漯河市第五高级中学

微积分的起源—— 一场跨越千年的数学冒险

2025-10-31 17:10|查看: 2|评论: 0

摘要: 2025年10月29日,漯河五高趣味数学社马锐莉老师开展了一节以“微积分的起源”为主题的社团活动。各位同学,欢迎来到趣味数学社团课!今天我们要开启一段奇妙的数学旅程,探索一门改变世界的学科—— 微积分的起源。 ...

2025年10月29日,漯河五高趣味数学社马锐莉老师开展了一节以“微积分的起源”为主题的社团活动。

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各位同学,欢迎来到趣味数学社团课!今天我们要开启一段奇妙的数学旅程,探索一门改变世界的学科—— 微积分的起源。在正式开始前,我想先问大家一个问题:当你们看到天上的月亮时,会想到什么?

(互动环节1:邀请 2-3 名学生分享想法,引导至 “月亮如何运动”“如何计算月亮的轨迹” 等问题)其实,正是这些关于 “运动” 和 “变化” 的困惑,推动着数学家们一步步揭开了微积分的神秘面纱。

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一、微积分的“史前时代”—— 古人的智慧铺垫

早在2000 多年前,古希腊数学家就已经开始思考微积分的核心问题。比如阿基米德在计算圆的面积时,用了 “穷竭法”—— 把圆分割成无数个小扇形,再把这些扇形拼成近似的长方形。
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(互动环节2:现场展示圆的分割动画,让学生分组讨论 “分割的次数越多,拼成的图形越接近什么形状”,通过直观感受理解 “无限逼近” 的思想)这种 “无限分割、逐步逼近” 的思路,正是微积分最核心的思想萌芽。

到了17 世纪,随着天文学和物理学的发展,科学家们遇到了更复杂的问题:行星绕太阳的轨道如何计算?自由落体的速度如何变化?这些问题用传统的几何和代数方法根本无法解决,就像面对一座无法跨越的高山,而微积分正是帮助人们翻越这座高山的工具。

二、微积分的“黄金时代”—— 两位科学巨匠的较量与合作

提到微积分,就不得不提到两位伟大的数学家—— 牛顿和莱布尼茨。牛顿在研究物理问题时,发现了 “流数术”。他把时间看作 “流动的量”,把物体的位置、速度看作 “随时间流动的量”,通过计算 “流数” 来描述运动的变化规律。(互动环节 3:用小球自由落体实验,让学生记录不同时间的位置,尝试计算速度变化,感受牛顿 “流数术” 的思路)

而莱布尼茨则从几何角度出发,研究如何计算曲线围成的面积和曲线的切线。他发明了一套简洁的符号系统,比如我们现在用的“∫”(积分符号)和 “d”(微分符号),这些符号直到今天还在使用。有趣的是,牛顿和莱布尼茨一开始因为 “谁先发明微积分” 的问题产生了争论,但后来人们发现,他们的研究思路虽然不同,却殊途同归,共同构建了微积分的基础。
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三、微积分的“影响时代”—— 改变世界的数学工具

可能有同学会问,微积分到底有什么用?其实,我们生活中的方方面面都离不开微积分。比如手机导航需要计算卫星的运动轨迹,这就用到了微积分;天气预报需要分析大气的变化规律,也用到了微积分;甚至我们平时玩的游戏,里面人物的运动和碰撞效果,背后也有微积分的计算。(互动环节4:让学生分组讨论 “生活中还有哪些地方可能用到微积分”,每组派代表分享,教师进行补充和讲解)

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从阿基米德的“穷竭法” 到牛顿和莱布尼茨的 “微积分”,再到今天微积分在各个领域的广泛应用,这门学科的发展经历了漫长而曲折的过程。它告诉我们,数学不是枯燥的公式和定理,而是解决实际问题的工具,是探索世界的眼睛。

最后,我想送给大家一句话:“数学的魅力在于,它能把复杂的问题变得简单,把未知的世界变得可知。” 希望通过今天的社团课,大家能对微积分有一个初步的了解,也能感受到数学的趣味和力量。未来,也许你们中就会有人成为新的 “数学巨匠”,为这门学科的发展贡献自己的力量!


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