微积分的思维-降维打击
写在前面：
众所周知，在我们的意识体系里，比较两个变量的前提是：单位相同，把两个单位不同的量作比较是没有意义的一件事情，比如一个人体重100kg，另一个人身高180cm，我们是没法用这两个数量作比较的。但是在微积分的思维里，经过适当的转化，这种跨单位的量的比较，将会变得有意义。
在工程设计中，普遍地会用到微积分来分析曲面实体的体量大小或内力分布。所以学设计的，总要掌握一些微积分的知识才好。
在学习微积分之初，老师经常会引用恩格斯在《自然辩证法》中对微积分的一句评价：
只有微积分才能使自然科学有可能用数学来不仅仅表明状态，并且也表明过程：运动。
从字面的表达看，“状态”有静态的含义。比如平面坐标系内X轴上的一个点，我们这样来表明它的状态：（x1，0）。点的维度是0。让这个点沿X轴运动，在运动到坐标（x2，0）时，我们这样来表明它的过程：x2-x1。这是一条直线，直线是一维的。
以此类推，还可以进阶到二维的面，三维的体，四维以至N维。
我们以一个自然数2为例，做两个简单的变换，得出两个等式：2=2-0和2=2/3*3。
正在辅导孩子小学数学的孩儿他妈看到此处，当即暴起，表示这是脱了裤子放屁！
好吧，我们看图说话：
看似简单无脑的变换式，让我们实现了从低维到高维的思维过渡。
通过上述的两个等式，又得到一个新的等式：2/3*3=2-0。我们可以这样理解它的含义：
一个二维的正方形的面积可以与一条一维的直线段的长度等值。这种等值关系，就是两个维度空间的通道。
把上面的几个等式先放一边，我们来求一个曲线三角形的面积。
如上图，曲线三角形的斜边是曲线y=x^2的一部分，对应的x∈[0，2]，求阴影部分也就是曲线三角形的面积。
首先，我们在X轴上取值x，使0≤x≤2。再取一个无限小的增量Δx，这个增量Δx，小到多小呢？小到可以忽略不计，所以有（x+Δx）2无限约等于x2。
这样，我们就得到一个无限近似的长方形，X轴向的边长为Δx，Y轴向的边长为x^2，
它的面积：ΔS=x^2*Δx。
从形式表达的结果看，ΔS也是一个无限小的量。
而在x∈[0，2]上，有无限个ΔS，它们的累加结果，就是曲线三角形的面积S。
我们用一个积分等式，来表达上述的结果：
微积分的思维，是对传统方法的降维打击，大道至简其实不难！
这个等式本身是无法解的。
但从等式2/3*3=2-0中，我们得到过这个启示：
一个二维的正方形的面积可以与一条一维的直线段的长度等值。
那么，我们就去找出与这个曲线三角形等值的直线来。
下图是曲线y=1/3 x^3的一部分，对应的x∈[0，2]。
当x∈[0，2]时，y∈[0，8/3]。
这个很好计算。取x1=0，则y1=1/3*03=0；取x2=2，则y2=1/3*23=8/3；
那么，两个端点在Y轴的投影距离y2-y1=8/3-0=8/3。
这条直线，就是我们要找的直线。接下来的工作，就是证明曲线三角形的面积与这条直线的长度等值，即：
S= ∫x^2*dx，x∈[0，2]=y2-y1
首先，我们在这条直线上，也取一个无限小的量Δy。
在x∈[0，2]上，有无限个Δy，它们的累加结果，就是直线的长度y2-y1。
只要使每一个Δy，都有一个对应的x^2*Δx，直线的长度就与曲线三角形的面积等值。
即如果Δy=x^2 Δx， 那么S=∫x^2dx，x∈[0，2]=y2-y1。
参照等式2=2/33，我们将Δy变换成Δy=Δy/ΔxΔx。
从上述的推演来看，只要使Δy/Δx=x^2，证明就可以完成。
我们将Δy/Δx拿出来单独研究。
Δy/Δx表示曲线的曲率，也被称为函数的导数，表达式：f’(x)=Δy/Δx。
有同学不明白它为什么叫导数，因为正是它，帮助我们把计算从高维导向低维，从混沌导向清晰。
下面的任务，就是求Δy所对应的函数y=1/3 x^3的导数：
微积分的思维，是对传统方法的降维打击，大道至简其实不难！
lim，极限的简写
结果：Δy/Δx=x^2。
那么，曲线三角形的面积S= ∫x^2*dx，x∈[0，2]=y2-y1=8/3。
恩格斯所说的表明过程，应该可以部分归结到这个积分公式上来S= ∫x^2*dx，x∈[0，2]。
但它是否真的表明了过程，是值得怀疑的。因为我们并没在这个维度上做出解答，而是进行了降维处理，从二维转换到一维，找到了一个可转换的解。
微积分更像是一种降维打击的思维，把高维空间的混沌逻辑整体打个包，丢到低维空间转化成简单的线性逻辑。这才是它的真谛。
厘清了整体变换的过程，再遇到与曲线三角形相似的问题，我们就可以用导数反向推导低维函数方程，进行线性求解。
所以，微积分的整体逻辑并不复杂，把一切归于简单才是它的信仰
转： https://www.toutiao.com/a6812590101856518659/
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