《指数函数和对数函数》(9章)学习笔记
第九章学习的很辛苦,正如这章引言所说:这是很长的一章内容(注1)。断断续续用了近一个月的时间,也才只将主要内容读完,最后还遗留了一个“双曲函数”没有阅读(因为双曲函数不常见,这一章又实在太长难以坚持,所以放弃最后的双曲章节学习)。 这一章的内容给我的感觉是“又多又乱”,起初阅读的时候总会读着读着就有种莫名其妙、甚至不知所云的感觉。其实直到今天完成阅读,仍然有点儿一头雾水的感觉。我想大概应该有以下几方面的原因: 1、指数函数和对数函数是非常重要的 在工程或自然科学领域,指数函数和对数函数十分重要且常见,第九章的撰写目的则是要从基础概念(什么是指数函数、什么是对数函数),一直讲解到实际应用(指数增长、指数衰变),这样走马观花的快速概览,使得内容上的连贯性变差了,跳跃性比较大,所以读起来有些跟不上作者的思路; 2、全章其实是分成三大部分的 正因为上面提到的全章是从始至终的讲解,在没有完整阅读完成之前,就有一种摸不清脉络的感觉。全章阅读下来,可以发现它的脉络还是非常清晰的:基础介绍(1-2节)、导数与极限(3-4节)、数学计算应用(5节)、工程应用(6节); 3、其中的导数、极限章节阅读的混乱感 尤其是在阅读第3节、第4节时,明显有一种混乱、不知脉络的感觉。 首先是自己对微分课程还不是十分清晰,正是这种不清晰的认识,总感觉微分课程不是应该先引入极限、再从极限的概念完成微分和求导的计算么?可第九章的编排,怎么是先完成指数函数和对数函数的求导、然后又返回去聊他们的极限了呢? 尤其是:极限这么基础的概念,为什么要反而放在求导后面再去介绍?又为什么花费那么大的篇章、篇幅去不断推导各处的极限呢? 我在阅读9.4的时候,总以为这些极限是再给求导做铺垫,而且总是奇怪“求导不是明明已经在9.3中完成了吗?”,正是这样的困惑和对后续的期待,导致9.4看得十分吃力。 在完成全章的阅读,尤其是反复的几遍阅读之后,我似乎明白了它的章节依据:9.3章将的是指数函数和对数函数的求导,这就是全章的“微分课程重点章节”,这一节的学习隐含着一个前提:读者是已经了解了极限的概念的,所以在完成本章1-2节基础课程之后,直接完成9.3的函数求导学习便可以了。 接下来的9.4节(极限)与前面的“9.3求导”已经没有关系了,这里的极限是额外的、深入的研究指数函数和对数函数的图像、在各个重要结点上面的极限情况。同时这一节为了求某些函数的极限,要用到“隐函数求导”机制,所以将这一极限知识放在求导知识的后面:既可以认为它是独立的一个章节、又需要一点点的前节内容基础。 所以9.4的极限章节可以说是独立的,学习它的目的只是对指数函数和对数函数有更细节的了解,而与微分关联不大。 4、后面的几个章节更是彼此独立的话题 如前面总结的,全部第九章内容看上去很多,实际重点只有9.3一节,恰恰与感觉相悖:这一章的核心内容很少。只不过是被9.4节冗长的内容误导了,后面的9.5、9.6、9.7更是与函数求导无关,都是独立的话题。 例如9.5节说的是“取对数求导法”,这是一个利用对数特性完成各类复杂多项式求导的技巧(注2),相当于是一个数学计算的应用技巧;9.6节则是介绍指数增长、指数衰变的话题,是工程应用上的实例介绍。 因为后面的若干章节内容,都是彼此独立(相对独立)的,所以阅读起来并没有依赖关系,此时如果总以为它们是在给后面的内容做铺垫,势必就会被后面“突变”的话题错愕到,茫然又不知所措。 虽说完成了这一章的初步阅读,大体上也觉得自己的理解没有错误,可细细想来其中还是有非常多的不理解的地方,需要再单独花时间详细的列出所有自己囫囵吞枣、不理解的细节,然后再花时间详细推敲。 注解: 注1、幸好手中用的是《普林斯顿微积分读本》第二版、又有这本书的英文版,否则如果只单纯依靠网络上找到的第一版电子版进行学习,那么学习起来也许会更加吃力。通过英文版、第二版的对比阅读,学习起来还是比较容易、能够理解作者究竟是想表达什么内容的; 注2、这就是有纸质第二版和英文版的好处,如果只看第一版内容,就会发现9.5章节的标题是“错误的”,在第一版中,9.5章节翻译成“对数函数求导“,修订版翻译成”取对数求导法“,修订后的文字更准确:这是一种利用对数特性进行数学计算的方法技巧,可以用于完成复杂多项式的简化计算。