差分和差商
古希腊的著名哲学家芝诺,曾经提出“飞矢不动”的怪论他说箭在每一个时刻都有一个确定的位置,因而在每一时刻都没有动
既然每个时刻都没有动,他怎么能够动呢?
为了驳倒这个怪论,就要抓住概念,寻根究底讨论有没有动的问题,就要说清楚什么叫动,什么叫没有动.
如果一个物体的位置在时刻和后来的一个时刻
不同,我们就说他在时刻
和
之间动了,反过来,如果他在任意时刻
都有相同的位置,就说它在
到
这段时间没有动.
这样,芝诺怪论的漏洞就暴露出来了原来,动或不动都是涉及两个时刻的概念。芝诺所说“在每一个时刻都没有动”的论断是没有意义的
函数可以用来描述物体的运动或变化。研究函数,就是研究函数值随自变量变化而变化的规律。变化的情形至少要看两个自变量处的值,只看一点是看不出变化的。
设函数在实数集
上有定义。为了研究
的变化规律,需要考虑它在
中两点处的函数值的差。
定义差分和差商
称
为函数
从
到
的差分,这里若无特别说明,均假定
通常记
,
叫做差分的步长,可正可负
差分和它的步长的比值
叫做
在
和
的差商.
显然,当和
位置交换时,差分变号,差商不变.
随着所描述的对象不同,差商可以是平均速度,可以是割线的斜率,也可以是曲边梯形的平均高度
一般而言,当
时,它是
在区间
上的平均变化率.
显然,函数和它的差商有下列关系:
某 区间上,单调递增函数的差商处处为正,反之亦然;
某区间上,单调递减函数的差商处处为负,反之亦然.
可见,差商是研究函数性质的一个有用的工具.
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