微积分
从实数的构建出发,一窥微积分的基石。
欧式平面几何
参考:
Youtube->万门好课——《五分钟数学漫谈》。
Youtube->[高等微積分] 第1講、數學的本質 - YouTube
知乎——胖三sir的专栏《初中数学那些事》
CSDN——(44条消息) 希尔伯特及其《几何学基础》电子版(英文PDF),_袁萌专栏-CSDN博客
数学的开始相传,古希腊数学家泰勒斯引入了划时代的几何证明思想。数学家们开始不再满足于知其然了,而致力于知其所以然。通过公理或已证明命题(定理)推理出新的定理,在各定理之间建立起了联系,使数学逐步形成了一个严密的体系。
物理和数学物理的研究对象是真实世界中的东西或者说对象,研究其属性或行为。如一只猫的叫声,捕食;形状,颜色,长度,速度,重量等等。研究手段是简单化和理想化(如一个苹果,变成纸上的一个点)的真实对象——逻辑对象。逻辑对象有人为规定的一些属性。人的一切知识都是由已知的经验产生的。
数学研究逻辑世界中的东西,是物理学的研究手段,如符号,公理,推导规则,推论形成公理体系。逻辑世界是简单化和理想化后的真实世界。
几何一词的由来,目的和发展几何:长宽几何?面积几何?
代数:以符号代数,求数。
英文G ...
数学危机
根号2,无穷小,理发师
勾股定理
参考李永乐的视频
勾股定理直角三角形的两条直角边的平方和等于斜边的平方
在中国,《周髀算经》给出了结论。三国时期吴国的赵爽在《周髀算经注》中给出了证明。
在古希腊,毕达哥拉斯提出了这个定理,但是证明失传了。欧几里得在《几何原本》中给出了证明,现在所学的几何内容与《几何原本》几乎一样。
三国时期吴国赵爽的证明勾股圆方图:勾股各自乘,并之,为弦实,开方除之为弦。
爱因斯坦十一岁时的证明一个直角三角线,可以分割成2个与原直角三角形相似的直角三角形。
相似图形的面积之比等于边长的平方比
故S1+S2=S3即a^2+b^2=c^2
拓展勾股定理将几何和代数联系在一起。
1几何问题:直角三角形的三条边的边长都是正整数,能画出多少种?
等价于代数问题:满足a^2+b^2=c^2的正整数组(a,b,c)有多少组呢?
答:无穷组,因为(3n)^2 + (4n)^2 = (5n)^2
2那符合上述条件的互素正整数数组有多少组?
【To Do】x^2+y^2=z^2的正整数解通式:x=2mn,y=m^2-n^2,z=m^2+n^2,m>n>0,mn互素且一奇一偶。
公元两百多年的代数之父丢番图曾经写过 ...
圆
参考妈咪说、李永乐的视频
无论圆的直径是多长,圆的周长比直径似乎都是一个定值,称其为圆周率π
圆面积先把一个圆平均分成若干份,然后将其拼成近似的长方形,最后根据长方形与圆的关系推导出圆的面积公式为πr^2
角度两条直线的夹角,有大有小,用角度来衡量夹角大小。
设定全角为360°,全角的1/360为1°,1°的1/60是1‘,1’的1/60是1’‘。
弧度欧拉,把长度等于半径长的弧所对的圆心角称为1弧度。
sin,cos从某个角度推一个箱子,力可以被分解为水平和垂直两个方向,其数值符合直角三角形的勾股数。直观感觉:sin,cos是用来分解力的工具。sin公式告诉你水平方向的分力与合力的比值,cos告诉你竖直方向的分力与合力的比值。
希望你看到公式能立刻想到
sinθ 是y方向的分解作用,5sinθ表示将合力5分解到y方向
cosθ 是x方向的分解作用,5cosθ表示将合力5分解到x方向
tanθ=sinθ/cosθ,是y方向分力与x方向分力的比值
和差角公式巧妙的证明一
严谨的证明二首先给出余弦定律
通过边长的两种求法,得出cos(α-β)
我们可以观察到cos(-α)=co ...
线性变换
线性代数线性代数解决线性问题,把复杂问题线性化是别的学科的内容,比如《微积分》、《信号与系统》。
线性变换线性变换从几何直观有三个要点:
变换前是直线的,变换后依然是直线的
直线比例保持不变
变换前中心是原点的,变换后依然是原点
比如说旋转:
比如说推移:
推移+旋转也是线性变换:
代数简答讲一下旋转是怎么实现的,可以让我们进一步了解代数是怎么描述线性变换的。
仿射变换
变换前是直线的,变换后依然是直线
直线比例保持不变
少了原点保持不变这一条。
比如平移:
因此,平移不再是线性变化了,而是仿射变化
代数线性变换是通过矩阵乘法来实现的,仿射变换不能光通过矩阵乘法来实现,还得有加法。
通过矩阵乘法来完成仿射
导数
参考马同学的众多知乎回答
导数积分的历史背景17世纪,当时很重要的问题是天文学问题,其中,开普勒三定律中的第二定律:在相等时间内,太阳和运动着的行星的连线扫过的面积都是相等的。
既然有计算不规则曲线面积的需求,那么数学家就得去研究,所谓积分就是求曲线下的面积(17世纪,英文中积分”quadrature”的含义就是求面积的意思):
积分的思想
微积分:以直代曲,线性逼近
微分:无穷小量
从上图得出导数的定义,f’(x)=dy/dx, 而dx和dy被称为x和y的微分,都为无穷小量。所以导数也被莱布尼兹称为微商(微分之商)
无穷小量引发第二次数学危机
所以就切线的定义而言,微积分的基础是不牢靠的。
无穷小量的麻烦远不止这一些
基于极限重建微积分莱布尼兹、欧拉等人都认识到无穷小量导致的麻烦,一直想要修补。但是这个问题等到200年后,19世界极限的概念清晰之后才得到解决。
极限如何描述△x无限接近于0?
△x无限接近于0,但不能为0,否则以0为底边长的矩形面积为0,无穷多个0相加仍然为0.
△x无限接近于0,但不可能是最小的正实数,因为没有最小的正实数(实数0的下一个实数是什么?没有。 ...
活动结果非等可能的单个体活动的概率,该如何理解?
对于非抛硬币类的单个体活动,它们的活动结果非等可能(如养一条鱼的成活率,发送一个网络包的成功率)。而对于活动结果非等可能的单个体活动,何为一次活动某事件的概率?通过多样本试验得到概率,或通过单样本多次试验得到概率,由此虚构出一个单个体活动的结果空间。