Ch2.1 你学会了放大镜,Ch2.2 你学会了缩写表。现在来回答一个你可能一直想问的问题:dx 到底是什么?
答案很简单:dx 就是你一直在拖动的那个间距(tiny)的数学缩写。
看上面的三步转换卡片:间距(tiny) → Δx → dx。三个写法,同一个东西。间距大的时候写 Δx(看得见的变化量),间距→0 的时候写 dx(无穷小的变化量)。
所以 dx 不是什么神秘的东西——它就是"间距趋近于0"时的写法。就像"1公里"和"1毫米"都是距离,只是大小不同。
第1步:间距(tiny)——我们自己发明的词,表示"一点点"。蓝点到绿点的水平距离 = 间距。
第2步:Δx——数学家的写法。Δ是希腊字母的大写 D,"difference"(差)的意思。Δx = x 的变化量 = 间距。这时候间距还是看得见的数(比如 0.14)。
第3步:dx——当间距→0(放大→∞),Δx 变成 dx。d 是拉丁字母的小写 d,"difference"的首字母。dx = 无穷小的变化量。
同样的道理:ΔM = M的变化量(看得见的 rise),dM = 无穷小的 rise。所以 dM/dx = 无穷小的 rise / 无穷小的 run = 切线的斜率。
把 x 拖到 2,放大滑块拖到最左边(间距最大,约2.0):
M(x) = x²:蓝点 M(2)=4,绿点 M(4)=16。ΔM = 16-4 = 12,Δx = 2。ΔM/Δx = 12/2 = 6。
现在往右拖放大滑块到×125(间距≈0.01):蓝点 M(2)=4,绿点 M(2.01)=4.0401。ΔM = 0.0401,Δx = 0.01。ΔM/Δx = 0.0401/0.01 = 4.01。
继续放大到×1250(间距≈0.001):ΔM/Δx = 4.001。越来越接近 4!
当间距→0:ΔM → dM,Δx → dx。dM/dx = 4 = 2x = M'(x)。三种写法得到同一个结果!
dl = difference in length(长度的差):正方形边长从 3 变成 3.01,dl = 0.01。
dx = difference in x(x 的差):x 从 2 变成 2.01,dx = 0.01。
dM = difference in M(M 的差):M 从 4 变成 4.0401,dM = 0.0401。
d 就是"差"的首字母。Δ 也是"差"(希腊版)。Δx 和 dx 都是"x 的变化量",区别只是大小:Δx 是你能看见的变化量,dx 是无穷小的变化量。就像"公里"和"毫米"都是距离,只是量级不同。
所以下次看到 dM/dx,别怕——它就是"无穷小的差 / 无穷小的差"= 切线的斜率。你已经会了!