牛顿的两个公式,简洁,有用,囊括万物!

尔启看育儿 2024-03-17 23:22:51
我大牛顿的两个公式,简洁,有用,囊括万物!

看下图,打字不好打,我就写一写。

第一个

我相信很多人在高中都学过,至于它是怎么来的,那可有说道了。

反正这里面离不开牛顿天才的数学能力。

大家熟知的故事是:

牛顿被一个苹果砸到了脑门,他就提出了一个好问题,然后开始研究万有引力。

这故事的真假不好说,是经过了伏尔泰加工的。

伏尔泰也说不清到底是真是假,因为没有目睹,是从旁人那儿听来的。

话说:

伏尔泰非要搞清楚牛顿为何有这如此奇思妙想,天天去问牛顿的家人。

牛顿的外甥女婿不胜其烦,就告诉伏尔泰,牛顿被苹果砸了脑门。

从此,伏尔泰把这个故事写到了书里,在世界各地传播开来。

其实,在17世纪很多聪明人都在思考:

是什么主宰了大自然;是什么让太阳东升西落;是什么让行星绕着轨道旋转,井然有序。

牛人里面就有开普勒。

注意:

开普勒之前已经推导出来,说有一种力让行星在椭圆轨道上运行——开普勒第二定律。

但具体如何运行,遵循什么样的规律,开普勒没有说。

于是这个问题在各路牛人的推动下缓慢前进。

直到后来1684年,哈雷拜访牛顿,请教牛顿这个问题。

牛顿说自己早就证明了——力和距离的平方成反比,只是没有发表。

哈雷震惊了,这么伟大的东西,你不让世人开开眼吗?!

于是,资助牛顿出版了《自然哲学之数学原理》,里面有用极限、微积分、几何等方法证明出的详细步骤。

其实这本书是非常难懂的,我们现在能读到的都是后人简化了的版本。

当时用的数学符号和我们现在的不一样,而且牛顿写的跟论文一样,普通人根本看不懂。

后来还有物理学家去研究那本书,把里面的问题重新计算一下,发现还是发现牛顿的证明技巧更高超——真是无与伦比的数学才华,没办法。

通过这个公式,牛顿将万物之间的引力巧妙地用一个公式连接了起来。

等于说把天体万物统一起来,根据这个公式,人们能够在还没有观测到海王星和冥王星的时候就预言它们的存在。

后来有人说这个公式失效了,被更优秀的相对论超越。

其实,在更大质量上用万有引力公式完全没问题,但是在小质量天体上,用更加精密的相对论。

不过,你不用担心,一个普通孩子上到大学依然跳不出牛顿的统治。

这个公式已经足够精确,足够美——万有引力解释世界是牛顿独特的发明,也是数学之美的诠释。

第二个

这个在数学上叫牛顿-莱布尼茨公式。

以两个人的名字命名,并不是因为两个人一起发明了微积分。

现在学界比较统一的说法是:他们分别发现了微积分。

牛顿的微积分为了解决运动问题,从导数概念慢慢推理的。莱布尼茨崇尚哲学,从几何学入手,先创立了积分的概念,然后走到导数。

两个人殊途同归。

生前牛顿有更大的势力,他一直打压莱布尼茨,当时微积分是归到他的名下的。

但是莱布尼茨知道这个数学工具有多好,他就一直研究.

现在学的很多微积分知识,包括我们数学书上的符号体系,归功于他。

所以说,大一考高数,其实应该拜拜他。

说回公式,这是一个定积分公式,求的是面积。

比如函数y=x,当x=2,4时,中间夹的面积,用这个公式就是2。

y=x²。阴影部分的面积就很难算,那么用上这个公式,就是2²-1²

=3。

是不是很方便?

只要确定了原函数,算面积简直小菜一碟。

试想一下:

所以如果是儿童会了定积分,小学课本中的各种算阴影面积,简直秒杀。

但是,这样理解就小瞧它了,它的用处大了。

在工程领域还可以用来计算旋转体的体积,各种体积。

当你需要计算一些不规则事物的体积时,可以用它。

还可以计算弧长——这个很重要。

在物理学中也应用广泛,其中一个大家熟知的,物体做的功,就可以用它计算。

做功公式其实也是这样推算出来的。

等于完善了微积分体系。

另外它是由微分发展而来的,在不定积分的基础上,进一步确定一个定值。

如果感兴趣这部分内容,可以看一下下面的图片。

这些图片来自于《数学与生活》一书。

这本书梳理了自小学到大学的全部知识点。

最后,有了这个公式,芝诺悖论也被解决了——这可是困扰了大家相当长时间呢。

芝诺悖论是这样的:

哲学家芝诺说乌龟和阿克琉斯赛跑,乌龟向前跑100米后,阿克琉斯才开始奔跑。当阿克琉斯追到100米的时候,只乌龟向前爬了10米。阿克琉斯继续追,追了10米之后,乌龟又向前爬了1米。克琉斯再往前追1米,乌龟又向前爬了0.1米。这样乌龟和阿克琉斯总是保持一定的距离,阿克琉斯就永远也追不上乌龟。

是不是很有理?实际上我们明明知道它不对,可又不能在理论上圆回来。

后来微积分的概念出来,从数学上驳斥了芝诺。

芝诺只微分了,没有积分。

也就是说乌龟每次只走很小的一部分,它的速度也是很慢的。

阿克琉斯的距离函数,在一段时间内的积分,肯定要大于乌龟。

这样就解决了,是不是很漂亮!!

完美!

这就是数学,简洁、美妙、有用、囊括万物!

如果你想了解更多,建议入手吴军的两本书。

《数学通识讲义》这是讲数学思维的,文科生也看得懂。

《数学之美》,讲数学的美妙,也不难读。

祝您阅读愉快!

21 阅读:5702
评论列表
  • 2024-03-28 14:36

    这个作者宣传微积分是个好主意,但是作者的微积分学得不扎实,计算出错了。直线y=x和x轴之间、x=2和x=4夹着的阴影的面积,应该是(1/2)*(4*4-2*2)=6,用梯形面积公式计算也行。曲线y=x^2和x轴之间那个阴影面积计算也是错误了,那个曲边梯形的面积就需要用微积分计算了,那个面积应该是(1/3)*(2^3-1^3)=7/3

    lanmaolanmao 回复:
    这个是微积分的基本公式,网络上人那么多,熟悉这个公式的人数不胜数。我不过碰巧也懂,谈不上高人。这个是微积分的基本公式,网络上人那么多,熟悉这个公式的人数不胜数。我不过碰巧也懂,谈不上高手。
    孤海星辰 回复: lanmaolanmao
    是的,只要学过一丁点高数的人都会,我还在奇怪这么简单的问题作者都能搞错,真是没谁了
  • 2024-04-06 08:50

    你有这两个公式,任然造不出蒸汽机。更不用说电机,手机,基站。瓦特没上过大学,你要向他学习。

    garlong 回复:
    蜘蛛🕷啊,你的前两支脚在爬,后面几只脚在做什么呀?
    蜘蛛 回复: garlong
    额,算我没说,感觉比跟我老婆吵架还累,我讲工资还没发,等几天。她讲我不关心她,不关心家,我讲实在不行我借点应付下,她讲我没用,挣不到钱靠借钱过日子,一个字,难。[捂脸哭][捂脸哭][捂脸哭]
  • 2024-05-30 23:57

    芝诺悖论不用这么麻烦吧?数字可以无限微分,而空间距离是有限的不能微分。

  • 2024-04-04 10:41

    如果很多人喜欢,我倒是可以说一说作者讨论的问题。关于芝诺悖论(也有人说龟兔赛跑)的问题,这不是微积分,而是级数问题,就是无限多项很小的数加起来究竟是有限的还是无限的,后追上一点,需要一个时间,相应时间内乌龟也走了一点路,后追者总是在后面的。追者每走一点乌龟也往前走一点,这是一个很小的时间,这是有无穷多个很小的时间,总共合起来的时间就是后追者追上乌龟的时间,是由很多个很小的量加起来,总和究竟是有限的还是无限的呢?其实这个级数问题讨论起来还蛮复杂的,有的无限项正数加起来是有限的,比如(1/2)+(1/4)+(1/8)+(1/16)+…这个无穷级数和就是1,也就是无限多的项加起来就无限接近1。但有的就不是有限的,比如(1/2)+(1/3)+(1/4)+(1/5)+(1/6)+…和就不是有限的,虽然大家都是无穷多项相加,并且所加的项都是越来越小,所有的项都是大于0,但无限项相加的和,一个是有限的数,一个是无穷大,这就有点背离人们的直观感觉。这就是数学的玄妙有趣之处。

    用户36xxx40 回复:
    有点飘忽了[大哭]
    shine gu 回复: 用户36xxx40
    芝诺悖论实际上反应了时空连续性及物体运动性是否真实存在的问题[笑着哭]
  • 2024-07-11 06:31

    自然规律都是预测未来的全称真命题,证伪当然有效,证明当然无效。只能观测归纳过去,信任自然推断未来。且不可能演绎得到!!!比如,相对速度公理,任何时候任何地方都是真理,也是绝对自然真理。相对论是违背绝对时空公理、相对速度公理的可笑创造假说(提出的时候就已经证伪了),当然是全称命题,居然号称证明了????是不是两头篇?彻底骗!

  • 2024-04-04 10:54

    至于微积分,解决的变力变速度之类的问题。我们知道路程=速度*时间,但如果速度随时间不断变化,这可怎么求路程呢?比如说一个物体开始是静止的,然后在地球万有引力的作用下落下(这里我们假设引力不变),那么这个物体的速度就是9.8t(时间为t单位是秒,开始降落时计时,速度单位是米/秒),可以看得出来时间不同,速度是不一样,每一秒速度都不一样,每个微小的时间内运动了微小的路程,总的路程是无限多个无限微小的路程相加,解决这个问题,就是需要用到微积分了。微积分真是天才的发明啊!

  • 2024-04-23 21:42

    图8的距离平方R^2怎么变成R2

  • 2024-05-15 14:16

    这些都在永乐大典里

    老林 回复:
    在女娲补天剩下的石头里
    磊磊 回复:
    在山海经里
  • 2024-03-21 14:00

    微积分的伟大,在于他解决了人类理论无限观念和现实的关联矛盾问题

  • 2024-03-22 12:54

    推崇前辈,质疑前辈,超越前辈,人类的科技才能不断一步一步的前进

    春困秋乏夏打盹 回复:
    我对不起前辈,脑子存大学里,毕业忘了带出来[无奈吐舌]
    老林 回复:
    但有些人就只认老祖宗
  • 2024-04-09 16:13

    悖论斯坦,背叛数学由公理演绎证明特称命题的传统,号称证明全称公设公理。以光速不变假说祸害相对速度公理,祸害绝对时空,祸害能量质量引力等物理基本概念和认知方法。祸害数学,祸害物理,终身搞骗,祸害极大极深极广。

  • 2024-04-08 11:40

    瓦特最多算非常勇猛的士兵,他的功绩甚至大于无能的将领,但是你非要拿他和排第一的牛顿比,没得比的好吧?

  • 2024-03-22 09:25

    f=ma已经囊括一切了[笑着哭]

  • 2024-03-28 14:05

    看到卖书的我就不感兴趣了,很多时候买回来的书发现并不是那么回事。

  • 2024-04-24 01:03

    学渣表示不懂[哭笑不得]

  • 2024-05-19 15:15

    时光倒流是数学当物理的骗术!………都是毫无意义的思想实验。8分钟前的太阳光,几十亿年前的遥远星光,地层中几万年前的琥珀苍蝇,以及所谓的超光速观测,。。。只是影响一些意识信息,用光(超音速)观测雷电,用声音观测雷电,都不能改变雷电本身。木啥实质影响。很多是为了欺骗。看到他妈妈两岁的照片,宇宙就时光倒流了???

  • 2024-08-31 17:35

    [点赞][点赞][点赞]伟大的人

  • 2024-03-21 12:34

    [笑着哭][笑着哭][笑着哭]牛皮只管吹,一个微分公式可以囊括世界[点赞][点赞][点赞]果然世间文盲多。

  • 2024-03-21 13:56

    直击本质的自然哲学的数学原理。纯理论,不受观察者影响。

  • 2024-03-22 07:38

    囊括万物的话,需要加上他的对头:莱布尼茨,世界就是如此奇妙[笑着哭]

  • 2024-05-26 02:48

    智商不够用[呲牙笑]

  • 2024-06-05 10:08

    谈微积分,别忘了莱布尼兹。

  • 2024-06-09 20:59

    神龟依靠解释搞骗,将无限细分的次数欺骗为时间无限!!!……悖论斯坦将质量欺骗成能量,胆子比乌龟骗子大多了!!!

  • 2024-07-10 19:03

    R平方,哥啊

  • 2024-07-11 06:31

    万能骗术之质能方程,泛化虚化破坏能量公理概念,>>远远胜过,任何东西能变油+油能变任何东西。。。到底是质量获得能量还是质量变成能量??? ………动能公式,清清楚楚明明白白,到处用天天用,是质量获得能量的经典公理。………能量概念清清楚楚,是对物质运动状态的描述,居然敢欺骗说物质与能量等效???何其狂妄可笑???………他爸爸有动能,他爸爸也有势能,动能和势能都能变成他爸爸。他到底有多少爸爸呀?质量与力是一切微观宏观世界的根本,他造假(创造假说)祸害质量概念就当儿戏!!!———无中生有解释稀奇的万能骗术::科学都是假设(嘲笑诚信观测归纳),场有作用力,真空里有波,质能等效转换,穿墙而过,刀枪不入,纠缠女朋友。。。号称,只是科技还没达到!………无中生有==时空无限而永远不可能证无,当然也永远不可能证有==欺骗无底洞!

  • 2024-08-12 12:29

    微积分就是为了圆滑兀的问题,用以完善直线运动的普遍性。可惜的是兀到如今也没有算尽

尔启看育儿

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