石家莊鐵道大學四方學院 曹紅亞
眾所周知,微積分建立的基礎是實數、函數以及極限。關于微積分的定義,其指的是微分學和積分學二者的總稱,其更代表著一種數學思想。微積分的發展與現實生活的發展是密切相關的,現在的微積分已經廣泛存在于諸多自然科學當中,如天文學、生物學、工程學以及經濟學等等,在現實生活著發揮著越來越重要的作用。以下筆者結合自己多年的相關實踐經驗,就此議題提出自己的幾點看法和建議。
微積分不僅僅應用在科研領域,其更實實在在地存在于我們的生活當中。例如日常生活中,我們需要裝修或者從事裝修工作,都需要進行工程預算,這時我們便會不自覺地應用微積分原理,首先將整個裝修工程科學劃分成為多個小單元,然后對應用到的材料和工時進行計算,最終得出總的造價。再比如,現在很多人特別是年輕人都希望創造一份屬于自己的事業,那么其在創業時可能會應用到微積分。如對所選地址處的車流量以及人流量進行了解,在一天的幾個時間段,做一分鐘的調查,測出經過的人數或車數,再通過計算得出每天或每月的人流量或車流量,這將是我們創業的一個重要參考面。
在微積分的現實應用中,最具代表性的便是求曲線的長度、切線以及不規則圖形的面積。
如在當前社會中,相關數字音像制品或者正流行的數字油畫,其都需要將圖像和聲音分解成為一個個像素或者音頻,利用數字的方式來進行記錄、完成保存。在重放的時候,再由設備用數字方式來解讀還原,使我們聽到或看到幾乎和原作一模一樣的音像。再比如,中央電視臺新聞頻道的時事報道中常看到地球轉向某一點,放大,現出地名,播送最新動態的新聞畫面。它的整體概貌是拼裝的,是由衛星將地球分成一個個小區域進行拍照,最后拼接成地球的形狀,才讓我們形象地、跨時空地欣賞新聞報道的同步魅力。
日常生活中,我們每天都在參與各種買賣活動。我們都需要去超市或者菜市場購買生活必需品,通常情況下,商家對這些商品的價格基本是一口報,日復一日的操作,熟能生巧,很少出現錯誤,但是我們就不一定了,有時就會出現錯誤,要想避免這種情況的發生,我們就可以運用微積分原理,在購買商品時,先將其微分,不管整體重量是多少,我們只算一個單元,然后再進行累計匯總,確保大數不會出現錯誤。
以一道數學腦筋急轉彎為例進行說明:一個人去菜市場購買香蕉,商家告知香蕉一斤一元錢。這人要買十斤,但要求攤主把皮果肉分開賣。攤主試剝一斤,約為果肉九兩,皮一兩,全部加工完畢,共九斤果肉,一斤皮。買的人說:九九八十一,果肉八塊一,皮一塊,一共給你九塊一,就把香蕉拿走了。攤主看看手中錢,想來想去不明白,怎么我為他加工十斤香蕉,反而少了九毛錢,這九毛錢到哪去了?
試想,到底為什么會出現這樣的情況?很多人想不出原因,在這筆者要用微積分來進行解答:一斤香蕉一元錢,一斤香蕉九兩果肉,九毛錢,一兩皮一毛錢,合起來仍是一元錢。同理,十斤仍是十元錢。那九九八十一是怎么回事?這就是腦筋急轉彎的誤導,因為總量是十斤,每斤九兩果肉,十斤有九斤果肉,也就是說十斤香蕉分十份,每份有九兩果肉一兩皮,九兩果肉乘十加一兩皮乘十才等于總量十斤。這問題大概要算趣味算術題,凡遇到類似題目,大家皆可應用微積分原理來剖解。
一提到微積分,很多人都認為這是數學領域的專屬理論。但事實卻并非如此,微積分理論可以被應用到諸多領域當中。微積分追求迅速掌握要點知識,提取精華,進而達到事半功倍的效果。在文學領域中,不管是外國文學還是中國文學,我們都可以按照不同的類型將其進行微分,比如,按照文學流派、寫作風格、主題或者時間段等等,運用樹形圖或思維導圖進行圖示微分,每部作品、每位作者都標示出各自的特色,那么所學內容便一目了然,其必然會提高學生的學習效率和質量。
綜上所述,微積分的出現是社會發展的必然結果,更是人類集體智慧的重要結晶。我們在現實生活中隨處都可以見到微積分的身影,其不僅僅幫助我們解決著各種現實問題,更在潛移默化中影響著我們的思維與意識。