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Zmn-0058-2 薛问夭;再评师教民先生提出的三个问题(2)

已有 602 次阅读 2019-10-6 15:05 |个人分类:数学啄木鸟|系统分类:论文交流|文章来源:转载

Zmn-0058-2 薛问夭;再评师教民先生提出的三个问题(2)

【编者按。下面是薛问天先生对Zmn-0057的回答(2)。现在发布如下,供网友们共享。请大家关注并积极评论。】

  

再评师教民先生提出的三个问题(2)

薛问天
xuewentian2006@sina.cn

薛问天-c.jpg问题(Ⅱ)。关于求导过程中的3个Δx是否没有同等对待的问题

我们知道求导过程是把导数定义为:

lim[Δx→0](Δy/Δx)..................①

= lim[Δx→0](Δx(2x+Δx)/Δx)...②

= lim[Δx→0](2x+Δx)................③

=2x+0=2x。............................④

师先生认为在求导过程中【不讲道理地把分母中的Δx和分子中的括号外面的Δx规定为不可以等于0,把分子中的括号内部的Δx规定为必须等于0.】

实际上,这完全是师先生对函教和极限等概念的错误理解,这是一个伪问题,求导过程中并不存这样的问题和矛盾。

我们来仔细分析求导过程。这里有两个函数。一个是增量比函数

G(Δx)=Δx(2x+Δx)/Δx

一个是连续函数

F(Δx)=2x+Δx

求导过程的第一步是证明在所有Δx≠0的点函数G(Δx)同 F(Δx)相等。
从而当Δx→0时 G(Δx)同 F(Δx)的极限值相等(②③)。

第二步,根据连续函数的极限值等于函数值的性质,所求的在Δx=0点的 F(Δx)的函数值F(0)就是 Δx→0时 F(Δx)的极限值(③④)。它等于 Δx→0时 G(Δx)的极限值(①②),即所求的导数。

这里有两点需要澄清。

,首先要认清 G(Δx)同 F(Δx),这是两个不同的函数。在这两个函数的各自表达式中,所有的自变量Δx都是一样地同等对待的,不存在 【不讲道理地把分母中的Δx和分子中的括号外面的Δx规定为不可以等于0,把分子中的括号内部的Δx规定为必须等于0.】的问题。

只是这两个函数的定义域不同。 由于四则运算的规则,分母为0的运算结果无意义。于是,在Δx=0的点,增量比函数G(Δx)没有意义。但是对表达式中的所有Δx是一视同仁的。不可能在同一函数表达式中的自变量同时取不同的值。在G(Δx)的表达式中不存在【 把分子中的括号内部的Δx规定为必须等于0】的问题。

此外由于函数 F(Δx)的表达式 2x+Δx中只有一个Δx,更不存在这个不平等对待的问题。由于没有分母为0,因而 F(Δx)定义域中,Δx可以为0。

,至于求导过程的第一步,证明对于所有Δx≠0的点 G(Δx)= F(Δx),要求 Δx≠0。第二步所求的是F(Δx)在Δx=0点的函数值,要求 Δx=0。这完全符合导数的等价定义。是根据导数的定义的要求来作的。是两个函数的自变量Δx在不同情况下,按照要求取的不同的值。这里不导致任何冲突,不产生任何矛盾。

师先生把这说成是【 出尔反尔地、蛮横地、粗暴地、强行地、擅自地、随心所欲地、肆无忌惮地、毫无顾忌地、不讲道理地】,这完全是一些莫须有的罪名。正相反,在第一步要求在Δx≠0的条件下证明 G(Δx)= F(Δx),正是为了证明 lim[Δx→0]G(Δx)= lim[Δx→0]F(Δx)。

而第二步求 F(Δx)在Δx=0点的函数值F(0),正是由于它等于lim[Δx→0]G(Δx),即所求的导数。

以上步骤,一以贯之,合情合理,环环相扣,逻辑严密,没有任何冲突和矛盾。这就是问题II的正确结论。

下面我们针对师文0057的第3点例2作具体评论。

(1),师先坐说【 在求  lim[Δx→0](2x+Δx)时,因为Δx≠0故把Δx约分而得到 (2x+Δx).在求出 (2x+Δx)时,用和例1第二步相同的方法得到了Δx=0.这就产生了Δx≠0和Δx=0的矛盾. 】

师先生又说【 『在求极限的过程结束以后』Δx就变到了 0.这个Δx=0足以和前边约分时得到的Δx≠0构成矛盾了.】

这是典型的『只要第一步有 Δx≠0,第二步有 Δx=0就认为必然产生和构成矛盾』的错误推理。

师先生说【 薛问天先生对我上述的推理逻辑、步骤、理由不敢评论、无力反驳,无法说出错在何处及其错误的理由.】

其实我早己多次指出,这个错误在于师先生没有认识到 「并不是在任何推理和演算过程中 ,其过程的各步中有某变量取不同的值,就会产生矛盾。(论断A)」。师先生没有认识到,在这里由于 Δx≠0同 Δx=0並未引起冲突,所以并不产生任何矛盾。

 

(2),看来师先生对在整个极限过程中 Δx≠0似乎己无异议,但是他说【 『在求极限的过程结束以后』Δx就变到了 0.】这句话也不对。 求极限的过程己经结束,自然己不再讨论Δx的变化,怎么会【变到了0】呢?不是Δx变到了0,而是在连续函数的情况下,己求到的极限值等于Δx=0点的函数值。极限值和函数值这是两个在概念上完全不同的概念,不容混淆。只是对连续函数它们在数值上相等而已,在概念上是完全不同的,把它们混在一起,说【 『在求极限的过程结束以后』Δx就变到了 0.】是错误的。应该说在求极限时Δx≠0,在求函数值时Δx=0。在 Δx≠0下求的极限值等于在 Δx=0下求的函数值。在不同情况下 同一变量取不同值,一般如无冲突並不产生矛盾。在这里已证明它们相等,因而不产生任何矛盾。

(3),师先生说【 薛问天先生说『在 Δx→0 时,Δx的极限是 0』也只是喊了一句口号,没有说明理由,没有写出求极限 Δx=0的步骤.】

然后师先生给出了求极限的步骠【 第一步是去掉极限符号,第二步是令去掉极限符号以后的Δx=0,从而得 Δx=0,除此之外,极限理论再无其他的办法了(即离开了令Δx=0,极限值0根本就求不出来).】

师教民先生这里所给的求极限的方法是利用等值函数y=Δx是连续函数,而连续函数的极限值等于函数值。所以对这种连续函数而言,求极限就可以直接求函数值就行了。

但是师先生不了解,用连续函数求函数值的方法只是求极限的一种方法。说什么【除此之外,极限理论再无其他的办法了(即离开了令Δx=0,极限值0根本就求不出来).】

其实并不是这样 ,完全可以用极限的定义直接证明。而不用连续函数的这个性质,同时这里也就不用「在Δx=0点的函数值」这个概念了。

『在 Δx→0 时,Δx的极限是 0』这本身几乎是个自明的命题,师先生还说我未说明理由。共实这是等值函数的极限,根本不用求就知它的极限是0。当Δx作为自变量无限趋近于0时,自然作为等值函数的因变量的Δx也无限趋近于0,也就是说它的极限为0。这是因为它是等值函数,在数值上因变量就等于自变量 。
此外,你也可严格地用ε一δ方法证明它的极限为0。只要选δ等于ε即可。由于δ=ε,在0<|Δx-0|<δ时,自然有 |Δx-0|<ε。

怎么能说【除此之外,极限理论再无其他的办了】。在这里师先生过于孤陋寡闻了!

问题的关键在于,既使利用了连续函数的性质,极限值等于函数值,在求极限时 Δx≠0,在求函数值时 Δx=0。这只是变量Δx在不同情况下取不同的值而已。 连续函数的极限值等于函数值,严格证明相等,这里并不【产生】和【构成】任何矛盾。

(4),师先生在对求导过程有一个严重的理解错诶。他写道:

【 G(Δx)=2x+Δx  (-∞<Δx<0,0<Δx<+∞),

F(Δx)=2x+Δx  (-∞<Δx<+∞).】

这是一个严重的对G(Δx)的理解错误。增量比函数G(Δx)不是 2x+Δx,而是

G(Δx)=Δy/Δx=Δx(2x+Δx)/Δx。

这个函数由于分母不能为0,它的定义域才是  (-∞<Δx<0,0<Δx<+∞),而函数 F(Δx)=2x+Δx ,由于不存在分母为0的问题,它的定域是  (-∞<Δx<+∞)。

求导过程笫一步所证明的是在所有Δx≠0的点函数G(Δx)= F(Δx)。在第一步中涉及的函数F(Δx)= (2x+Δx),它的定义域既包括 Δx≠0也包括 Δx=0。

不能根据在Δx=0点, G(Δx)没有定义,以及是在 Δx≠0的条件下推导出的 G(Δx)= F(Δx),就武断地说函数 F(Δx)的定义域不包括 Δx=0 。因为这样说没有任何根据。

所以说并不是如师先生如此自负地说我【 不知道函数表示法及其简化原则这最起码的常识】,而是师先生搞错了。张冠李戴了。 增量比函数G(Δx)不是 2x+Δx,而是 G(Δx)=Δy/Δx=Δx(2x+Δx)/Δx。师先生错误地把G(Δx)的定义域说成是 函数 2x+Δx的定义域了。我原以为这是师的笔误,把它改过来,使(Δ≠0)不要直接写在 2x+Δx的后面。而师先生硬是坚持错误,硬要错误地认为(Δ≠0)是  2x+Δx的定义域。错了, 第一步中的函数 (2x+Δx),就是第二步中的 F(Δx)=2x+Δx 。它的定义域不是 (Δ≠0),而是它既包括 Δx≠0也包括 Δx=0。

(5),师先生认为我对求导过程的解释是錯的,他说【 其错误为:“求导过程第一步在Δx≠0的假定下只推导出G(Δx)=2x+Δx(Δx≠0),未推导出F(Δx)=2x+Δx(Δx可等于0).故薛问天先生说的『求导过程第一步在Δx≠0的假定下推导出G(Δx)=F(Δx)=2x+Δx』就错了,】

这句话就反映出师先生对求导过程的误解。

,函数G(Δx)同F(Δx)是什么?

G(Δx)=Δx(2x+Δx)/Δx。是增量比函数,它的定义域是 (Δ≠0)。

F(Δx)=2x+Δx。是一个连续函数,它的定义域是全体实数,Δx可等于0。

,第一步所证的正是 在Δx≠0的条件下G(Δx)=F(Δx),其中 F(Δx)=2x+Δx(Δx可等于0)。而不是 在Δx≠0的条件下推导出G(Δx)=2x+Δx(Δx≠0)。理由很简单,一方面前面说过, 不能根据在Δx=0点, G(Δx)没有定义,以及是在 Δx≠0的条件下推导出的 G(Δx)= F(Δx),就武断地说函数 F(Δx)的定义域不包括 Δx=0 。因为这样说没有任何根据。也就是说,在这里 (Δ≠0) 指的是等式成立的条件,而不是 函数 F(Δx)的定义域。

另一方面,第一步的 函数F(Δx)=2x+Δx必须是第二步的 函数F(Δx),是同一个函数。如果不是一个函数,怎么会有极限值等于函数值,怎么能求出导数。

 

(6) 接下来,师先生引述了一段我评论第一代微积分导数定义和概念含混不清的评语〖 .…既然导数定义为增量比函数G(Δx)在Δx=0点的函数值,而第二步求的是F(Δx)而不是G(Δx) 在Δx=0点的函数值.而F(Δx)是在Δx≠0的条件下推导出来的与G(Δx)相等的函数』〗这段话说明了第一代微积分中导数概念的舍混不清之处 ,以及引发和导致 Δx≠0同Δx=0矛盾之根源所在。但是师先生却说【 这段话都很清楚、肯定,没有『似乎』之类的语言和『含糊不清』的表现,故薛问天先生说的『之所以有Δx≠0和Δx=0的矛盾,是因为导数的定义含混(糊)不清』就错了.】

在这里师先生「似乎」实然丧失了正常的逻辑思维能力了。看看他的逻辑推理: 【故】以前,即推理的根据是【 这段话都很清楚、肯定,没有『似乎』之类的语言和『含糊不清』的表现,】但是【故】以后的结论却是【 故薛问天先生说的『之所以有Δx≠0和Δx=0的矛盾,是因为导数的定义含混(糊)不清』就错了.】

请问这是哪国的逻辑?一个正常人有这样的逻辑吗?因为你讲得【很请楚】 ,所以你【就错了】。

 

(7),没有想到,我们正在按师先生的建议,把正在讨论的七个问题推后,先集中精力讨论师先生希望首先讨论的三个问题, 刚刚开始的时候,师先生竟然宣布说: 【 薛问天先生未敢评论、无力反驳的相当多的内容,因为那些内容仍然继续证明着极限理论的科学错误,证明着在薛问天先生和我的讨论中我已取得了胜利.】

这不由得使我联想起,鲁迅先生曾经塑造的一个典型人物形象叫阿Q。这个人物的一个典型特性叫阿Q精神,其核心是「精神胜利法」。就是一种在遇到困境时,还能自欺自骗以求自慰地宣布【我胜利了!】

要知道我们讨论的目的不是在争个谁输谁赢,而是通过摆事实讲道理,求得共识,去纠正那些对数学概念的偏见和错误认识。提高我们的学术水平。

 

(8),师先生在0048中的 Ⅶ, (ⅵ )在回答薛问天先生在0037的七里4)中说:

【 薛问天先生承认了在求极限的过程结束以后『极限(常数)』值 (2x+Δx)就是『函数(2x+Δx)在Δx=0点的函数值』,承认了『Δx=0』.伟大的薛问天先生上述的这两个“承认”,敲定了极限理论的重大科学错误的属实.】

我早已说清楚了,在导数的等价定义中 「把导数定义为在Δx≠0的条件与增量比函数相等的连续函数在Δx=0点的函数值」。自然承认在求导过程中第一步要求 Δx≠0,第二步要求 Δx=0。

师先生错就错在以为有了「 第一步要求 Δx≠0,第二步要求 Δx=0。」就会产生矛盾,就【 敲定了极限理论的重大科学错误的属实.】

我己多次指出这是典型的错误推论。是因为师先生不了解「并不是在任何推理和演算过程中 ,其过程的各步中有某变量取不同的值,就会产生矛盾。(论断A)」及论断B和C。详见0058-1。

这里不导致冲实,不产生矛盾。自然也【敲定】不了【 极限理论的重大科学错误的属实】。

(9), 驳师先生的【画皮】论。

师先生说:【 极限理论先把函数(2x+dx)(dx可等于0)在dx=0时的函数值这个常数披上极限符号 的画皮并更名为极限值以后才定义为函数y=x2的导数的.】又说:【 第二代微积分给函数(2x+dx)(dx可等于0)在dx=0时的函数值这个常数披上极限符号 的画皮并更名为极限值以后,蒙蔽了薛问天先生们的眼睛、但是没有瞒过我的火眼金睛一样.因此我在这里剥去第二代微积分的极限符号 这张画皮,使薛问天先生们看清第二代微积分把函数y=x2的导数定义为的极限值其实就是函数值,从而使薛问天先生们在第二代微积分的蒙蔽和蛊惑中醒悟过来.】
要知道第一代微积分只能算作是一种实践性的经验和方法,而不能算作是一种科学理论。因为第一代微积分中导数的概念是含混不清的。在没有极限概念前,说不清无穷小变量dx是什么,也说不清导数是什么,既然把它定义为增量比函数G(Δx)在Δx=0点的函数值,而求的又是另一函数F(Δx) 在Δx=0点的函数值。从而矛盾重重,不能自园其说。

而正是由于引入了极限概念,才形成了能自园其说的完整严格的理论体系-第二代微积分。极限在其中起了决定性作用,功不可没。把它说成是【画皮】,显然绝对错误。

正是由于引入了极限概念,才使一切都明白了。原来导数并不是G(Δx)在Δx=0点的函数值,而是 G(Δx)在Δx→0时的极限值。由于对于Δx≠0的点G(Δx)=F(Δx),所以在 Δx→0时 G(Δx)同F(Δx)的极限值相同。而又知 F(Δx)是连续函数,根据连续函数的极限值等于函数值,最后得出 F(Δx)在Δx=0点的函数值就是 Δx→0时G(Δx)的极限值,即导数。

这一切解释得清清楚楚,明明白白,步步紧扣,严密无瑕。可以说微积分的发展,从第一代发展到第二代,是典型的从实践经验提高到科学理论的范例。第二代微积分并没有否定第一代微积分的这些求导方法和结果,而是从理论上解释清楚了为什么应当如此。解释清楚了第一代微积分中概念定义含混不清的问题及说不清的重重矛盾。怎么能不顾这些客观存在的事实,而说引入极限是【 蒙蔽和蛊惑】人们的【画皮】。说这样的话说明他根本就没有学懂极限概念 ,说明他没有认清引入极限概念的重要作用。

(10), 接下来一些讨论与问题II已经关系不大。例如关于师先生的谬论 【这ε-δ语言就是极限理论骗人的把戏或伎俩.】他对我的评论找不出反驳的理由,却说【 薛问天先生在进一步的解释极限概念时,匆忙中犯了个小错误,即薛问天先生说:『这里的ε和δ就绝对不是一个确定的数』,而极限理论说的是:“对于任意给定的、不论多么小的正数ε”.这样薛问天先生就把极限理论“给定的正数ε”错误地说成了『ε……绝对不是一个确定的数』,因而就产生了“给定”与“不是确定”的矛盾.】

「任意给定」的数,当然不是「一个确定的」数。「任意」是所有的意思,怎么能是「一个」呢?师先生故意把「任意」和「一个」二词分别略去,来制造【 “给定”与“不是确定”的矛盾】。

这里暴露了师先生惯用的「一个」恶劣手法,那就是「任意」歪曲别人的意思,然后加以批判。

不过师先生倒是犯了把「任意给定」的ε错误地认为是「一个确定的数」了。他竟然说函数2x+Δx在求极限过程中,如果Δx变不到0,极限就只能是函数在Δx=ε点的函数值。他真的把ε看作是「一个确定的数」了。

像他这种根本就没学懂ε-δ语言的人,把ε-δ语言看作是【 骗人的把戏或伎俩】其实可以理解,细想也并不奇怪。

再例如师先生引用我的一段话【 薛问天先生说到的『更何况「无限接近于a而不等于a」的过程是个无限过程.没有终点没有最后时刻,所以不存在x最后所能变到的点』】,然后师先生就武断地说这【说明:极限的过程不可能结束!这与薛问天先生在上述ⅵ里说到的『求极限的过程结束以后』相矛盾. 】

这又是 师先生惯用的「一个」「任意」歪曲别人的意思,然后加以批判的例证。

我说的明明是「 过程是个无限过程.没有终点没有最后时刻,所以不存在Δx最后所能变到的点。」

而师先生却把它歪曲成【 说明:极限的过程不可能结束!】

这涉及到对无限过程和无限集合的正确认识。无限过程可以结束,但不像有限过程那样一定有「最终结束的时刻」或「过程的最后一步」。

例如自然数的形成过程是这样的,先有自然数0,然后加1生成1,再加1生成2,这样不断加1逐个生成后面的所有自然数。我们承认这个无限的生成过程是可以完成的,结束的。最终这个无穷过程生成了全体自然数集合。这个集合是个确定的无穷集合,是个确定的数学对象。但是这个过程没有「终点」即「过程终止的那个时刻点」,即没有过程的「最后一步」。这正是自然数没有最大数的原因所在。否则就有最大自然数了。这会立刻引起矛盾和混乱,同实际不符。

明白了这个道理就会明白, 作为无限过程的「 极限过程没有终点,没有最后时刻,Δx不存在最后所变到的点。」同「极限过程可以结束。一点都不冲突,一点矛盾都没有。认为有矛盾只能说明他的「无穷观」有问题,观念过于陈腐,需要尽快自我更新。

我想该回复的都回复了。其它一些与问题II无多大关系的问题就暂时不加评论了。有些在其他地方己作过评论的问题,也不再重复。


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