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微分是无穷小吗?

 
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微分是什么?微分是无穷小吗?在国内数学界,说法很多,都是模棱两可,是是非非,没有定论。我们说,微分当然是无穷小,否则,这门学科怎么叫做无穷小微积分学呢?

回顾过去,今年128日,我在“导数与微分是什么?”一文中,曾经提起这个问题。39日,在”袖珍电子书:一元实函数的微分定义“里面,我又重新讨论了这个问题。727日,J.Keisler《基础微积分》的第2.2节(微分与切线)上传之后,这个问题就算“真相大白”了。但是,好事多磨,给我传送过来的“第2.2节微分与切线”的电子文件有点毛病,文件打不开,只得重新传送一次。

J.Keisler《基础微积分》教程里面,函数的微分自然定义为无穷小,这没有什么大惊小怪的。将函数y=f(x)的微分定义为新函数

dy = f'(x)dx

如果导数f'(x)存在的话。在这里,dxdy都是超实数*R中的无穷小。这种微分定义的方式与传统微分定义是完全等价的。J.Keisler在《无穷小微积分基础》辅导电子书里面严格证明了这一点。该证明,本文在此省略。

实际上,我们把函数微分定义为无穷小,极大地简化了微积分学。这个定义,在上世纪60年代,美国A.Robinson就提出来了。1976年,J.Keisler只是把函数的微分定义进一步通俗化罢了。这个概念(微分是无穷小)波及中国,那只是今天的事情。

数学理论是人类的基础知识(宝库),是人类认识客观世界的武器。现在的问题是,有人不认为这种无穷小是严格的数学对象,而是迷恋于传统的εδ)极限论,竭力想拖住历史向前发展的车轮。无穷小袖珍电子书,上传互联网大课堂是他们所惧怕的事情。但是,这种事情终于发生了。无穷小“精灵”已经从潘多拉魔盒中逃了出来,躲入互联网丛林之中,不易清除干净。

有人想站出来公开反对无穷小理论。这种人要想清楚一件事情:现代无穷小理论的“背景”是什么?实际上,无穷小理论的“家庭背景”是公理化集合论,数理逻辑模型论,以及现代纳米(Nano)技术的理论需求。公开反对不成,只能在背地里面搞“小动作”。

我想再说一遍,无穷小是严谨的数学概念,而不是空泛的哲学理念。我所关心的问题是,如何经由互联网把无穷小方法注入广大年轻学子的脑壳之中,使他们一辈子受益不尽。无穷小不能卖钱,而且,政府官员的不作为、学校领导与授课教师对无穷小方法层层”设卡“,保卫传统(εδ)极限论的“底线”。现在,无穷小阵营,势单力薄,孤立无援。我们父子(女)数人只能“绝地反击”,寻求一条生路。


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