Насколько я понимаю, цель подобного "введения в понятие производной" - состоит ровно в том, чтобы быстро позволить изложить "алгебраическую теорию дифференцирования", и натаскать на технику её применения, чтобы ученики могли практически применять производную, где бы она там им ни понадобилась. Например, в физике, и например, в анализе нескольких переменных.
Это всё не "с целью развлечения", и вообще не "путь в математику". Это преодоление небольшого порога, и отдых на нём. Наверняка, дальнейшее продвижение стоит начать с того, чтобы рассказать всё-таки про пределы и эпсилон-дельта, что будет воспринято как формализация и уточнение уже известных понятий.
Это было к аргументу, что у
mishafromusa что версия с доказательствами, что без них, не лучше соответствующих версий классического анализа, и замечаниие относилось к версии с доказательствами. А без доказательств и с объяснениями на пальцах прекрасно справляются хорошие преподаватели Calculus и даже хорошие преподаватели физики в школе, пришедшие из теорфизики.
С чего это вдруг именно в таком? Лично я думаю, что цель анализа в том, чтобы понять такие вещи, как:
- знак и нули;
- производную, возрастание и убывание, экстремумы;
- определённый интеграл;
- неопределённый интеграл и решение дифференциальных уравнений;
- некоторые топологические явления (здесь непрерывность);
- асимптотическое поведение, порядки малости (здесь предел).
Порядок не обязательно именно такой, но для практических нужд (нематематиков) элементарное исследование функций ("анализ" в изначальном смысле) требуется гораздо раньше, чем продвинутое.
Я не вижу способа это изложить, не воткнув непрерывность куда-то в начало. Уж точно до производной. Потому что наличие разрыва, по крайней мере, для функций с достаточно простыми графиками, – одна из самых простых вещей, и требование отсутствия разрыва тоже интуитивно понятно. Даже теорема о промежуточном значении здесь очень к месту, это один из неформально очевидных и важных фактов.
Нет, студенты-нематематики изучают не произвольные функции! И вы с этим уже соглашались. Зачем же по-новой произносить отвергнутое утверждение?
Я не помню, чтобы соглашался в таком виде. В любом университетском курсе математики необходимо произносить слова про чёрных ящик аргумент–значение, которым является функция. Это, во-первых, позволяет использовать интуицию из computer science (которое у всех прикладников есть чуть ли не с рождения, и здесь очень к месту), а, во-вторых, важно с точки зрения физики, т. к. элементарность или аналитичность траектории предполагают её полную детерминированность, причём независимо от внешних воздействий.
Аналогично, человеку, умеющему считать производные, и всякие эпсилон-дельты самоочевидны. Но дают-то счёт и аксиомы Пеано в другом порядке.
В том-то и дело, что если человека научили считать производные от элементарных функций по формально-алгебраическим правилам, он прекрасно обойдётся без эпсилон-дельта, и ему вообще не нужно будет определение, чтобы применить алгоритм подсчёта производной синуса синуса косинуса.
Можно, но почему-то так не делается. Почему, чёрт возьми?
На самом деле делается. Хорошие преподаватели Calculus и пределы, и производные, и непрерывность объясняют на пальцах; примерно как хорошие учителя физики. И для прикладников это не так плохо, в принципе. Можно и до доказательства формулы Ньютона-Лейбница с помощью картинки дойти.
Кроме одной: что так было бы весьма нужно и полезно для применения вне математики.
Старайтесь поменьше употреблять квантор всеобщности.
Я плохо понимаю, где могут быть сами по себе полезны навыки механического вычисления производной вне математики; внутри, впрочем, тоже. Если производная встречается в законе физики, то есть какие-то причины, по которым она туда входит; например, как скорость. Ну тогда нужно заранее знать, что скорость – это производная.
И точно аналогичный факт справедлив и для площади. Её существование не всегда верно именно тогда, когда фигура получается из бесконечного числа простых фигур (сложением и вычитанием, например).
Площадь под графиком элементарной функции – простая фигура?
Этого вы толком не продемонстрировали.
Пока не могу. Курса нет, есть какие-то невнятные слайды и текст, готовый на 20%.
-- Чт, 12 июн 2014 11:47:09 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Я отдельно сформулирую возражение, которое мне кажется важным. Любой краткий курс/курс для прикладников должен основываться на нормальном курсе для математиков. Желательно как-то согласовать теоремы и обозначения. Просто чтобы при необходимости можно было восстановить нужные детали или точную формулировку. Мне кажется, что это довольно важный принцип университетского образования: возможность в нужный момент углубиться. Это аргумент здесь был высказан не только мной.
Так вот, если мы хотим определять какие-то свои производные и какую-то свою ULD, нужно начать с построения соответствующего полного курса анализа на этой основе. Я думаю, что полный курс на этой основе будет хуже и длиннее, чем классический курс. По крайней мере, такая картина вырисовывается, если потребовать всё доказывать.
Ну и вот, если полный курс длиннее и хуже, то нет никакой причины считать, что краткая версия будет короче и лучше. Функция "взять краткую версию курса", в первом приближении монотонна.