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黎曼(Riemann)积分的新说法

(2013-01-21 08:03:06)
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      在某种意义上来讲,教育的基本功能就是“思想灌输”,很“噎人”。所谓“噎人”就是卡在“脑壳外”面进不去,即“不入脑子”。怎么办呢?

          大家知道,《高数》是必修的基础课,每年有数百万年轻学子接受灌输。比如,在“十一五”国家级规划教材《高等数学》第五章第一节(第223页)用了16行文字给出了定积分的定义(另加4行(εδ)说教)。定义文字之长,实属“罕见”,容易把学生“卡住”。

        在超实平面上,使其变成简单多了。假定函数f在区间[a,b]上连续,将该区间无限地细分下去,使其变成许多等长的子区间(区间长为∆x),让函数f分别在各子区间的左端点取值,从左到右,即从ab,做出“无限和”如下:

                                                                             f(x)∆x

这个”和数“是个超实数,我们称其为“无限黎曼和”。由于函数f[a,b]区间上连续,故必有界,因而上述无限和必是有限超实数,有唯一的标准部分。由此,将该标准部分定义为函数f在区间[a,b]上的定积分,请见:J.Keisler《基础微积分》第183页。

        有人怀疑这种定义方式的科学性,担心“没有根据”。实际上,这不用担心,这些内容都有严格的数学证明。我觉得,定积分的这种定义方式容易“入脑子”,不会被”卡住“,而且还能激发出同学们对数学的“好奇心”。比如,小长条怎么变成了一根直线条?直线条还有“面积”吗?等等。

          有人已经感悟到,由于超实数的引入,使得微积分变得简单。如此以来,就触动了某些人的神经,使他们丢了“面子”。简单就是美。


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