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[綜合]無題 無名 ID:UmRPUWCY 2022/07/04(一) 04:16:17.393 No.28113023
評分:0, 年:0, 月:0, 週:0, 日:0, [+1 / -1] 最後更新:2022-07-04 08:09:48
附圖
https://youtu.be/VYQVlVoWoPY
給島民看看這個影片

之前碰到附圖這個證明讓我想很久想不出來
一般會覺得要用sqrt(dx^2+dy^2),而不是dx+dy去逼近
因為dx+dy永遠只能逼近到樓梯狀
聽起來滿合理,但永遠是樓梯狀這點
曲線下面積的矩形法逼近也是一樣狀況
所以我就不懂為何面積反而行得通

而這個影片則是說,其實這個逼近法真的是逼近成圓形
只是證明錯誤的點,是錯在取極限的地方
因為先找到長度再取極限,跟先取極限再找長度是不等價的(15分35秒處)
無題 無名 ID:.S1q30pQ 2022/07/04(一) 04:21:34.307 No.28113038
>>28113023
雖然不太喜歡證明類的
但是有料還是幫你推個
無題 無名 ID:G6As7pdk 2022/07/04(一) 04:23:51.298 No.28113043
附圖
>>28113023
今天不想看這個
可是因爲是很好的頻道
給你回一張圖
無題 無名 ID:UmRPUWCY 2022/07/04(一) 04:24:40.036 No.28113045
舉例來說,0*無限是不定式
但0+0+0+...永遠不能加出其他數字出來
乍看之下很矛盾
但想想會發現0+0+0+...
是0*n之後對n取極限:lim(0*n), n->inf
但0*無限則是類似先取極限再乘以0:0*lim(n), n->inf
兩個式子是不等價的
前者是真真正正等於0,後者則是不定式
無題 無名 ID:99HMd2Uo 2022/07/04(一) 04:25:14.064 No.28113049
光看圖就知道錯的
因為就算再小的階梯形狀 還是有長度
無題 無名 ID:99HMd2Uo 2022/07/04(一) 04:26:16.560 No.28113050
然後這些階梯形狀的長度 也會隨著他越往無限小 變的越來越多 同樣也是往無限大去
無題 無名 ID:E36z31O6 2022/07/04(一) 04:29:29.018 No.28113060
回覆: >>28113091
>>而這個影片則是說,其實這個逼近法真的是逼近成圓形
>>因為先找到長度再取極限,跟先取極限再找長度是不等價的(15分35秒處)
我沒有把影片看完
但我認為不是這樣

樓梯圓的面積跟真圓的面積之間的誤差是一個會隨n而縮小的東西
樓梯圓的周長跟真圓的周長之間的誤差是一個固定比例,這個比例不隨n而縮小
所以把n趨近於無限大不會讓兩種周長趨近相等

樓梯圓再怎麼取極限仍然是樓梯圓,不會變成真圓
無題 無名 ID:XTB61X0Y 2022/07/04(一) 04:32:23.751 No.28113067
>>28113023
碎型幾何
邊長可以趨近無限大
無題 無名 ID:E36z31O6 2022/07/04(一) 04:33:01.977 No.28113070
回覆: >>28113115
附圖
不要說到圓
你畫一條直線,在旁邊做一個鋸齒線
你把鋸齒線拿去趨近無限,他會變成真正的直線嗎?
無題 無名 ID:UmRPUWCY 2022/07/04(一) 04:39:17.895 No.28113091
>>28113060
>樓梯圓的周長跟真圓的周長之間的誤差是一個固定比例,這個比例不隨n而縮小
你這句是對的
但影片想講的事情,是指你這段的情況是前者
先找到長度再取極限
所以永遠會是錯誤的周長4

而樓梯圓取極限會變成圓,指的是後者
證明則是在3:24這段
把樓梯圓用參數t來表示,取任意t0找到某個點P
然後看第n級的樓梯圓與正圓的距離(誤差)
會知道這個誤差會隨著n而縮小
無題 無名 ID:UmRPUWCY 2022/07/04(一) 04:50:29.992 No.28113115
>>28113070
所以這張圖的話,答案是會
證明可以像影片一樣把圖形給參數化
然後找出某個點與直線的垂直距離
發現當鋸齒越小的時候,垂直距離會逼近0

事實上如果不會的話
那就無法解釋為何傅立葉級數可以用來逼近方波
無題 無名 ID:E36z31O6 2022/07/04(一) 04:51:17.459 No.28113117
回覆: >>28113131
我看了影片了
我修正一下

問題在「lim」的定義
lim回傳的是:你這數列會往什麼數字靠近
但你的數列通常永遠不會等於lim回傳的數字

你把樓梯圓拿去取lim,回傳的是真圓
但是你的樓梯圓不管逼近幾次,永遠都是樓梯圓而不是真圓
「n超級大的樓梯圓」跟「lim n→∞ 樓梯圓」是不一樣的東西
後者是真圓,前者仍然是樓梯圓

大部分的數值,「n超級大的樓梯圓」跟「lim n→∞ 樓梯圓」算出來會幾乎一樣
偏偏在這個例子裡周長不能這樣算
周長的誤差量不會隨n而縮小


>>因為先找到長度再取極限,跟先取極限再找長度是不等價的(15分35秒處)
這句是對的

>>其實這個逼近法真的是逼近成圓形
這句寫得不太精確
應該說:樓梯圓的lim真的是真圓
但樓梯圓的n再大也不會成為真圓、也不會具有真圓的性質 (Pi)

但我說的
>>樓梯圓的面積跟真圓的面積之間的誤差是一個會隨n而縮小的東西
>>樓梯圓的周長跟真圓的周長之間的誤差是一個固定比例,這個比例不隨n而縮小
這兩句也是對的
無題 無名 ID:99HMd2Uo 2022/07/04(一) 04:54:40.685 No.28113125
就說了阿
越"接近圓形"
樓梯型數量越多 每個樓梯型長度越小
一個接近無限大 一個接近無限小
無題 無名 ID:35CwwUGA 2022/07/04(一) 04:56:47.070 No.28113131
回覆: >>28113139
>>28113117
>樓梯圓的lim真的是真圓
>但樓梯圓的n再大也不會成為真圓、也不會具有真圓的性質 (Pi)
這段就有點讓我回想到漸進線的定義
我們都知道y=1/x這條曲線永遠不會碰到0
可是偏偏lim(1/x),x->inf就真的是0
所以逼近跟極限可以是非常違反直覺的
無題 無名 ID:E36z31O6 2022/07/04(一) 04:59:52.899 No.28113139
回覆: >>28113200
>>28113131
問題都在lim身上
他的定義太反直覺了
(問題是不這麼定義又算不出東西)

lim的回傳值常常不在數列裡
而且常常違反數列本身的規則、具有與數列裡的元素不同的性質
所以你拿lim的回傳值當作數列元素套入某些公式裡就會壞掉

結論是
使用lim之前你要搞得很清楚他到底是什麼東西
無題 無名 ID:35CwwUGA 2022/07/04(一) 05:22:46.755 No.28113200
>>28113139
好像大學的升學考試就會出現這種題型
極限的操作其實很麻煩
並不是所有的極限都這麼"線性"
也就是說lim(f*g)跟lim(f)*lim(g)其實是兩回事

例如瑕積分裡面的加總,只有符合某些情況可以讓積分和加總互換
但大多時候都是直接換,而沒注意到其實可能不行
無題 無名 ID:hpPEI6aM 2022/07/04(一) 05:52:46.290 No.28113280
回覆: >>28113349
>>28113023
下面兩個命題
a)方格線上的每一個點會無窮逼近圓周
b)方格線的總長度 會無窮逼近 圓周的長度

你那個偽證 所證明的只有命題a為真
並沒有論證過“a則必然b”
無題 無名 ID:35CwwUGA 2022/07/04(一) 06:17:20.319 No.28113349
回覆: >>28113352
>>28113280
沒錯,其實我想講的是
以前看到這個問題
我以為樓梯圓的極限仍然是樓梯圓
才會讓周長不相等

但後來我知道其實樓梯圓的極限就是個圓
所以傅立葉級數才能拿來逼近方波
這個錯誤證明,如你說的,真正的問題是出在b而不在a
用數學語言來說就是
雖然lim(|f_n|)=g,但是lim(|f'_n|)不一定等於g
無題 無名 ID:35CwwUGA 2022/07/04(一) 06:18:05.310 No.28113352
>>28113349
少打一個'
雖然lim(|f_n|)=g,但是lim(|f'_n|)不一定等於g'
無題 無名 ID:99HMd2Uo 2022/07/04(一) 06:37:34.198 No.28113392
回覆: >>28113409
樓梯圓不管怎樣都是樓梯圓
你可以想像雖然你看到的是一條線而已
但是放大鏡無限放大看他還是樓梯
無題 無名 ID:DyMP7Kd2 2022/07/04(一) 06:40:24.202 No.28113398
可是 不是先求圓嗎.
無題 無名 ID:x5uOxMlk 2022/07/04(一) 06:44:46.162 No.28113409
>>28113392
不是的,你這段話就好像在講0.999...如何跟1不相等一樣
無題 無名 ID:iYcVfOR6 2022/07/04(一) 06:47:14.535 No.28113415
回覆: >>28113426
求線的長度卻用不會減少誤差的方法逼近當然會出錯
無題 無名 ID:99HMd2Uo 2022/07/04(一) 06:48:09.677 No.28113419
回覆: >>28113437
>>28113409
不是

雖然這些多出來的三角形越來小了
但是隨著每個三角形越來越小 三角形的數量也越來越多
只是整個形狀越來越接近圓 周長卻沒有 還是一樣長
這不用寫算式都知道
無題 無名 ID:x5uOxMlk 2022/07/04(一) 06:51:11.794 No.28113426
>>28113415
還好割圓術剛好可以減少誤差
並且誤差取極限是0
如果幾百幾千年前極限還沒發展好
大概有人問這問題數學家也會像碰到芝諾悖論一樣頭痛
無題 無名 ID:m13vsL9A 2022/07/04(一) 06:51:27.827 No.28113427
>>28113409
0.999...是n已經等於無限才能存在的東西
本來就是不同的
無題 無名 ID:x5uOxMlk 2022/07/04(一) 06:54:58.534 No.28113437
>>28113419
你講的是周長,樓梯圓的周長確實跟圓周長不相等
但是樓梯圓的極限是圓
所以傅立葉級數的極限可以是方波
但曲線長度或許?我沒證明過但應該是跟方波不一樣長