艾拉只能悻悻地缩回马车的角落,自己一个人在纸上继续写写画画着。作为报复,当有人问她为什么要走这种路线时,她也总是敷衍地说道:“等📲🞱🗼我做完这道题。”
在这段时间里,她把所有常见的几何图形都用基于坐标轴⛫🝓的函数式表达了出来。然后,问题就又回到了那条抛物线上。
抛物线是一条曲线。经验告🗹诉艾拉,每当问题和曲线相关的时候,难度就会一下🜭子变大。
通过坐标轴,艾拉已经可以用数字描述各🙤🌙种各样⛪🝑的曲🝎🍃线。为了给自己一些信心,她先是选择了最简单的抛物线:y=x2来进行研究。
她做了一条直线y=1,与抛物线交于一🙤🌙个a点。这样,抛物线、直线、x轴三条线🐄就围成了一个不规则的💕👯几何图形。
艾拉想要计算出这个不规则图形的面积。
她在抛物线上找出一个个点,分别垂直x🙤🌙轴与y轴做出两条线,以此把这个不规则图形分成了一个个矩形。这些矩形的面积加起来显然大于那个不规🁞则图形的面积。🔊⚠然而,把这些矩形分的越细,他们的面积就会越接近于那个不规则图形。
艾拉假设从坐标轴原点到y=1🖶🗋这条直线之间分出了n个矩形,那么🖶每个矩形的宽度就是1/n。又因为抛物线的函数式是y=x2,那么第一个矩形的高就是(1/n)2,第二个矩形的高度就⚂是(2/n)2……
那么,所有矩形的面积之和就是:
s=1/n×(1/n)2+1/n×(2/n)2+……+1/n×🛤🞒(n/n)2
这是一个无穷级数。然而,戈特弗里德曾经教过艾拉无穷多项式的平方和公式。在利用这个公式将这个无穷级数化简之后,她得⚯🔾🆏到💐👄🆐了一个极为简单的算式:
s=1/3+1/(2n🃰🛠)+1/(6n2)
n越大,矩形的面积和就🃰🛠越接近于那个不规则图形。那么当n无限大的时候,矩形的面积之和s就会等于那个不规则图形的面积。此时,1/(2n)和1/(6n2)就是无限小,完⛇😓全可以舍去。
于是这🜊个不规则图形的面积就显而易了:s=😳🅜1⛪🝑/3。
——无限大、无限小
艾⛉😥拉把刚刚出现的这两个概念低声🅍🅕🆚念了一遍。在数学运算中出现了无限的概念,让她多少感到有些不适。
她甩甩头🍮,把这种不适感抛到脑后🅍🅕🆚,然后🙤🌙将函数式由y=x2改成了y=x3