首頁 給孩子的數學三書:全3冊

十二、微分方程式

在數學的園地中,微分法這一個院落從建築起來的時候直到現在,它都在盡量地擴充它的地盤,充實它的內容,它真是與時俱進地,越來越繁榮。因了這樣,它最初的基礎雖很簡單,現在,離開那初期的簡單的模樣,已不知有多遠了。它從建始到現在已經是兩世紀半,這二百五十來年當中,經過了不少的高明工匠的慘淡經營,便成了現在的蔚然大觀。

由很多的數學家,逐漸逐漸地使它展開,一步一步地將它一般化,所謂無限小的計算,或叫作數學分析的這一支,就變成現在的情景:在數學中占了很廣闊的地位,關於它的專門研究,以及一切的應用,也就不是一件容易弄清楚的事!

不過,再要進一步去看裏麵的“西洋景”,這倒很難。不客氣點說,還要和以前一般,離開了許多數學的符號,而想講明白它,那簡直是不可能的。因此,隻好對不起,關於無限小的計算,我們所可以這般常識地講一點大意的,也就快收場了。但請你還不要就失望,下麵所講到的,也還是一樣地重要。

從我們以前所講過許多次數的例子看起來,所有關於運動的問題,都要用到微分法。因為一個關於運動的問題,它所包含著的,無論已知或未知的條件,總不外是:延續在某一定時間當中的空間的路程、它的速度和它的加速度,而這三個量又恰好由運動的法則和這個法則的導數可以表明。

所以,知道了運動的法則,就可以求出合於這法則的速度以及加速度。現在假如我們知道一些速度以及一些加速度,並且還知道要適合於它們所必需的一些不同的條件,那麽,要表明這運動,就隻差找出它的運動法則了。

單隻空空洞洞地說,總是不中用的,仍然歸到切實一點的地步吧。關於速度和加速度,它們彼此中間有什麽條件,在數學上都是用方程式來表示,不過這種方程式和代數上所講的普通方程式有些兩樣罷了。最大的不同,就是它裏麵包含著導數這個寶貝。因此,為了和一般的方程式劃分門戶,我們就喊它是微分方程式。