極限是微積分的基礎,平時接觸到的極限,例如無窮大,物理裡面的絕對零度,光速之類的,都可以認為是極限,意思就是可以接近,但是永遠無法達到的數值,數學裡面的極限也是這個含義;
先來看一個最簡單的例子,同時介紹一下輸入,打開MMA,新建notebook;
輸入極限符号:ESC,lim,ESC,依次輸入,可以得到一個極限符号,如下圖:
輸入極限變量的極限值:例如我們要使得x無限接近0
輸入極限表達式主體:例如我們要求x的倒數的極限值
完成了輸入,Shift Enter,得到結果Indeterminate,意思是沒有确定的結果,哪裡的問題呢,我們首先來觀察一下1/x函數圖像:
雙曲線
可以看到在x=0的位置是沒有y值的,但是在兩側分别趨向于正負無窮大,也就是說我們要指定x從哪一側逼近極限值
輸入自變量逼近極限值的方向:
這一次我們得到了極限值,為正無窮大,如果你觀察1/x的函數圖像,就知道為什麼是這個值了;
如上圖,在理解微積分的文章裡面,我們講解了使用微積分求面積的時候,有一種角度的分解方法,使用過一個假設,就是隻要圖中dθ越來越小的時候,三角形底邊和弧長是越來越接近的,現在可以利用極限來證實這個假設:
做商
做差
很顯然,無論是相除,還是相減,都能明明白白的告訴你,當角度細分到無限小的時候,三角形底邊和對應的弧長是一樣的,雖然自覺總是覺得弧長要長一些;
自然對數底的極限定義
自然對數的底e=2.718...,是一個無理數,無限不循環,很多人一直不明白這到底是個啥,有啥用,其實裡面有個故事:
有個人在銀行存款1塊錢,年息100%,土豪銀行,窮逼儲戶,年底算利息,這個人本息總計2塊錢;然後這個人想,如果我半年算一次利息,半年利息就是50%,那上半年的利息在下半年又有利息,錢肯定更多了,于是就嘗試一下,果然多了一些,雖然隻多了2毛5:
然後這人繼續想,一個月計息一次,豈不是更多:
果然有效,一天一次呢:
估計業務員要被煩死,好像有點眼熟,那就對了,越來越接近e了,自覺告訴我們,極限應該是e,也就是說,如果計息無數次,年最終本息合計應該等于e:
于是銀行直接給他2塊7毛2分,省下了大批的計息工作量,真是太機智了!
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