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

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. Представим себе машину, которая едет. Отложим по оси Х время в пути, а по Y - скорость в каждый, конкретный момент времени, и начертим график скорости от времени. Если скорость постоянная - это будет горизонтальная прямая. Фигура ограниченная этой прямой и осью Х - будет прямоугольником. Ширина прямоугольника - время в пути, а высота - скорость машины. Ширина*высота=площадь. Но при этом время*скорость=расстояние. Т.е. расстояние равно площади! И пройденное расстояние - это интеграл скорости.

А теперь начинается магия математики. Как посчитать путь, который пройдет машина, если у неё непрерывно меняется скорость, и её график извилистая кривая? А очень просто. Ведь ничего не изменилось - надо только найти площадь фигуры на графике! Как мы будем искать эту площадь - не важно. Можно просто посчитать клеточки на бумаге (это будет численным интегрированием, которое всегда приблизительное). А если скорость описана функцией от времени - можно найти её интеграл и сразу получить точный ответ.

А диференцирование - это это действие обратное интегрированию. Если продиференцировать функцию расстояния от времени, которую получили интегрированием скорости - мы обратно получим скорость. Ту самую скорость, с которой меняется пройденный путь машины. Сейчас скорость большая, километровые столбы мелькают, и пройденный путь быстро растет, а когда скорость падает и пройденные километры набираются медленно. На графике пути от времени, скорость это наклон самого графика. Грфик идет вверх - скорость положительная, мы едем вперед и расстояние растет. График пошел вниз - скорость отрицательная, мы едем обратно, а расстояние до точки старта уменьшается. График горизонтальная линия (наклона нет) -скорость равна нулю, мы стоим и расстояние неизменно.

Немного решил дописать.

Вообще интеграл в изменяющихся физических процессах очень востребован. А любой процесс описывает какую-то жизненную ситуацию.

Это сколько воды натекло через трубу в пресловутый бассейн при переменном напоре. Сколько киловатт накрутил электросчетчик при переменной нагрузке на сеть. До какой температуры нагрелась вода в кастрюле, если в процессе нагрева мы регулировали мощность плиты.

Любой процесс изменяемый во времени можно интегрировать и получить полезный результат. То же касается и дифенциала, который показывает скорость изменения общего результата.

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
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... Читать далее
1 эксперт согласен
Только вот дифференциал функции это не ее "бесконечно малое изменение", а линейная по аргументам часть ее... 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.