Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Для чего был изобретен интеграл и дифференциал, какое математическое действие лежит в их основе и их значение для естественных и технических наук?

ФизикаМатематика+1
Max Kravchenko
  ·   · 75,2 K
Химик, Сотрудник института РАН  · 18 янв 2016

Давайте начнем с дифференциала, а точнее с производной, потому что о ней речь заходит у всех еще в школе. Из школьного определения мы знаем "Производная это отношение приращения функции к приращению аргумента". Проще говоря это отношение изменения функции к изменению аргумента, но эта фраза тоже может быть понятна не всем. Функция это некая величина, которая меняется в некоторой зависимости от другой величины - аргумента. Таким образом производная показывает нам во сколько раз функция изменяется быстрее (или медленнее), чем аргумент. Теперь уточним что такое "приращение". Вообще производная это отношение дифференциалов, а дифференциал некоторой величины это бесконечно малое ее изменение, то есть разница между некоторым начальным и конечным значением, только эти значения мы берем максимально близко друг к другу, как бы изучая изменение функции на каждом максимально маленьком ее участке. Самое очевидное приложение в естественно научной области это описание зависимости изменения расстояния, пройденного некоторым объектом от времени. Разделив бесконечно малое изменение расстояния на соответствующий ему бесконечно малый момент времени (dS/dt, где буква d обозначает что мы берем не абсолютные величины а дифференциалы) мы получим так называемую мгновенную скорость, то есть скорость, которую имел объект в конкретный момент времени. Естественно что эта скорость в другой момент времени может отличаться и тут уже находит свое приложение интеграл. Интегрируя какое то дифференциальное уравнение мы проводим суммирование по некоторой переменной. Обращаясь к нашему примеру со скоростью проинтегрировав по dt в определенных пределах (эти пределы это тоже значения времени но уже не бесконечно близко стоящие друг к другу а какие то реальные, пусть от 0 секунд до 60, например) мы получим среднюю скорость объекта, которую он имел на протяжении этой минуты. Приложение дифференциалов и интегралов в естественных науках невероятно велико и данный пример с скоростью движения просто простейшая иллюстрация, переоценить вклад этого математического аппарата в естественные науки невозможно.

Вообще дифференциально-интегральные исчисления это огромная часть математики именуемая математическим анализом, она несет в себе гораздо гораздо больше чем я написал, это целые курсы лекций как на естественно-научных специальностях, так и на непосредственно математических. Добавлю так же что описное мной выше станет гораздо понятнее если обратится к какому нибудь учебнику, наверное даже, по школьной физике или математике, в котором будут графики зависимости расстояния от времени и на них будут схематично изображены дифференциалы, там же должны быть приведены схожие с моими рассуждения.

1 эксперт согласен
Только вот дифференциал функции это не ее "бесконечно малое изменение", а линейная по аргументам часть ее... Читать дальше
@Григорий Смирнов-Пинчуков, дифференциал, есть к тому же, функция условно двух переменных, а именно: точки приложения и (величины) сдвига из неё, из этой самой "точки приложения". УжЕ в случае анализа на действительной прямой.
Л.К.

Ну, просто я пытался объяснить максимально просто, а вдаваться в функции нескольких переменных - значительно усложнить материал.

Максим,  огромное спасибо за ответ. Я наконец поняла разницу и смысл. При том,  что мучаю учебник матанализа не первый месяц. Респектище. Вы суперпонятно умеете объяснять. Это дар.

Максим,  а можете также понятие первообразной так же понятно разложить?

аааааа не понимать лунный язык

Выучи наш лунный язык,

Научись играть на трубе

И живи по полному каждый миг

Так бы я писал самому тебе

@Sergey Fedotov,
Максим Леонидов,"Письмо (самому себе)", бывший лидер, наряду с Ник. Фоменко, бит-квартета "Секрет".
Часто транслируют по "Нашему Радио".
Л.К.

Слава Богу, химик а не математик. Тогда понятно. Производная это предел отношения изменения функции к изменению аргумента, когда последний стремится к нулю. И все преподаватели обращали внимание на то, чтобы мы не делали ошибки и не упускали из определения слово ПРЕДЕЛ.

@Martinez Helena, знаете ли Вы о таком замечательном человеке как Уильям Томас Татт (William Thomas Tutte).
Он начинал как химик в Кембридже, первые печатные его работы - по химии.
Стал выдающимся, считаю, великим математиком середины / второй половины прошлого 20 века. Умер 20 лет тому назад, в 2002-м году.
Прогуглите, прошу Вас, вопрос "Tutte William Thomas mathematician".
Сыщется, уверяю Вас, много, очень много совершенно неожиданного.
Л.К.
Современные химики серьёзно занимаются математикой, например, питерский спец по квантовой химии Дмитриев Игорь Сергеевич, насколько мне известно.
К.
к.ф.м.н., доцент МФТИ, с.н.с. Института Проблем...  · 11 мая 2022
Одной из первых больших и сложных задач, которые оказалось невозможно решить без нового аппарата была задача о брахистохроне, которую можно сформулировать так: как формы должна быть ледяная горка, чтобы по ней материальная... Читать далее
Математика, политика, высшая школа и хейт спичПерейти на t.me/forodirchNEWS
Решил подписаться навстречу. Ранее после обдумывания подписался на Сажневу из МК с псевдонимом "Не всё равно"... Читать дальше
Член ММО - Московского математического Общества...  · 11 мая 2022
Классический инфинитезимальный анализ (= исчисление бесконечно малых - усл. = дифференциальное и интегральное (ед.ч.! - Л.К.) исчисление) есть естественная надстройка над элементарной школьной алгеброй. Требующая введения... Читать далее
Продолжим заметки на полях. Полный дифференциал функции, условно двух независимых переменных, в точке (крепления... Читать дальше
Баню люблю и делаю  · 14 июл 2022
Интеграл - это Идея, а дифференциал - воплощение идеи на практике.  Сам процесс воплощения и его результат имеет обратное влияние на саму изначальную Идею, так Идея меняется. Вот так вот всё в нашем Мире и волнуется... Читать далее
Ответ не имеет никакого отношения к заданному вопросу.
Занимаюсь разработкой игр. Веду активный образ...  · 22 янв 2016
Добавлю к вышесказанному. Давайте попробуем определить скорость объекта, который движется из пункта А в пункт Б, между которыми расстояние 100 метров. Для примера возьмем, что объект прошел это расстояние за 10 сек. Следовательн... Читать далее

Какое замечательное объяснение! Спасибо!!!

Физик, художник, счастливый человек  · 19 янв 2016
Производная показывает скорость изменения функции. Самый элементарный пример - это расстояние, скорость, ускорение. Если мы движемся с постоянной скоростью, 5 м/с, то в первую секунду мы будем находиться на расстоянии 5 м от... Читать далее
Инженер электронной техники, программист.  · 14 мая 2022
Производная это скорость мгновенная df/dt - точка в пространстве времени. Вы же смотрите на спидометр иногда? 
Интеграл это сумма бесконечно малых, которая выливается в полне конкретный объект. 
Инженер электронной техники, программист.  · 14 мая 2022
Зенон, черепаха и Ахиллес давно, но, Ньютон совсем все разрушил, когда изобрел дифференциальное исчисление. Оно сильно изменило мировосприятие и научило мыслить.
В отличие от других ответчиков я начну с интеграла, а не с производной. Интеграл в жизни имеет конкретный физический смысл. Это площадь фигуры ограниченной осью абцисс Х и графиком функции. Далеко от жизни? Сейчас приблизим... Читать далее