微积分的物理意义? 10
对物理而言,功是力在时间上的累积,路程是速度在时间上的累积........,那么均匀带电圆环在中心轴线上某点的场强,是什么在什么上的累积呢?如果用微元法求出一极小短微元在...
对物理而言,功是力在时间上的累积,路程是速度在时间上的累积........,那么均匀带电圆环在中心轴线上某点的场强,是什么在什么上的累积呢?如果用微元法求出一极小短微元在轴线某一点处的场强,再对整个圆环积分,那么“对这个圆环积分”是什么含义呢,难道是场强对圆环的累积吗?总觉得别扭。修改
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我在网上看了好多解释,非常遗憾看不到一个好的解释。我希望以最简单的所有中学生都懂的意义来解释:
1:微分(dy/dx)的概念就是斜率,是指某一点的斜率。
这里的d其实是英文里的delta的简写,dy=y2-y1, dx=x2-x1。
dy/dx = (y2-y1) / ( x2-x1)。各位知道,这就是斜率。
微分就是当x2无限逼近x1时(即dx->0时)曲线y在那一点x1的斜率。
2:积分的概念就是面积。(当然不止是面积,请看下面关于应用部分的举例)
举例说明:假设x轴是宽度,y轴是长度,当y为一固定值时,x * y 是矩形的面积。这个人人都懂。但当y为一个变量(即y=f(x)时,在x为[a,b]的区间范围内,将[a,b]分成无限个小区间,每个区间的x轴长度为dx,那y*dx就是这个小区间的面积,在把区间[a,b]内所有的小面积加起来,就是此区间内曲线y下的面积了。各位对照一下积分的定义公式就发现这就正是积分的概念。
3:微分积分的物理意义|应用:
理解了以上的概念,我们就可以很容易了解它们的应用。
- 微分应用:
如果x是时间,y是距离函数,dy/dx就是在某点的速度了;
如果x是时间,y是速度函数,dy/dx就是在某点的加速度了;
- 积分应用:
如果x是时间,y 是速度函数,它们的积分(恕我不知如何在iPad上输入)就是在x区间范围内的行程了;如果x是时间y是加速度函数,它们的积分就是速度;如果x是柱体的高度y是柱体截面的面积函数,它们的积分就是该柱体的体积了;
微积分的应用太多了,但请首先搞懂这两个概念的真正含义。
- 朱杰波
1:微分(dy/dx)的概念就是斜率,是指某一点的斜率。
这里的d其实是英文里的delta的简写,dy=y2-y1, dx=x2-x1。
dy/dx = (y2-y1) / ( x2-x1)。各位知道,这就是斜率。
微分就是当x2无限逼近x1时(即dx->0时)曲线y在那一点x1的斜率。
2:积分的概念就是面积。(当然不止是面积,请看下面关于应用部分的举例)
举例说明:假设x轴是宽度,y轴是长度,当y为一固定值时,x * y 是矩形的面积。这个人人都懂。但当y为一个变量(即y=f(x)时,在x为[a,b]的区间范围内,将[a,b]分成无限个小区间,每个区间的x轴长度为dx,那y*dx就是这个小区间的面积,在把区间[a,b]内所有的小面积加起来,就是此区间内曲线y下的面积了。各位对照一下积分的定义公式就发现这就正是积分的概念。
3:微分积分的物理意义|应用:
理解了以上的概念,我们就可以很容易了解它们的应用。
- 微分应用:
如果x是时间,y是距离函数,dy/dx就是在某点的速度了;
如果x是时间,y是速度函数,dy/dx就是在某点的加速度了;
- 积分应用:
如果x是时间,y 是速度函数,它们的积分(恕我不知如何在iPad上输入)就是在x区间范围内的行程了;如果x是时间y是加速度函数,它们的积分就是速度;如果x是柱体的高度y是柱体截面的面积函数,它们的积分就是该柱体的体积了;
微积分的应用太多了,但请首先搞懂这两个概念的真正含义。
- 朱杰波
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微积分的在物理中是用来解决非线性相关变化量随因变量的变化率,以及考察非线性相关变化量的累积效果的一种实用工具。
比方说,我们说加工台面温度 T=kt+293 那么我们就可以用初等数学知识,知道,k=1时,当时间增加一秒,温度也随着增加一度,温度上升的很快;k=0.3时,过一秒钟,温度上升0.3度,相对来说就慢一些。不论时间是多少,k是固定的,那么一次升温过程中,温度随时间变化的快慢是不变的,也就是通常所说的,温度随时间线性相关变化。
但是这种理想化的模型是很难达到的,一般温度随时间变化的快慢是改变的,比方说水沸腾,那么我们要知道某个特定时间点上,温度随时间变化快慢,就要对温度关于时间求导数。例如 T=kt^2+293 那么在t=0时我们知道,温度在这个瞬间随时间变化量是零,t=1时刻,时间每过去一个非常微小的量dt,温度就会升高2kdt,就要比t=0的时候快一些。
如果要求台面吸收的热量,如果用Q=∫cmdt求,就相当于要把每个温度变化的微小量造成台面吸收的热量叠加起来,就是工作台面吸收的总热量了。
比方说,我们说加工台面温度 T=kt+293 那么我们就可以用初等数学知识,知道,k=1时,当时间增加一秒,温度也随着增加一度,温度上升的很快;k=0.3时,过一秒钟,温度上升0.3度,相对来说就慢一些。不论时间是多少,k是固定的,那么一次升温过程中,温度随时间变化的快慢是不变的,也就是通常所说的,温度随时间线性相关变化。
但是这种理想化的模型是很难达到的,一般温度随时间变化的快慢是改变的,比方说水沸腾,那么我们要知道某个特定时间点上,温度随时间变化快慢,就要对温度关于时间求导数。例如 T=kt^2+293 那么在t=0时我们知道,温度在这个瞬间随时间变化量是零,t=1时刻,时间每过去一个非常微小的量dt,温度就会升高2kdt,就要比t=0的时候快一些。
如果要求台面吸收的热量,如果用Q=∫cmdt求,就相当于要把每个温度变化的微小量造成台面吸收的热量叠加起来,就是工作台面吸收的总热量了。
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你先看看微分的几何意义,再看看定积分的几何意义,然后是多重的那些,理解起来就容易多了。说白了,微积分就是种近似计算。
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