阿基米德的有限步逼近思想求圆面积

读《微积分溯源》简直太精彩,先写篇短文。

很多人以为,求圆面积必须靠无穷小,极限,微积分,但阿基米德不用无穷,只基于有限步也能锁死无限。他用穷竭法,核心是三点:

  1. 逼近性
    边数足够多,有限(有限是重点)多边形就能任意精度逼近圆,误差想多小有多小,这正是现代 ε-δ 极限的源头;
  2. 上下夹逼
    内接多边形 < 1/2·C·r < 外切多边形,C = 周长,r = 半径;
  3. 双重归谬,用矛盾锁死唯一真值
    这一步最精彩:
    假设圆面积 > 1/2·C·r
    那么两者就有一个固定差值,根据逼近性,一定存在有限边数的内接多边形,误差小于这个差值,结果会推出 "内接多边形 > 1/2·C·r 与 内接多边形永远 < 1/2·C·r" 矛盾。
    假设圆面积 < 1/2·C·r
    同理,用外切多边形也会推出矛盾。
    大于不行,小于也不行,唯一可能就是严格相等:圆面积 = 1/2·C·r = π·r²

全程没有无穷小,没有无穷步,没有实无穷,只用有限推理,就精准算出无限曲线图形的面积。

阿基米德在两千年前,就写下了极限的灵魂,用有限触及无限,加之归谬反证,简直太美妙了。

我最推崇的是逻辑归谬反证的思想,而不仅仅是纯精巧算法,说实话,阿基米德的方法没啥精巧的,远比不上中国古代的算经,但赢在逻辑。

这本书第一章后面还讲了卡瓦列里积分,在解析几何之前完成了精简推导,还有费马积分,托里拆利奇异几何体,都是如此朴素而精彩。

浙江温州皮鞋湿,下雨进水不会胖。

相关推荐
Pniubi25 分钟前
力扣54.螺旋矩阵
算法·leetcode·矩阵
choumou_M3 小时前
算法_1:由浅入深学习快速排序QuickSort
学习·算法·排序算法
Coder_Shenshen3 小时前
罗克韦尔ACD工程归档离线变量树解析
算法·c#
心仪久了会沦陷5 小时前
C语言数据结构入门——树与二叉树详解:概念、堆实现与链式遍历
c语言·数据结构·算法
小此方5 小时前
[算法实战论:动态规划]背包问题概念,01不满背包问题,01满背包问题,背包问题的滚动数组空间优化
算法·动态规划
悠仁さん6 小时前
【C++】哈希表
c++·算法·散列表
地平线开发者7 小时前
点云算法整理与常用计算模块:从数据到模型,再到工程与量化
算法·自动驾驶
武子康9 小时前
H3-World 为何在加载 LoRA 前,先检查导入的代码?
人工智能·深度学习·算法
秋天的怀念_David10 小时前
算法一千零一夜 · 第二十八夜 注册
java·程序人生·算法
NEFU_Jyj12 小时前
贝尔数(组合数学)
算法