量本來是抽象的,為了容易想象的緣故,我們前麵說導數的效用和計算法的時候,曾經找出運動的現象來做例子。現在更要確切一點地來講明白數學的函數的意義,我們用的方法雖然和前麵已經用過的相仿佛,但要比它更一般些。
導數的一般的定義是怎樣的呢?
從以前所講過的許多例子,我們知道:導數是表示函數的變化的,無論那函數所倚靠著的變數,它的變化小到什麽地步,總歸可表示出函數在那當兒所起的變化。導數指示給我們看,那函數什麽時候漸漸變大和什麽時候漸漸變小。它又指示給我們,這種變化什麽時候來得快,什麽時候來得慢。而且它所能指示的,並不是大體的情形,簡直連變數的值雖隻有無限小的一點變化,函數的變化狀態,也指示得非常清楚。因此,研究函數的時候,導數實在占著很重要的位置。關於這種巧妙的方法的研究和解釋,以及它的計算的發明,都是非常有趣的。它的發明真是十分的奇異,而結果又十分的豐富,這可算得是一種奇跡吧!
然而追根究底,它不過是從數學的符號的運用當中誘導出來的。不是嗎?我們用?這樣一個符號放在一個量的前麵,算它所表示的量是無限地小,它可以逐漸減小下去,而且是可以無限地減小下去的。我們跟著就研究這種無限小的量的關係,便得出導數這一個奇怪的量。
不過起源雖很簡單,但這些符號也並不是就可以任意誘導出來的。照我們前麵所已講明的看來,它們原是為了研究任何函數無限小的變化的基本運算才產生的。它逐漸展開的結果,對於一般的數學的解析,卻變成了一個很精當的工具。
這也就是數學中微分學這一部分,又有人叫它是解析數學的原因。
一直到這裏,我們已經好幾次說到,對於導數這一類的東西,要給它一個精確的定義,但始終還是沒有做到,這總算一件憾事。原來要抽象地了解它,本不很容易,所以還隻得慢慢地再說吧。單是從數學計算的實際上,這些東西的定義是不能再找到的了,所以仍舊隻好請符號來說明。一起頭舉例,我們就用字母來代表運動的東西,這已是一種符號的用法。