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代数里从一个方程式去求它的根叫作解方程式,对于微分方程式要找适合于它的函数,我们就说是将这微分方程式来积分。
还是来举一个非常简单的例子。
比如在直线上有一点在运动着,它的加速度总是一个常数,这个运动的法则怎样呢?
在这个题目里,假设用y′表示运动的加速度,c代表一个一成不变的常数,那么我们就可以得到一个简单的微分方程式:
y′=c
你清楚地记得加速度就是函数的二次诱导函数,所以现在的问题,就是找出一个函数来,它的二次诱导函数恰好是c。
这里的问题自然是最容易的,前面已经说过,一种均齐变化的运动的加速度是一个常数,但是若由数字上来找这个运动的法则,那就必须要将上面的微分方程式积分。
第一次,我们将它积分得:(设变数是t)
你要问这个式子怎样来的?我不再说了,你看以前的例y″=c,是从一个什么式子微分来的,就可以知道。
不过在这里有个小小的问题,照以前所讲过的诱导函数法算来,下面的两个式子都可以得出同样的结果y″=c,
这两个式子恰好差了一项(一个常数),我们总是用第二个,而把第一个当成一种特殊情形(就是第二式中的a等于零的结果)。
那么,a究竟是什么数呢?朋友!
对不起,“有人来问我,连我也不知”
。
我只知道它是一个常数。
这就奇怪了,我们将微分方程式积分得出来的,还是一个不完全确定的回答!
但是,朋友!
这算不了什么,不用大惊小怪!
你在代数里面,解二次方程式时通常就会得出两个根,若问你哪一个对,你只好说都对。
倘使,你所解的二次方程式,别人还另外给你一个什么限制,你的答案有时就只能容许有一个了。
同这个道理一样,倘使另外还有条件,常数a也可以决定是怎么一回事。
上面的两个式子当中,无论哪一个也还是一个微分方程式,再将这个微分方程式积分一次,所得出来的函数,便表示我们所要找的运动法则,dy = c2t2 + at + b(b又是一个常数)。
无限小的计算,虽则我们所举过的例子都只是关于运动的,但物理的现象实在是以运动的研究做基础,所以很多物理现象,我们要去研究它们,发现它们的法则,以及将这些法则表示出来,都离不了这无限小的计算。
实际上,除了物理学外,别的科学用到它的地方也非常广阔,天文、化学,这些不用说了,就是生物学和许多社会科学,也要倚赖着它。
实际,现在要想走进学术的园地去,恐怕除了作“月姐姐花妹妹”
的诗,写“我爱你,你不爱我”
的小说,和它不接触的机会总是很少的。
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