分类目录归档:基础数学

4.矩阵与平面方程

1 平面方程

方程$ax+by+cz=d$定义了一个平面,此方程的矩阵形式如下: $$\left[ \begin{matrix} a \\ b \\ c \\ \end{matrix} \right] \cdot \left[ \begin{matrix} x \\ y \\ z \\ \end{matrix} \right] =d$$ 上面的式子也可以整理如下: $$\left[ \begin{matrix} a \\ b \\ c \\

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3.矩阵与逆矩阵

1 矩阵

矩阵(Matrices)常用于描述变量间的线性关系

以坐标轴$P=(x_1,x_2,x_3)$变换到$(u_1,u_2,u_3)$为例,假设二者间的线性关系如下所示: $$\begin{equation} \left\{ \begin{gathered} u_1 = 2x_{1} + 3x_{2} + 3x_{3} \ \\ u_2 = 2x_{1} + 4x_{2} + 5x_{3} \ \\ u_3 = x_{1} + x_{2} + 2x_

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2.行列式与叉积

1 点积与行列式

已知三角形面积的计算公式为$S=\frac{1}{2}absin\theta$

则由向量$\vec{A}$和$\vec{B}$组成的平行四边形面积为$S=|\vec{A}||\vec{B}|sin\theta$

设$\vec{A'}$为向量$\vec{A}$逆时针旋转$90°$的结果,$\vec{A'}$与$\vec{B}$的夹角为$\theta'=\frac{\pi}{2}-\theta$

则平行四边形面积为$S=|\vec{A'}||\vec{B}|cos\theta'=\vec{A

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1.向量与点积

1 向量 Vector

向量$\vec{A}$主要由长度$|A|$和方向$dir(A)$组成,起点和终点不固定

2 点乘 Dot product

$$\vec{A}\cdot \vec{B}=\Sigma a_ib_i=|\vec{A}||\vec{B}|cos\theta$$ 点乘的结果是一个常数,同时包含了向量长度信息和夹角信息

点乘的证明(基于向量版余弦定理):

  • 定义向量$\vec{A}$和向量$\vec{B}$,量向量夹角为$\theta$
  • 定义向量$\vec{C}=\vec{A}-\vec

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MIT18.01单变量微积分-课程总结

1 基本信息

1.1 课程标题:《MIT18.01单变量微积分》

1.2 授课讲师:David Jerison 教授

1.3 授课日期:2007 FALL

1.4 品读时间:初稿成于2014,电子稿成于2021

1.5 整体耗时:约75h

1.6 摘要

Unit 1 知识点简单概

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35.多变量微积分-期末复习

1 泰勒级数补充

(最后一节课换了个导师,所以教学进度衔接似乎不太好 = =)

幂级数的性质1:存在收敛半径$R$ 幂级数的性质2:当$|x|<R$时,$f(x)$可无限求导(比如说多项式级数)

泰勒展开式:

$$f(x)=\Sigma_{n=0}^{\infty}\frac{f^{(n)}(0)}{n!}x^n$$

2 示例与应用

示例1:几何级数 geometric series $\frac{1}{1+x}=1-x+x^2-x^3...(R=1)$

示例2:$ln(1+x)=\int_0^x\fr

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34.泰勒级数

1 木板问题

将1号木板放置在桌面边缘,在木板不掉落的情况下不断探出;然后再叠加2号木板,追求总探出长度最大的情况,以此类推,判断最终总长度是否是有限的

  • 要保证积木不掉落,就需要保持整体的重心在桌面内
  • 贪婪情况下(追求总长度最长),重心会保持在桌面边缘处
  • 判断最终总长度是否有限,其实是判断$C_N$的极限是否收敛的问题
  • 用$C$表示重心的水平方向值,则$C_N$表示叠加$N$个积木后的整体重心
  • $C_{N+1}=\frac{NC_N+1\times(C_N+1)}{N+1}

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33.无穷级数和收敛判定

1 反常积分2

反常积分的第二种情况就是积分区域内有奇点的情况

示例:讨论$\int_0^1\frac{dx}{x^p}$的收敛性

  • $\int_0^1\frac{dx}{x^p}=\frac{x^{-p+1}}{-p-1}|_0^1=\frac{1}{1-p}(p<1)$
  • 当$p\geq1$时,函数不收敛

总结3 反常积分示例中示例3的结果可得到以下结果:

2 无穷级数 infinite series

芝诺悖论:$1+\frac{1}{2}+\frac

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31.不定型与洛必达法则

1 洛必达法则

洛必达法则(L'Hopital's Rules):当$f(a)=g(a)=0$

$$lim_{x\to a}\frac{f(x)}{g(x)}=lim_{x\to a}\frac{f(x)/(x-a)}{g(x)/(x-a)}=\frac{f'(x)}{g'(x)}(g'(x)\neq0)$$

2 洛必达法则示例

$$lim_{x\to 0}\frac{sin5x}{sin2x}=lim_{x\to 0}\frac{5cos5x}{2cos2x}=\frac{5}{2}$$

$$lim_{x\to 0}\frac{cosx-

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