达式为：x^2+y^2=r^2。所以函数是对数学对象（物质性）的认可了自然属性；这样整体的微观部分具有的客观性也得到了认可，在研究函数的局部性质时，这种客观性就会表反映的基本事实！ 只有承认了自然界客观性的数学，才具有研究自然界的能力。常量数学否定了自然属性——脱离了一定实际，解决能力；这也就是常量数学与变量数学本质的地方，常量与变量只是一种数学形态的外在表现。我觉得赫曼·威尔问的好：为什么大自然中的事件可由观察和数学分析（微积分）的结合来预言。因为数学分析，一开始就承认了自辩的回答那样：―意识能够正确的反映客观事物‖。微积分离开了函数，就丢失了灵魂。笛卡尔的解析几何引入了变函数才能真正的建立起微积分，牛顿——莱布尼兹公式深刻的反映了，自然界整体与局部的客观性的联系。 函数本身是一个自然界的微雕，通过数学分析研究函数就是在研究自然界微雕的局部性质。反过来研究自然界能整体上表达自然界（微分方程）。 五、微积分与自然界的辩证关系 微积分就是回归自然界的一种方法，它所有的最终形态（取极限），没有哪里是不存在矛盾的；什么贝克莱驳数芝诺的追击驳论……等。由于研究的基本都是自然界的客观实体（或规律）。所以微积分的精髓在于元素（体制置常量数学于死地，从而回归自然的方法。也只有这样的方法才能研究自然界，可以说微积分是常量数学死亡后，后来的极限论δ定义其实是在轻微的维护常量数学（人的意识），无穷级数也一样，有名的芝诺追击驳论（是终取极限就还原了自然真实。极限难！在于无法看透自然界与人的意识的辩证关系。一味的理解极限δ定义，次序看出：微积分必定是要先于极限论建立，它的方法本质不在于建立δ定义，而在于回归自然界，极限则是其回归的人）。所以极限论的出现是必然的，矛盾和驳论也是必然的！ 有这样的辩证关系，于是产生了一些有趣的现象：0/0=20（导数），0+0+…..0=1/3（定积分），1/2+1/4+1/8+…自然属性（有长度）；定积分反映了线段有面积，二重积分反映了线段有体积，二次积分后反映了平面有体积，无些真实的存在，却不可感知（不在初等几何之内），不可度量因为在体制（算术）之外。 六、无穷小与相对论 为什么同一条曲线，组成的元素都是点无差别的，为什么导数不同？0/0=1、0/0=2、0/0=100。首先函数代表曲点一一对应（同样数目的点）；可是曲线的自然长度确与x轴对应的长度是不等的，所以曲线上的点在这种关系下意这种相对关系，这也就是产生微元有无穷小和高阶无穷小的原因！ 七、微积分可以初等化的原因 微积分可以初等化，在于不可分量的集合论就指出：线是点的集合，面是线的集合等，这种观点承认了它们的可。整体上把握并且在常量数学体制之内，避免了处理体制外的数学，绕开了矛盾和驳论！另一方面微积分本就不开的。具体形式我不用看也猜得出来，用函数关系！这也就是其独到之处，不置常量数学于死地，仍然回归自然的了不少负担，有利于中国的数学教育。常量数学的方法体制不死，微积分也就初等化了。但却有代价，学习者可能在 八、中西文化的差异 西方哲学家继承了古希腊哲学理性思维的传统，注重理性思辩和热衷于构建形而上学的理论体系，这种思维方惯是相似的。并且西方哲学理论和哲学观点多是建立在严密的逻辑推理和论证的基础之上的，即使是上帝的存在问样试图用严密的辩证法和逻辑来给予证明。西方哲学家的这种注重推理论证和寻求因果联系的理性主义的思维习惯义和实验科学相结合将极大地促进自然科学的发展。 在对于微积分的研究上，西方数学家把眼光放在最细微的地方，虽然他们没有强调这一点，然微积分确实征服种―征服文化，‖所以牛顿、莱布尼兹、柯西在这种文化的熏陶下，长时间内是不会也不可能去考虑：强可导函数的 中国传统哲学自孔子以来就培养了一种深厚的―实用理性精神‖，总是同做人即人格修养联系在一起，因此有关富。哲学家提出任何一种学说都要说明它对做人的意义，都要满足为政治实践和道德实践服务的现实需要，这种纯西方哲学本身所固有的为学术而学术的思维方式和习惯是大相径庭的，与要求严密推理和论证的数学思维方式也是习惯不利于或者说阻碍了近代自然科学在中国的兴起和发展。 强可导函数，整体上暗中回归了自然界，这种方法维护人的意识（常量数学）比极限论要强烈的多。逻辑思维有利于学生偷懒。西方的微积分方法，侧重于了数学与自然界最终的和谐与统一；中国的初等化微积分侧重于数学究自然界，牺牲初等数学（意识）了为代价，体现了对自然界的热爱和尊重。中国的初等化微积分，体现了以人为 学习西方哲学，改造中国传统哲学的思维方式和习惯，养成一种与数学思维方式相似的注重严密推理和论证的国科学技术的发展是大有裨益的！所以我觉得即便学了初等的微积分，还是有必要重新学极限论的微积分。这不是一次，大学再学一次！就怕我们的学生，觉得强可导简单，对西方微积分有抵触情绪，不愿意接受。最好是中西结合不可厚此薄彼。 《微积分大意部分简单说明》 一、部分马克思主义哲学的简单内容 一、哲学的―哲‖的源学含义 英语philosophy Philos （爱）Sophia（智慧） 汉语，中国古代的―哲‖字，就是智慧的意思，经日本学者西周的翻译，古希腊爱智慧的学问就叫哲学。 在亚里士多德的知识分类中，哲学又被称为形而上学。 亚里士多德把人类的知识分为两大类，第一类知识是研究抽象的超验的对象，被称为第一哲学;第二类知识是研为第二哲学，也叫物理学。亚里士多德去世之后，他的学生们在编辑老师的著作时，把第一哲学放在了第二哲学之里士多德的哲学著作时，采用直译的方式，就把第一哲学翻译为物理学之后。后来才根据中国古代《易经》系辞中形而下者谓之器，把哲学译为形而上学。 二、哲学是理论化、系统化的世界观 1.从哲学的研究对象角度下的定义。 2.世界观是人们对整个世界的根本看法。 3.方法论是人们在一定的世界观指导下认识和改造世界的根本方法。 三、哲学是关于自然知识、社会知识和、思维知识的概括和总结 四、理解微积分需要了解的哲学原理 1、自然界与人的辩证关系： 自然界先于人和人的意识而存在；在人类出现之后，自然界的存在与发展也不依赖于人的意识。所以说，自然 2、哲学上的物质 马克思主义哲学把不依赖于人的意识、并能为人的意识所反映的客观实体叫做物质，指 出整个世界是客观存在的物质世界，世界的本质是物质。 3、什么是人的意识 意识是客观存在在人脑中的反映。（意识无论正确与错误都是一种反映！） 4、物质与运动的辩证关系 物质是运动的物质，运动是物质的运动。运动是物质的根本属性和存在方式，物质是运动的主体，物质和运动或者离开运动谈物质，都是错误的。（在后面的微积分内容，会看到相对论效应。）——注意：函数与自然界辩证 可以了，要理解微积分和相对论效应（你不用追着光跑！），这几条就足够了。有能力的可以看其它哲学的内 二、常量数学的哲学分析 1、常量数学的概念 所谓常量数学指：初等数学，即从原始社会到17世纪中叶形成的数学。研究的主要对象是常数、常量和不变的 2、常量数学的基本组成 初等数学在时间上可以按主要学科的形成和发展分为三个阶段：萌芽阶段，公元前6世纪以前；几何优先阶段，代数优先阶段，3世纪到17世纪前期。至此，初等数学的主体部分——算术、代数与几何已经全部形成，并且发展 所以，常量数学的组成可以认为是：算术+初等代数+初等几何，再加上一点点极限的原始理论。比如，我国魏了―割圆术‖曾说―割之弥细，割之又割，以至于不可割，则与圆周和体而无所失矣。‖ 和庄周所著的《庄子》一书的日取其半，万世不竭。‖这些均是朴素的、很典型的极限概念。 奇怪了，在古希腊既然有了―极限理论‖怎么就生不出微积分呢？原因在于没有函数的理念！首先，微积分不是必然产物。所以中间掉了一部分，是建不起来微积分理论的，甚至可以说极限是函数的衍生物。 3、常量数学在哲学上的辩证分析 先提一提算术，其实是一种人为的约定，起源于原始的劳动计数和收集。这是一种人特有的意识，对自然活动一个人和一只狗，你说：1+1=3；旁边的人就会指出：不对！1+1=2，我相信你旁边的狗是不会有意见的。下面看一看几何少不了要研究图形。于是欧几里得说： 1. 点是没有部分的那种东西。 2. 线是没有宽度的长度。 3. 直线是同其中各点看齐的线。 4. 面是只有长度和宽度的那种东西。 5. 面的边缘是线。 6. 平面是与其上直线看齐的那种东西。 ········ 15.圆是包含在一（曲）线里的那种平面图形，使从其内某一点年到该线的所有直线都彼此相等。 几乎都是从哲学意义上去定义的，我们不禁要问，―没有部分的那种东西‖和―只有长度和宽度的那种东西‖是什吗？我们能够看见他们或知晓它们吗?当然，前提是如果这种―东西‖存在的话。除此之外，我们能说―点‖就在我们心在实际处理中，我们是能看到点的。比如，笔尖在纸张上用力轻轻一―按‖就得到了点的图形。当然，你们的老长度、没有面积、没有体积；就差说这个东西不存在了！美其名约：―这是数学的抽象性！‖这是对自然界客观事物的―面‖是经过抽象的，认为它们不具备自然属性，只有几何特性；然而自然界所有的―点‖、―线‖、―面‖都是客观存在谈爱因斯坦的时空观，就算是牛顿的绝对时空观也有：定理I：一切物体总占据着空间且不受影响，并能进行空间 可见，自然界确实找不到没有体积（不占据空间的）点、线、面。于是，初等几何和自然界就必然存在着矛盾意曲线（函数、方程）作为自然界的客观实体，元素（点的轨迹——集合）是实实在在的物质，是有长度的！ 可是有长度的点还是点吗？当然不是至少也会是线段，存在却不可度量！可见自然界的―点‖不在人的意识定义就是说，算术也与自然界的矛盾。这样就不能以（算术的度量尺度+初等几何）来描述了，因为无法描述非要描述呢这是一个典型的罗素驳论：点是长度为0的长度或者点不是长度！到底是什么？这仅仅是表面现象，根本上还是说独立的，意识只是人脑的反映。 代数这么样呢？无非就是解方程，x+1=2；则有x=2-1=1。还是纯粹的人的意识，自然界的客观性，基本没有提观性的初等数学，来研究自然界实实在在的客观事物，能行吗！ 所以，数学在历史的长河中，要等待一种新的理念，来承认自然界的客观性。这样数学才能爆发出，惊人的力 启迪：数学方法怎样处理自然界的客观问题 数学对象是自然界的客观实体，方法上就必须保持自然界的客观性是存在的，最终能够回归到自然界，不能停 三、17世纪的呐喊 近代科学始祖——笛卡尔 现在我们再次翻开17世纪数学史上波澜壮阔的历史画卷，沿着历史的足迹回到16世纪文艺复兴时期，看一看此从16世纪开始，欧洲资本主义逐渐发展起来，生产实践积累了大量的新经验，科学的发展为技术的更新奠定了明和运用又给科学提供了更丰富的素材，并提出了大量的新问题，其中许多问题摆在了数学家面前，然而，对于机显微镜和火器制造等领域许多数学问题，已有的常量数学已无能为力，人们迫切寻求解决变量的新数学方法。17世支——解析几何学的创立，标志了近代数学的开端，并为数学的应用开辟了广阔的领域。 ―工欲善其事，必先利其器。‖首先就需要知道解析几何这一数学工具。 还是有请笛卡尔同志来该我们谈一谈吧。①笛卡尔说：―当时流行的代数学，我觉得它完全从属于法则和公式，学。因此必须把几何与代数的优点结合起来，建立一种真正的数学‖ ―那您找到方法了吗？‖ ②笛卡尔略带笑容的说：―我的思想核心是：把几何学的问题归结成代数形式的问题，用代数学的方法进行计算几何问题的目的‖。 ―能具体一些吗？‖ ③笛卡尔继续说：―我在1637年发表了《几何学》，创立了直角坐标系。用平面上的―一点‖到两条固定直线的坐标来描述―空间‖上的―点‖；这样就可以把相互对立着的―数‖与―形‖统一起来了，于是几何曲线便可与代数方程相结成为代数形式，而且可以通过代数变换来实现发现几何性质，并证明几何性质。―且从运动的角度来看，曲线可以 马克思主义哲学指出：物质与运动的辩证关系：物是运动的物质，运动是物质的运动。运动是物质的根本属性体，物质和运动不可分割。离开物质谈运动，或者离开运动谈物质，都是错误的。 既然，要把曲线可以看成点运动的轨迹，就不能不承认点的物质性了。如果点都不存在，那里还有什么运动！ 按照马克思的结论：运动是物质的根本属性和存在方式，物质是运动的主体，物质和运动不可分割。运动论就这样的：现代的解析几何对，曲线的定义，都在说什么样的点的集合！比较典型的就是，圆是到定点的距离等于定长正如恩格斯所说：―数学中的转折点是笛卡尔的变数。有了变数，运动进入了数学，有了变数，辨证法进入了数学，立刻成为必要了‖。 其实，变数的最大功绩在于数学上承认了自然界的客观性。数学在历史的长河中，要等新的理念，就是承认自学，才能应付自然界的客观问题。 四、函数的历史意义 变量数学的中心其实是函数。初等几何否定了点、线、面的物质性，只承认几何特性，是脱离客观实体的客观性析几何，为函数的建立开辟了道路。由于曲线可以看成点运动的轨迹，即：线是点的集合，以此类推面是线的集合等整体上的认可。而这种观点在逻辑上体现在函数身上，例如：圆是到定点的距离等于定长的点的集合，P={M|MC=r}隐所以函数是对数学对象（物质性）的客观反映，在宏观（整体）上认可了自然属性；这样整体的微观部分具有的客数的局部性质时，这种客观性就会表达出来。这也就是微积分所要反映的基本事实！ 只有承认了自然界客观性的数学，才具有研究自然界的能力。常量数学否定了自然属性——脱离了一定实际，解决能力；这也就是常量数学与变量数学本质的地方，常量与变量只是一种数学形态的外在表现。我觉得赫曼·威尔问的好：为什么大自然中的事件可由观察和数学分析（微积分）的结合来预言。因为数学分析，一开始就承认了自辩的回答那样：―意识能够正确的反映客观事物‖。微积分离开了函数，就丢失了灵魂。笛卡尔的解析几何引入了变时承认了自然界的客观性。有了函数才能真正的建立起微积分，牛顿——莱布尼兹公式深刻的反映了，自然界整体 函数本身是一个自然界的微雕，通过数学分析研究函数就是在研究自然界微雕的局部性质。反过来研究自然界能整体上表达自然界（微分方程）。 五、函数局部性质的哲学分析 我们现在知道了，函数是在宏观上，承认自然界客观性的逻辑体现。У=f(x)，既然，在在宏观（整体）上认可部分具有的客观性也得到了认可，在研究函数的局部性质时，这种客观性就会表达出来。 由于，函数是在宏观上的认可，但其微观部分是点；不在常量数学体制内，是否定其自然界的客观性的，只承反映其物质性，就必定是在常量数学之外。在常量数学的常规逻辑上，就要产生矛盾和驳论了。另一方面，马克思和存在方式，物质是运动的主体，物质和运动不可分割，运动论就可以转化为物质论。函数本来就是反映运动的，因为函数的物理意义改变。于是，ｙ＝ｘ＾２，ｓ＝ｔ＾２在局部的反映应该是一样的！只是物理意义有差异。 还有，函数所要表达的曲线点的集合论，应该是清楚的。如果比较模糊，那么局部反映的时候也必然是模糊的的集合）、圆、椭圆、抛物线等，或者能分解为定义清楚函数的运算：y=x^3=x^2*x（幂函数）。 其实你们的学术功底不适合，我今天展示的东西。 数学一个新的领域正在成长！微积分的基本方法 先微分，后积分 微积分的基本原理告诉我们求导和积分是互逆的运算，微积分的精髓告诉我们我们之所以可以解决很多非线性曲为直了，现实生活中我们会遇到很多非线性问题，那么解决这样的问题有没有统一的方法呢？ 经过研究思考和总结，笔者认为，微积分的基本方法在于：先微分，后积分。 书本教材 笔者所看到的是，现在的教材没有注意对这些基本问题的总结，基本上所有的教材每讲到积分时都还重复古人弧长时取极限，讲到面积时又取极限，最后用一个约等号打发过去。这样一来不仅让学生听得看得满头雾水，而且微积分的本质和基本方法后根本不需要再那么重复。 编辑本段微积分学的建立 从微积分成为一门学科来说，是在十七世纪，但是，微分和积分的思想在古代就已经产生了。 极限的产生 公元前三世纪，古希腊的阿基米德在研究解决抛物弓形的面积、球和球冠面积、螺线下面积和旋转双曲体的体分学的思想。作为微分学基础的极限理论来说，早在古代以有比较清楚的论述。比如我国的庄周所著的《庄子》一之棰，日取其半，万世不竭‖。三国时期的刘徽在他的割圆术中提到―割之弥细，所失弥小，割之又割，以至于不可割这些都是朴素的、也是很典型的极限概念。 微积分产生 到了十七世纪，有许多科学问题需要解决，这些问题也就成了促使微积分产生的因素。归结起来，大约有四种究运动的时候直接出现的，也就是求即时速度的问题。第二类问题是求曲线的切线的问题。第三类问题是求函数的问题是求曲线长、曲线围成的面积、曲面围成的体积、物体的重心、一个体积相当大的物体作用于另一物体上的引十七世纪的许多著名的数学家、天文学家、物理学家都为解决上述几类问题作了大量的研究工作，如法国的费英国的巴罗、瓦里士；德国的开普勒；意大利的卡瓦列利等人都提出许多很有建树的理论。为微积分的创立做出了十七世纪下半叶，在前人工作的基础上，英国大科学家牛顿和德国数学家莱布尼茨分别在自己的国度里独自研究虽然这只是十分初步的工作。他们的最大功绩是把两个貌似毫不相关的问题联系在一起，一个是切线问题（微分学题(积分学的中心问题)。 牛顿和莱布尼茨建立微积分的出发点是直观的无穷小量，因此这门学科早期也称为无穷小分析，这正是现在数来源。牛顿研究微积分着重于从运动学来考虑，莱布尼茨却是侧重于几何学来考虑的。 牛顿 牛顿在1671年写了《流数法和无穷级数》，这本书直到1736年才出版，它在这本书里指出，变量是由点、线了以前自己认为的变量是无穷小元素的静止集合。他把连续变量叫做流动量，把这些流动量的导数叫做流数。牛顿是：已知连续运动的路径，求给定时刻的速度（微分法）；已知运动的速度求给定时间内经过的路程(积分法)。 莱布尼茨 德国的莱布尼茨是一个博才多学的学者，1684年，他发表了现在世界上认为是最早的微积分文献，这篇文章有一种求极大极小和切线的新方法，它也适用于分式和无理量，以及这种新方法的奇妙类型的计算》。就是这样一篇说代的意义。它已含有现代的微分符号和基本微分法则。1686年，莱布尼茨发表了第一篇积分学的文献。他是历史上创设的微积分符号，远远优于牛顿的符号，这对微积分的发展有极大的影响。现在我们使用的微积分通用符号就是微积分学的创立的意义 微积分学的创立，极大地推动了数学的发展，过去很多初等数学束手无策的问题，运用微积分，往往迎刃而解，前面已经提到，一门科学的创立决不是某一个人的业绩，他必定是经过多少人的努力后，在积累了大量成果的人总结完成的。微积分也是这样。 不幸的是，由于人们在欣赏微积分的宏伟功效之余，在提出谁是这门学科的创立者的时候，竟然引起了一场悍学家和英国数学家的长期对立。英国数学在一个时期里闭关锁国，囿于民族偏见，过于拘泥在牛顿的―流数术‖中停后了一百年。 其实，牛顿和莱布尼茨分别是自己独立研究，在大体上相近的时间里先后完成的。比较特殊的是牛顿创立微积但是正式公开发表微积分这一理论，莱布尼茨却要比牛顿发表早三年。他们的研究各有长处，也都各有短处。那时优先权的争论竟从1699年始延续了一百多年。 应该指出，这是和历史上任何一项重大理论的完成都要经历一段时间一样，牛顿和莱布尼茨的工作也都是很不量这个问题上，其说不一，十分含糊。牛顿的无穷小量，有时候是零，有时候不是零而是有限的小量；莱布尼茨的面的缺陷，最终导致了第二次数学危机的产生。 直到19世纪初，法国科学学院的科学家以柯西为首，对微积分的理论进行了认真研究，建立了极限理论，后来拉斯进一步的严格化，使极限理论成为了微积分的坚定基础。才使微积分进一步的发展开来。 任何新兴的、具有无量前途的科学成就都吸引着广大的科学工作者。在微积分的历史上也闪烁着这样的一些明的兄弟约翰·贝努利、欧拉、法国的拉格朗日、柯西…… 欧氏几何也好，上古和中世纪的代数学也好，都是一种常量数学，微积分才是真正的变量数学，是数学中的大要分支，不只是局限在解决力学中的变速问题，它驰骋在近代和现代科学技术园地里，建立了数不清的丰功伟绩。编辑本段微积分的基本内容 数学分析 研究函数，从量的方面研究事物运动变化是微积分的基本方法。这种方法叫做数学分析。 本来从广义上说，数学分析包括微积分、函数论等许多分支学科，但是现在一般已习惯于把数学分析和微积分分的同义词，一提数学分析就知道是指微积分。微积分的基本概念和内容包括微分学和积分学。 微积分 微分学的主要内容包括：极限理论、导数、微分等。 积分学的主要内容包括：定积分、不定积分等。 微积分是与科学应用联系着发展起来的 微积分是与科学应用联系着发展起来的。最初，牛顿应用微积分学及微分方程对第谷浩瀚的天文观测数据进行定律，并进一步导出了开普勒行星运动三定律。此后，微积分学成了推动近代数学发展强大的引擎，同时也极大的推生物学、工程学、经济学等自然科学、社会科学及应用科学各个分支中的发展。并在这些学科中有越来越广泛的应助于这些应用的不断发展。 编辑本段一元微分 定义： 设函数y = f(x)在某区间内有定义，x0及x0 + Δx在此区间内。如果函数的增量Δy = f(x0 + Δx) – f(x0)可表示为不依赖于Δx的常数），而o(Δx)是比Δx高阶的无穷小，那么称函数f(x)在点x0是可微的，且AΔx称作函数在点x 分，记作dy，即dy = AΔx。 通常把自变量x的增量Δx称为自变量的微分，记作dx，即dx = Δx。于是函数y = f(x)的微分又可记作dy = f'微分之商等于该函数的导数。因此，导数也叫做微商。 几何意义 设Δx是曲线y = f(x)上的点M的在横坐标上的增量，Δy是曲线在点M对应Δx在纵坐标上的增量，dy是曲线标上的增量。当|Δx|很小时，|Δy－dy|比|Δx|要小得多(高阶无穷小)，因此在点M附近，我们可以用切线段来近似代 编辑本段多元微分 多元微分 多元微分又叫全微分，是由两个自变量的偏导数相对应的一元微分的增量表示的。 ΔZ=A*ΔX+B*ΔY+ο(ρ)为函数Z在点（x、y)处的全增量，（其中A、B不依赖于ΔX和ΔY，而只与x、y有关，ρ=[（x∧即是Z在点的全微分。 总的来说，微分学的核心思想便是以直代曲，即在微小的邻域内，可以用一段切线段来代替曲线以简化计算过积分有两种 定积分和不定积分。 定积分是微分的逆运算，即知道了函数的导函数，反求原函数。在应用上，定积分作用不仅如此，它被大量应三角形的面积，这巧妙的求解方法是积分特殊的性质决定的。 一个函数的不定积分（亦称原函数）指另一族函数，这一族函数的导函数恰为前一函数。 其中：[F(x) + C]' = f(x) 一个实变函数在区间[a,b]上的定积分，是一个实数。它等于该函数的一个原函数在b的值减去在a的值。 定积分和不定积分的定义迥然不同，定积分是求图形的面积，即是求微元元素的累加和，而不定积分则是求其分呢？这要靠牛顿和莱布尼茨的贡献了，把本来毫不相关的两个事物紧密的联系起来了。详见牛顿——莱布尼茨公 一阶微分与高阶微分 函数一阶导数对应的微分称为一阶微分; 一阶微分的微分称为二阶微分; ....... n阶微分的微分称为(n+1)阶微分 即:d(n)y=f(n)(x)*dx^n (f(n)(x)指n阶导数,d(n)y指n阶微分,dx^n指dx的n次方) 含有未知函数yt=f(t)以及yt的差分Dyt，D2yt，…的函数方程，称为常差分方程(简称差分方程)；出现在差分称为差分方程的阶。n阶差分方程的一般形式为 F(t，yt，Dyt，…，Dnyt)=0， 其中F是t，yt, Dyt，…，Dnyt的已知函数，且Dnyt一定要在方程中出现。 含有两个或两个以上函数值yt，yt+1，…的函数方程，称为(常)差分方程，出现在差分方程中未知函数下标的最阶差分方程的一般形式为 F(t，yt，yt+1，…，yt+n)=0, 其中F为t，yt，yt+1，…，yt+n的已知函数，且yt和yt+n一定要在差分方程中出现。 常微分方程与偏微分方程的总称。含自变量、未知函数和它的微商（或偏微商）的方程称为常（或偏）微分方分方程，称为常微分方程。未知函数为多元函，从而出现多元函数的偏导数的方程，称为偏微分方程。 编辑本段微积分的诞生及其重要意义 诞生 微积分的诞生是继Euclid（欧几里德）几何学建立之后，数学发展的又一个里程碑式的事件。微积分诞生之前时期。解析几何的诞生是新时代到来的序曲，但还不是新时代的开端。它对旧数学作了总结，使代数与几何融为一量，这是一个全新的概念，它为研究运动提供了基础 推导出大量的宇宙定律必须等待这样的时代的到来，准备好这方面的思想，产生像牛顿、莱布尼茨、拉普拉斯学活动提供方法，指出方向的领袖，但也必须等待创立一个必不可少的工具——微积分，没有微积分，推导宇宙定天才们开发的所有知识宝库中，这一领域是最丰富的，微积分为创立许多新的学科提供了源泉。 重要意义 微积分的建立是人类头脑最伟大的创造之一，一部微积分发展史，是人类一步一步顽强地认识客观事物的历史给出一整套的科学方法，开创了科学的新纪元，并因此加强与加深了数学的作用。恩格斯说：―在一切理论成就中，未必再有什么像17世纪下半叶微积分的发现那样被看作人类精神的最高胜利了。如果在纯粹的和惟一的功绩，那就正是在这里。‖ 有了微积分，人类才有能力把握运动和过程。有了微积分，就有了工业革命，有了大工业生产，也就有了现代船等现代化交通工具都是微积分的直接后果。在微积分的帮助下，万有引力定律发现了，牛顿用同一个公式来描述对它附近物体的作用。从最小的尘埃到最遥远的天体的运动行为。宇宙中没有哪一个角落不在这些定律的所包含范 次空前的飞跃，不仅具有伟大的科学意义，而且具有深远的社会影响。它强有力地证明了宇宙的数学设计，摧毁了信和神学。一场空前巨大的、席卷近代世界的科学运动开始了。毫无疑问，微积分的发现是世界近代科学的开端。微积分优先权大争论 历史上，微积分是由两位科学家，牛顿和莱布尼茨几乎同时发现的。在创立微积分方面，莱布尼茨与牛顿功绩学领域中的卓越贡献概括起来就是：他们总结出处理各种有关问题的一般方法，认识到求积问题与切线问题互逆的学之间的本质联系；他们都各自建立了微积分学基本定理，他们给出微积分的概念、法则、公式和符号理论为以后了坚实而重要的基础。总之，他们创立了作为一门独立学科的微积分学。 微积分这种数学分析方法正式诞生以后，由于解决了许多以往靠初等数学无法作答的实际问题，所以逐渐引起时，也带来了关于―谁先建立微积分‖问题的争论。从牛顿和莱布尼茨还在世时就开始出现这种争论，英国和欧洲大旷日持久的、尖锐而复杂的论战。这场论战持续了100多年的时间。 就创造与发表的年代比较，牛顿创造微积分基本定理比莱布尼茨更早。前者奠基于1665—1667年，后者则是1牛顿更早发表微积分的成果。故发明微积分的荣誉应属于他们两人。 编辑本段第二次数学危机及微积分逻辑上的严格化 第二次数学危机 微积分诞生之后，数学迎来了一次空前繁荣的时期。对18世纪的数学产生了重要而深远的影响。但是牛顿和莱的、严谨的逻辑基础，这在初创时期是不可避免的。科学上的巨大需要战胜了逻辑上的顾忌。他们需要做的事情太果。基本问题只好先放一放。正如达朗贝尔所说的：―向前进，你就会产生信心！‖数学史的发展一再证明自由创造总于是在微积分的发展过程中，出现了这样的局面：一方面是微积分创立之后立即在科学技术上获得应用，从而分学的理论在当时是不严密的，出现了越来越多的悖论和谬论。数学的发展又遇到了深刻的令人不安的危机。例如的有限量而从等式两端消去，而有时却又令无穷小量为零而忽略不计。由于这些矛盾，引起了数学界的极大争论。哲学家贝克莱嘲笑―无穷小量‖是―已死的幽灵‖。贝克莱对牛顿导数的定义进行了批判。 当时牛顿对导数的定义为： 当x增长为x+o时，x的立方（记为x^3）成为（x+o）的立方（记为(x+o）^3)。即x^3+3 x^2o+ 3x o^2+ o^3 3 x^2o+ 3x o^2+ o^3。这两个增量与x的增量的比分别为1和3 x^2+ 3x o+ o^2，然后让增量消失，则它们的最后比结果是正确的，但是推导过程确实存在着明显的偷换假设的错误：在论证的前一部分假设o是不为0的，而在论证o到底是不是0呢？这就是著名的贝克莱悖论。这种微积分的基础所引发的危机在数学史上称为第二次数学危机，接关系。历史要求给微积分以严格的基础。 补救 第一个为补救第二次数学危机提出真正有见地的意见的是达朗贝尔。他在1754年指出，必须用可靠的理论去代论。但是他本人未能提供这样的理论。最早使微积分严格化的是拉格朗日。为了避免使用无穷小推理和当时还不明图把整个微积分建立在泰勒展开式的基础上。但是，这样一来，考虑的函数范围太窄了，而且不用极限概念也无法以，拉格朗日的以幂级数为工具的代数方法也未能解决微积分的奠基问题。 到了19世纪，出现了一批杰出的数学家，他们积极为微积分的奠基工作而努力，其中包括了捷克的哲学家B.B 明确地提出了级数收敛的概念，并对极限、连续和变量有了较深入的了解。 分析学的奠基人，法国数学家柯西在1821—1823年间出版的《分析教程》和《无穷小计算讲义》是数学史上划了数学分析一系列的基本概念和精确定义。 对分析基础做更深一步的理解的要求发生在1874年。那时的德国数学家外尔斯特拉斯构造了一个没有导数的连切线的连续曲线，这与直观概念是矛盾的。它使人们认识到极限概念、连续性、可微性和收敛性对实数系的依赖比发现，柯西没有必要把他的定积分限制于连续函数。黎曼证明了，被积函数不连续，其定积分也可能存在。也就是积分。 这些事实使我们明白，在为分析建立一个完善的基础方面，还需要再深挖一步：理解实数系更深刻的性质。这成，使得数学分析完全由实数系导出，脱离了知觉理解和几何直观。这样一来，数学分析所有的基本概念都可以通出来。微积分严格化的工作终于接近封顶，只有关于无限的概念没有完全弄清楚，在这个领域，德国数学家Canto 总之，第二次数学危机和核心是微积分的基础不稳固。柯西的贡献在于，将微积分建立在极限论的基础上。外构造了实数论。为此，建立分析基础的逻辑顺序是 实数系——极限论——微积分 编辑本段18世纪的分析学 简介 驱动18世纪的微积分学不断向前发展的动力是物理学的需要，物理问题的表达一般都是用微分方程的形式。1世纪。他们把微积分应用于天文学、力学、光学、热学等各个领域，并获得了丰硕的成果。在数学本身又发展出了分方程、无穷级数的理论、变分法，大大地扩展了数学研究的范围。 最著名的问题 其中最著名的要数最速降线问题：即最快下降的曲线的问题。这个曾经的难题用变分法的理论可以轻而易举的编辑本段微积分的现代发展 微积分不断深化 人类对自然的认识永远不会止步，微积分这门学科在现代也一直在发展着。以下列举了几个例子，足以说明人化。 在Riemann将Cauchy的积分含义扩展之后，Lebesgue又引进了测度的概念，进一步将Riemann积分的含义函数在Riemann积分下不可积，而在Lebesgue积分下便可积。 前苏联 前苏联著名数学大师所伯列夫为了确定偏微分方程解的存在性和唯一性，建立了广义函数和广义导数的概念。方程的解以新的含义，更重要的是，它使得泛函分析等现在数学工具得以应用到微分方程理论中，从而开辟了微分我国 我国的数学泰斗陈省身先生所研究的微分几何领域，便是利用微积分的理论来研究几何，这门学科对人类认识的作用。并且这门学科至今仍然很活跃。前不久由我国数学家朱熹平、曹怀东完成最后封顶的庞加莱猜想便属于这在多元微积分学中，Newton—Leibniz公式的对照物是Green公式、Ostrogradsky—Gauss公式、以及经典的者在技术层次上，他们都是Newton—Leibniz公式的推广。随着数学本身发展的需要和解决问题的需要，仅仅考虑欧有必要把微积分的演出舞台从欧式空间进一步拓展到一般的微分流形。在微分流形上，外微分式扮演着重要的角色分流形上的Stokes公式产生了。而经典的Green公式、Ostrogradsky—Gauss公式、以及Stokes公式也得到了统一微积分的发展历史表明了人的认识是从生动的直观开始，进而达到抽象思维，也就是从感性认识到理性认识的性的认识具有相对性，受到时代的局限。随着人类认识的深入，认识将一步一步地由低级到高级、由不全面到比较索永远