这些简单问题,没有微积分,算不出来

数理土豆饼课程 2024-03-25 14:15:35

学习一个学科的意义如何搞清楚?

就在于,如果不学这个学科 哪些问题很难解决,学了很容易解决。

那从中学课程的角度看,为什么后续要学微积分?

以下几个具体数学问题,中学生也可以懂,但是没有微积分很难计算。

人重心不平衡就会摔倒

这个半圆形物体重心在哪里?

第一个问题, 平板物体重心计算。

比如说一个密度厚薄均匀是圆盘,它的重心一定在圆心。

长方形薄板的重心在两条对角线的交点。

随意一个不规则薄板物体的重心,可以 用线 将薄板悬挂起来 确定。两次 在薄板的不同位置悬挂,顺着薄板画垂线,两个垂线是交点 就是 这个薄板的重心。

现在的问题是,半圆形密度均匀的薄板,它是重心在圆的哪个位置?

这个没有微积分算不出来吧?

一个量角器

正弦函数曲线

第二个问题,任意大小角度 sin 值的计算。 sin 30度 等于1/2,60度,45度 都可以用平面几何 添加 辅助线 用勾股定理算,15 度也可以这样算,但是非常复杂,那算31度如何算,比如算到小数点后6位,如何知道误差范围? 毕竟实际测量的角度 不可能是正好好算的角度,这个 不学微积分 也难计算,学了微积分,用泰勒级数计算,非常容易。

火箭发射航天器

第三个,变力做功的问题,比如发射一个航天器到太空,需要克服地球引力做多少功,因为 航天器 受到的地球引力,和地心的距离平方成反比,所以离地球越远,引力越小,是变化的力? 那这个功如何计算,需要装填多少燃料才能发射上去? 这个不用微积分不好算吧。

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