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以下要讲到的函数,我们在这里来说明而且规定它的一个重要性质,就叫作函数的“连续性”
。
在上面所举的函数的例子中,那函数都受着变数的连续的变化的支配,跟着从一个数值变到另一个数值,也是“连续的”
。
在两头的数值当中,它经过了那里面的所有中间数值。
比如,水的温度连续地升高,水银柱的高也连续地从最初的高度,经过所有中间的高度,达到最后一步。
你试取两桶温度相差不多的水,例如,甲桶的水温是30℃,乙桶的是32℃,各放一只寒暑表在里面,水银柱的高前者是15厘米,后者是16厘米。
这是很容易看出来的,对于2℃温度的差(这是变数),相应的水银柱的高(函数)的差是1厘米。
设若你将乙桶的水凉到31.6℃,那么,这只寒暑表的水银柱的高是15.8厘米,而水银柱的高的差就变成0.8厘米了。
这件事情是很明白的:乙桶水从32℃降到31.6℃,中间所有的温度的差,相应的两只寒暑表的水银柱的高的差,是在1厘米和0.8厘米之间。
这话也可以反过来说,我们能够得到两只寒暑表的水银柱的高的差(也是随我们要怎样小都可以,比如是0.4厘米)相应到某个固定温度的差(比如0.8℃)。
但是,如果无论我们怎样弄,永远不能使那两桶水的温差小于0.8℃,那么两只寒暑表的水银柱的高的差也就永远不会小于0.4厘米了。
最后,若是两桶水的温度相等,那么水银柱的高也一样。
假设这温度是31℃,相应的水银柱的高便是15.5厘米。
我们必须要把甲桶水加热到31℃,而把乙桶水凉到31℃,这时两只寒暑表的水银柱一个是上升,一个却是下降,结果都到了15.5厘米的高度。
推到一般的情形去,我们考察一个“连续”
函数的时候,就可以证实下面的性质:当变数接近一个定值的时候,或者说得更好一点,“伸张到”
一个定值的时候,那函数也“伸张”
,经过一些中间值,“达到”
一个相应的值,而且总是达到这个相同的值。
不但这样,它要达到这个值,那变数也就必须达到它的相应的值。
还有,当变数保持着一定的值时,函数也保持着那相应的一定的值。
这个说法,就是“连续函数”
的精密的数学定义。
由物理学的研究,我们证明了这个定义对于物理的函数是正相符合的。
尤其是运动,它表明了连续函数的性质:运动所经过的空间,它是一个时间的函数,只有冲击和反击的现象是例外。
再说回去,我们由实测不能得到的运动的连续,我们的直觉却有力量使我们感受到它。
多么光荣呀,我们的直觉能结出这般丰盛的果实!
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