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積分的通俗解釋-積分概念的建立

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樓主
ID:82781 發表于 2015-6-13 01:22 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
對于我等智力低下學歷淺薄之徒,是無權談論科學之數學的,只是有些事情總是縈繞在左右,不得釋懷。就我所知的數學公式也不過是07年的滕老師版的簡易概念性數學,至于初中和小學,我只能說我都藏貓貓了吧。滕老師版的數學也沒學多少東西,等差數等比數列之流的通項試大概早已忘卻了,拋物線和雙曲線橢圓和圓。高等數學看了很久始終搞不明白積分和微分,函數還好些,畢竟還是寫點程序的。復雜函數咱不會,線性函數總是會的吧。不過在某些控制理論上你是逃不開積分和微分的。最近對此又有了新的認識。記述一二,權且足跡了吧!

積分從面積開始,不論懂不懂什么是積分權且當做個概念吧,先從簡單的入手,
假設:有一個坐標系 X,0,Y .x橫坐標、y縱坐標,在Y=2點平行于X軸畫一條直線,那么這條直線就是無論X在何地Y值總是2,顯然X軸可以無限的長下去,再假設X=5;那么在(0,0)-(3,2)這個對角線做圖圍城一個矩形,那么矩形的面積S顯然等于2*5=10;
但是這是我們所知道的計算面積的公式很簡單,大家都知道,但是如果這個線是不規則呢?那又該怎么去計算線包圍面積的呢?這時候就需要類似割圓術一類的極限逼近法啦,維基

在坐標系中的一條線可以用函數來描述,例如平方根函數y=根號下X的圖像是一條不規則曲線,那么計算他的面積就要下圖進行分割


表示為這個S是面積,這個玩意可以理解為SUM,也就是求和,就是西格瑪的那個加法而已,這樣就理解起來簡單許多許多了,不用疑惑他是個啥玩意,dx這個必須要說一說,我被坑了很久,我以前一直不知道這個是個毛玩意,聽別人說是分多少,這個其實是表示這個求和是在X軸刻度上進行的,如果把X軸換成T也就是時間,那就是以時間為粒度的積分,那才是研究積分的意義。到時候寫進程序里的就是對T在時間軸上進行的積分。粒度就是采樣率。采樣率越高,越接近與真實就是這個道理。

這個玩意是表示Y軸的值的范圍,也就是積分域,這個對應程序里面的限幅濾波器,計算出來的值要在一定范圍內變動,而不是任意的,

接下來就是求這線圍成的面積,首先在函數線上找5個點然后向外做5各相鄰的矩形,然后我們對5個矩形求和就是一個S1這個S1要比實際的面積S大,如下


第二步繼續分割,這次分割是向內做矩形,并且分的更細,X軸分為12,然后求和S2,S2一定比S小,如下:



由此可見S的真實面積就是  S2<S<S1
如果對X軸繼續分下去,畫出更多的矩形來,當點和點相鄰時的小矩形面積之和就是S的面積,這就是積分
實際上是對不規則的形狀用規則去丈量的思想,和割圓術一樣的道理。

在程序中我面對的是以時間為X軸,溫度差為Y軸的坐標系,我要知道誤差的所有的采樣點連成線的包圍。那么采樣率就是dt=MAX 0-760kHZ的倒數,程序中也沒有積分,就是求和而已誤差就是正MAX和負MAX,這個復雜一點,誤差是在正負和0之間變化的,也就是定積分的積分域?梢娂僭O采樣率為實時的,那么就是真實的dt,可惜那是不可能的,最高采樣也不用過800K,但是足以近似出來這個面積的真實大小。



老王于日照






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沙發
ID:299152 發表于 2019-4-14 09:12 | 只看該作者
我還是看的稀里糊涂,樓主是不是再通俗一點,似乎還有文字錯誤?
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板凳
ID:299152 發表于 2019-4-14 10:11 | 只看該作者
https://www.bilibili.com/video/av10308208  b站的這個解釋的不錯
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