微積分極限是不是算出來 不是正確的答案?

2012-11-05 9:30 am
如lim x 逼近於2 f(x)=3x

極限值 =6 可是實際上答案不是6吧? 是非常逼近於6?

又常說微積分很嚴謹 嚴謹在哪??

回答 (4)

2012-11-05 10:16 am
✔ 最佳答案
不,它就是6沒錯,不是很接近6。

嗯,怎麼說呢,我們先拿另外一個經典題目出來,
我想會問這個問題,你應該也覺得「0.9循環不是1,是很接近1」對吧?
但是0.9循環它確實就是1沒錯,或者說「0.9循環是1的另一種表現方法」。

我們先不要管那些證明,證明隨便google一下就有了,但那些證明很難說服你,
頂多就是你看過之後,覺得"喔,我會證明,可是我還是覺得0.9循環跟1差一點點.."

數學上就是有些"跟直覺不合的東西存在",但它們常常是數學的真理

其實啊,在數學上,十進位裡面同一個數的表現形式不只一種,
我們有時候在研究實數論的時候,常把一個數表現成一個無窮級數和。
"0.9循環" 只是 "1"的另一種表現形式而已,任何一個實數都可以表示成一個無窮級數的和,但這個級數"感覺上"只是越來越靠近他而已。

因此,我們說limx->2 (3x)是6的另一種表現形式。
所以它就是6。

你正在修微積分嗎?如果是大學的話,
我想你可以找找你的微積分老師,或是學校數學系的教授,
他們可能可以給你更好的解釋,如果是高中的話…

我只能跟你說不要想太多,你可以等到大學,修完一年微積分之後,
去旁聽看看數學系的高等微積分。

2012-11-05 02:26:09 補充:
打完之後google了一下,發現wiki竟然把0.9循環都列到條目裡了..

其中「教育中遇到的懷疑」這一節你可以看一下,跟你的問題其實是一樣的。

http://zh.wikipedia.org/wiki/0.999...#.E6.95.99.E8.82.B2.E4.B8.AD.E9.81.87.E5.88.B0.E7.9A.84.E6.80.80.E7.96.91

2012-11-05 02:35:59 補充:
啊忘記回答你第二個問題了 XD

「為什麼微積分很嚴謹」這就是個大哉問了,

數學本身的嚴謹,在於整個系統的完備性,

沒有任何例外,所有定理構造出了一個微積分的基本架構,

沒有任何矛盾,多方定理常常互相搭配,甚至可以衍伸出新的理論結構。

沒有任何猜測,數學上有許多"猜想,但它們只是"還沒有能力利用任何數學方法去證實或推翻"而已。

因此我們說數學是一門很嚴謹的學科,你做的每一個動作,背後都有理論去支持你。

2012-11-05 11:26:18 補充:
epsilon-delta這個定義方式直到真正理解它在講什麼,腦內可以用動畫補完之前,
都還是會覺得它是個看都看不懂的鬼東西 :P

是說寫這題答案的時候,想到以前修數學史的時候老師問過同一個問題,
"0.9循環 = 1" 還是 "0.9循環無限接近1,但不是1"?
當然,幾乎全部的人都選了前者,老師又問了另一個問題

"你完全相信這件事情" 還是 "你知道這件事是對的,但感覺就是怪怪的"
大概就有三成的人選了後者 XD

所以發問者不用擔心,連數學系的大四生都有三成左右在懷疑這個問題了 XDDD

2012-11-05 11:31:21 補充:
嚴謹不嚴謹嘛…要說的話,正常人解題背後都還是會有理論支持,

只是解題的人本身懂不懂這個理論而已。


就拿原文這題好了,有的人會直接用2代入3x得到6,

但背後還是有"因為f(x)是連續函數,所以lim_x->c f(x) = f(c)"這個定理

跟國中生死背公式好像也是一樣的道理XD
參考: 現在數學系碩二…
2012-11-10 4:27 am
簡單的說,當x趨近於2時
f(x)趨近於6而不等於6
但lim f(x)就剛好等於6

f(x)與lim f(x)是不一樣的,
硬要把它們當成相同東西,然後問它到底趨近還是等於,這永遠不會有答案的,
因為他們明明就不相同。
2012-11-05 7:21 pm
設 f(x)=3x for all x.

當 x 逼近 2 時, f(x) 趨近 6.

當 x 逼近 2 時, f(x) 的極限是 6.

說 "極限" 那已是一個定值, 所以不能說 "極限逼近..." 之類的話.

但也不能說 "x 逼近 2 時 f(x)=6", 因為 "x 逼近 2" 是一個過程,
在這過程中 f(x) 是隨著 x 在變動的, 它不是一個定值.

2012-11-05 11:26:15 補充:
說微積分很嚴謹?

微積分是一門數學, 沒有所謂嚴謹不嚴謹.

嚴謹與否是你如何去處理(解決)問題.

在初級課程, 除了在數學系以外, 常採用不很嚴謹的處理方式.

當然, 無論哪一門數學, 相對於非數學而言, 特別是對於非科
學而言, 在解決問題時通常是比較嚴謹的.
2012-11-05 6:28 pm
以 f(x) = 3x 這個函數來說
如果是f(2) = 6,這是直接代點x=2,得到f(x) = 6
如果是lim(x->2) f(x) = 6
這是以x=2「附近的點」(不含x=2本身)來「觀察並預測」x=2這點的情況

limit不管x=2的時候是什麼...那和limit沒有關係
實際上當然可能附近沒有一點代入剛好是6的情況...不過這也和limit沒有關係
limit是:用到旁邊的點(不是x=2),可是要求的是x=2的值(不是旁邊那些點的的值)
而limit出來的答案就是6,不會是模模糊糊什麼。

這不會和直覺不合啊。limit的概念本來就這樣OA O

2012-11-05 10:37:27 補充:
也因為極限這樣的概念,才會有以下的議題:
極限存在:從左邊觀察和從右邊觀察的預測結果是一致的
連續:limit觀察出來的結果,和實際該點的值相同

在計算lim(x->2) f(x) 的時候,如果是把x=2代入,算出6的話
其實是因為f(x) = 3x已知是連續函數
用了連續的性質,才能以該點的值取代極限的值OA O
(不然用正式定義去算極限值,還頗麻煩的呢)


不要太擔心limit嚴不嚴謹
limit的epsilon-delta定義,是個神奇的觀察法則
會讓你覺得原來limit是這麼科學的東西(X

至於微積分本身嚴不嚴謹,回答大說得很清楚了OA O


收錄日期: 2021-05-04 01:51:05
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