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【注:下文是单位群邮件的内容,标题是另加的。】
之前探究了“规律”的含义,这回考察“方法”。
看到“方”字,最容易想到正方形。如果用 x 表示一段长度,又要用它来刻画“方”,则最容易想到 x^2。简单起见,记作:方 ~ x^2。
“方”和“圆”有着自然的对应,如“方圆几公里”等。既然有“方”法,就该有“圆”法(?)。
方的特性似乎有“regular”,“easy to handle”等内涵。因而, “方法”大概是指“化物为方”的办法,即“使之方” (哈,使动用法)。
可用上述观点推测“泰勒级数”的思想起源。设任给函数f(x)。使之方,即希望有 f(x)=x^2。显然,一般不能成立。于是退一步,把f(x)写作“诸方”的表达式:
f(x) ~ {1, x, x^2, ..., x^n, ...}
其中,1是零维的方,x是一维的方,x^2是二维的方,等等。注:一般而言,泰勒级数只对局部或小区间有效。纳什定理则把这个事情推广到了任意大的范围!即函数能用多项式拟合的理论根据。
矩(形)可以看做“广义的方”. 两个(不同的)量相乘曰“矩”. 这样就有了“矩法”。
定积分可以看做一种矩法。考虑一个任意的形状,通过切割总能得到曲边梯形,于是可以得到它的内接矩形和外切矩形,由此估计内中的面积。精确起见,可把曲边梯形分割为若干小的曲边梯形,每个都作出其内接矩形和外切矩形,从而得到每个小的曲边梯形的面积估计,再加起来就得到整个面积的(更精确的)估计。无限细分,就得到了定积分。
内积也可以看做一种矩法。两个函数相乘,并计算该乘积的定积分,就得到“内积”。这是泛函分析中的研究对象之一。之所以做内积,肯定有它的方便之处,否则也犯不着去研究它了。
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小结:抓住一个“方”字,洞察力立刻大增:级数、积分、内积...都蕴含着“化物为方”的思想 —— 尽管形式各异,却具有内在的统一性。
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GMT+8, 2024-12-25 15:07
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