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欢迎大学新生关注实无穷小微积分!

(2017-09-10 09:00:33)

欢迎大学新生关注实无穷小微积分!

实无穷小微积分的优势何在?是在忽悠人吗?非也。

5年前,我在短文“无穷小微积分的优势究竟在哪里?”(20121227日发表)中谈及这个问题。该文重新发表如下:(一字不改)

袁萌   910

J. Keisler在《无穷小微积分基础》教学参考书第15逻辑与超结构的第1A节(第180页)给出无穷小微积分的核心特征,如下:

For example, the ε, δ condition for f to be continuous at x,

ε[ε > 0 δ(δ > 0 y[|x y| < δ |f (x) f (y)| < ε)]],

is equivalent to the simpler *L formula

y[y x *f(y) *f(x)]

 

意思是说,函数fx处的连续性的上述使用传统ε, δ语言L的表达式等价于(if and only if)下面的无穷小表述语言*L公式的更为简介的表达方式,其中*f是函数f的在语言*L中的自然延伸函数。符号”≈“是在语言*L中是无限接近于的意思。注:符号代表for All,符号代表There Exists

什么是(一阶)逻辑语言?什么是超级结构?这就是数理逻辑模型论研究的课题了。由此,我们可以看出,在传统微积分中,人们使用了许多无穷小微积分的说法(句子)而不自知也,比如:无限接近于任意地小,等等,整天周旋于限量词(quantifier来回颠倒的把戏,把学生搞得概念混乱、兴趣全无。

什么是(一阶)逻辑语言?什么是超级结构?这就是数理逻辑模型论研究的课题了。由此,我们可以看出,在传统微积分中,人们使用了许多无穷小微积分的说法(句子)而不自知也,比如:无限接近于任意地小,等等,整天周旋于限量词(quantifier来回颠倒的把戏,把学生搞得概念混乱、兴趣全无。

实质上,无穷小微积分的最大优势在于:理论展开的始终,减少了限量词的交替现象,使得微积分理论体系得以极大的简化,易学易用。这就是2006J. Keisler论文Quantifier in Limits极限中的限量词)里面的主要结论。

 

近十年来,高等无穷小分析的理论与应用进展很大,我们不想过多牵扯其中,以免转移学生的注意力。我们只做一件事情:普及无穷小微积分的基础知识,努力改进与完善普通高校的微积分教学的效果,把握住这个大方向丝毫不动摇。每年有上百万的学子在苦读微积分(高等数学),这个事实要牢记在我们的心中。

说明:请参见《高等数学》第61页关于函数连续性的定义:函数f(x)在点x连续等价于:ε>0δ>0,当|xy|<</span>δ时,有|f(x)f(y)|<</span>ε

将此表达式与J. Keisler的上述表达式:

ε[ε > 0 δ(δ > 0 y[|x y| < δ |f (x) f (y)| < ε)]],

 

相互对照,就可以看出,《高等数学》教材里面的限量词的作用域表达得不够清楚,容易引起同学们的误解,产生思维疲劳。一本全国通用国家级规划教材存在如此(多处的)疏漏是很不应该的。

注意,J. Keisler表达式里面有两层相互对应的方括号[,我们要注意它们前后在哪里。逻辑连接符号代表And的意思。

                      

袁萌   20121227

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