微积分学是高等数学*基本、*重要的组成部分,是现代数学许多分支的基础,它的应用涉及人类科技和生产活动的几乎所有领域,它的创立,被看成人类精神的*高胜利。
微积分学的产生与建立,与两个数学问题直接相关。一个是求做已知曲线的切线,这是微分学的基本问题;另一个是求平面曲线包围的区域的面积,这是积分学的基本问题。牛顿和莱布尼茨各自独立地几乎同时发现了这两类问题之间的密切联系,并由此创建了系统的方法,从而被大家看成微积分学的创始人。
其实,微积分学是长期演变的结果。它既不是从牛顿一莱布尼茨开始的,也不是由他们完成的。如果从牛顿一莱布尼茨时代算起,距今已有300多年的历史。牛顿一莱布尼茨时的微积分是不严格的。为了建立微积分的严格数学基础,一批**的数学家作出了不懈的努力。在18世纪,麦克劳林、达朗贝尔、欧拉和拉格朗日等都进行过有关的研究,这个方向的努力进行了100多年,才有了成效。直到19世纪50年代,经过波尔察诺、柯西、维尔斯特拉斯、戴德金和康托尔等人的相继工作,才建立了微积分的严密的理论体系。在数学史上,这是一段精彩的篇章。
微积分的严格化,基于极限概念的建立和严格化。所谓的极限概念的严格化,要归功于柯西和维尔斯特拉斯所提出的极限定义方法。
在150多年间,大学数学系里一直按照法讲授微积分的基础内容。由于这种方法艰深抽象,难于理解,多数非数学专业在讲授高等数学时就对有关极限的一些重要的基本概念仅仅作直观的描述,而不要求掌握严谨的逻辑推理。许多理工科学生,由于没有掌握语言的极限概念,始终不能理解他们所用的许多公式的来龙去脉,无可奈何地安于知其然而不知其所以然的境地。如何使微积分入门教学变得容易,使大多数学习高等数学的人能够真正理解人类精神文明的这一伟大成果,是国际数学教育领域的百年难题。
当代**的数学家阿蒂亚在1976年就任伦敦数学会主席时的演说中,有这样几句话:“如果我们积累起来的经验要一代一代传下去,就必须不断努力把它们简化和统一。”“过去曾经使成年人困惑的问题,在以后的年代里,连孩子们都能容易地理解。”