微積分我們很少用到,為什麼還要學呢?

任何要用到數學的地方,幾乎都有它的身影。因為微積分的本質是研究“量”和“量的變化”之間的關係。天下間我們感興趣的量,比如位置、速度,比如GDP、人口、壽命,絕大多數都是連續變化的。要研究他們之間的關係,往往用到一些數學模型,其中包含大量微分方程,微積分自然是重要的基礎。

沒有微積分,世界恐怕還是一片黑暗。

具體來講,微積分在各行各業都有廣泛的應用。

物理學就不用說了,牛頓發明微積分的目的,就是想用微分方程來描述物理世界的現象,任何工程領域都必須用到微積分。平時算個體積面積、算個氣壓什麼的,都要用。

經濟學裡,各種預測這個、那個的模型,都是微分方程。還有著名的博弈論,裡面用到很多高深的數學,遠不止微積分了。

金融領域,現在很多人搞的“量化交易”、什麼期權定價、各種衍生金融產品,都要用微積分算出來。光是微積分還不夠,還要加上“隨機過程”等更為高深的工具,去處理“風險”這個變數。

保險業。計算人的壽命預期、各種意外的機率,從而算出保費應該定多少。算高了沒人買,算低了虧到爆。微積分和機率論都是標配了。

近兩年特別火的“機器學習”或者叫“人工智慧”(其實是差不多的東西),比如AlphaGo,下棋這麼厲害,背後包含一個深層的神經網路(40層)。這個網路就是很複雜的一個函式,裡面有很多引數(上億個),而引數是需要訓練的。訓練的方式,本質上是梯度下降法,那也是微積分裡的東西。

你留意到沒有,上面說的幾個行業,其實都挺賺錢的。

也許有人會覺得,微積分就跟天書一樣,講的是真實世界不存在,只在理論世界存在的東西。學完一遍,考完了,就全部還給了老師。但這是完全錯誤的! 這世間存在許許多多抽象的、沉悶的,然而可能是賺錢的行業。裡面紮紮實實用到了大量的微積分、大量的機率論、大量的高等代數。在一些更為高精尖的行業,用到的數學可能還更多更高深。學好微積分、機率論等高數知識,再配以應用領域內的知識(比如經濟學,比如程式設計,諸如此類),絕對是步入小康,甚至發家致富的一個相當靠譜的手段!

微積分,對於大多數人來說,的確沒用! 因為用不到。但是,其重要的定理、推論,卻非常有用。

舉例:

  1. 流體力學、理論力學、電磁學,這在大學理工類要學的;高中學的都是一種理想狀態下的理論,無法解決變化中的流體、力等問題,需要用常微分、偏微分方程進行解答。
  2. 高檔數控機床、機器人等的運動軌跡。機器的運動最終靠電機帶動,多個電機的聯動曲線,如:圓、橢圓、複雜的函式曲線,必須用積分演算法來得到,從而控制精密到0.1um及以下的精度要求,而且運算速度要快。