🔭 54/60 微積分全觀:從變化到系統的完整視角—— 看見工程世界背後的統一語言

🧭 導讀:微積分不是章節集合,而是一套世界觀

前面 1~53 單元,你已經接觸到:

▪ 極限

▪ 微分 ▪ 積分 ▪ 多變數 ▪ PDE ▪ 系統分析

它們不是零散知識,而是:

👉 同一條邏輯鏈


🧩 一、所有工程問題的三層結構

① 變化

② 累積 ③ 互相影響

微積分正是描述這三件事的工具。


🔬 二、從點到系統

點 → 函數 → 場 → 系統

微積分貫穿整條路徑。


⚙️ 三、微分與積分的分工(Unicode)

微分:

dy/dt → 看趨勢

積分:

∫ f(t) dt → 看結果


🛰️ 四、工程中的統一模式

無論是:

▪ 電路

▪ 通訊 ▪ 控制 ▪ 電磁

最終都可以寫成:

👉 微分方程


🧾 五、工程版一句話總結

微積分是一套描述世界運動的語言。


🧠 六、本單元你應該建立的直覺

✔ 一切都在變

✔ 變化可被描述 ✔ 系統可被預測


📝 練習題

✅ 由微分到系統行為

某系統滿足:

dy/dt = −2y

1️⃣ 判斷此系統是否穩定。

2️⃣ 求其長時間下的行為。


🔍 解析

🧠 第一步:觀察微分方程結構

dy/dt 與 y 成正比,且係數為負。

工程直覺:

👉 系統會隨時間衰減。


✏️ 第二步:寫出通解(概念)

此類方程解為:

y(t) = C e^(−2t)


🧮 第三步:看長時間行為

當 t → ∞:

e^(−2t) → 0

因此:

y(t) → 0


✅ 最終結論

1️⃣ 系統穩定

2️⃣ 所有狀態最終趨近 0


🧠 全觀直覺總結

✔ 微分描述變化

✔ 解方程得到函數 ✔ 看極限得到系統命運


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「강신호(姜信號 / Kang Signal)」聚焦電信、網路與 AI 電子核心技術,解析 5G/6G、衛星通訊、訊號處理與產業趨勢,以工程視角輸出可落地的專業洞見,打造強信號的未來。
2026/01/28
微積分是工程數學與系統分析的共同語言,透過微分描述變化、積分描述累積,進一步發展成微分方程與轉換域方法。藉由一階系統穩態實例,建立由微積分走向系統行為分析的整體直覺。
2026/01/28
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2026/01/28
✅ Maxwell 方程組(微分形式) ∇ · E = ρ / ε :電荷產生電場 ∇ · B = 0 :磁場沒有源或匯 ∇ × E = − ∂B/∂t :變動磁場產生電場 ∇ × B = μJ + με ∂E/∂t :電流與變動電場產生磁場
2026/01/28
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2026/01/28
以工程直覺說明拉普拉斯算子如何判斷場的彎曲與不平衡,並連結熱擴散、電位平衡與濃度擴散等現象。透過離散拉普拉斯練習,建立「是否變平」與「是否存在內部驅動」的核心判斷能力。
2026/01/28
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