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【科普?】微积分与矩阵的超简单运用

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本人写的相对论的帖子:http://tieba.baidu.com/p/3709124486
本贴不是节选与这个帖子,而是重新开一贴。
作者初二,目前学习微积分和矩阵,在这里也方便和各位吧友分享。
如果你不是大学生,那么太好了,这篇文章正好适合你,
如果你是大学生,而且掌握了这些东西,请提出最尖锐的批评!


IP属地:湖北通过百度相册上传1楼2015-04-29 18:08回复
    先去吃饭,然后接着更


    IP属地:湖北3楼2015-04-29 18:10
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      我们现在知道了什么是微分——
      △x在趋于无限小的时候,dx=△X,
      dx就是△x的微分。所谓微分,就是把一个东西放大。
      如一条曲线,放大后不那么陡峭,再放大就是近似于直线,
      再放大就是与直线没什么两样了。但放大到无限小的时候,曲线就越接近直线。
      那么就是当变化量△x无限小的时候,dx就叫它的微分。
      一个函数y=f(x)在x=x0处的瞬时变化率为lim△y/△x
      其实lim下面有一个△x→0表示△x趋于无限小。
      这个瞬时变化率叫做函数y=f(x)在x=x0处的导数或微分。
      记做f`(x),在关系f上加上一点。
      f`(x)=lim[f(x0+△x)-f(x0)]/△x
      这就是导数的定义,求导数的过程叫求导,即微分。
      函数y=f(x)在x=x0处的导数f`(x0)是一个常数,那么,当自变量x变化时,
      导数f`(x)也是x的一个函数。我们称之为 导函数,简称导数。记做y`。
      y`=f`(x)
      导数f`(x0)实际上就是函数y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线的斜率。
      tanα=k=f`(x0)
      这里tanα叫倾斜角的正切值,k为切线(直线)的斜率
      也就是倾斜角的正切是这条直线的斜率。
      这里涉及到最基本的解析几何。
      一个直线与x轴交于一点,那么x轴正方向与这条直线组成的向上的夹角,
      就是这条直线的倾斜角,而这条直线倾斜角的正切就是斜率,
      由于90度的角没有正切值,所以直线与y轴平行,与x轴垂直时,它没有斜率,
      但是有倾斜角=90度。
      所以导数f`(x0)实际上就是函数y=f(x)在点(x0,f(x0))处的切线的斜率。


      IP属地:湖北本楼含有高级字体4楼2015-04-29 18:32
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        当然,求导数不仅仅只有定义,还有以下求导公式:
        (c)`=0
        c为常数,也就是常数的导数为0
        (x^n)`=nx^(n-1)
        (sinx)`=cosx
        (cosx)`=-sinx
        (a^x)`=a^xlna
        (e^x)`=e^x
        (loga X)`=1/x ln a
        (inx)`=1/x
        这里sin叫正弦、cos叫余弦
        lng是对数符号。如a^x=N
        那么X=logn a
        这里N叫真数,a叫对数的底数,X叫对数。
        当a=10时,就表示为lgN
        当无理数e(欧拉常数)为底的对数,表示被ln N
        其中e=2.71828……
        这里对数不多讲,我们讲的是微积分。


        IP属地:湖北本楼含有高级字体7楼2015-04-29 18:39
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          顺带一提的是,定积分也可以求曲线的长度,
          在曲线可以很长无限个线段,我们知道毕达哥拉斯定理(勾股定理)
          那么其中一个线段的长度是:
          √【(△x)²+(△y)²】
          求和,有
          ∑ √【(△x)²+(△y)²】
          当△x→0时,结果就是
          ∫∑ √【(dx)²+(dy)²】dx
          实际上,稍微变形就可以得到
          ∫∑ √【1+(dy/dx)²】dx


          IP属地:湖北本楼含有高级字体12楼2015-04-29 19:11
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            定积分和导数基本上是这些了,
            不定积分等等以后再讲。
            以后是矩阵的基本运算。大家敬请期待~


            IP属地:湖北13楼2015-04-29 19:13
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              其实矩阵的基本运算也很简单,不过不能用交换律


              IP属地:湖北14楼2015-04-29 19:14
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                以后有时间把不定积分和牛顿-莱布尼茨公式补上。
                目前学习相对论还没有遇到比不定积分和微分更高级的数学知识。
                据说广义相对论要用到微分方程,乘51赶紧补习一下。


                IP属地:湖北17楼2015-04-29 21:19
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                  如果改变定积分的上限b时,每对应一个b就有一个积分值。
                  也就是说,决定于b,把它表示为一个一元函数
                  【PS:本贴讨论的函数默认为一元函数】
                  就是
                  = F(b)
                  那么久有了一个新的函数关系F。
                  由于b的定义域是R(暂时不考虑复数),所以b可以换成自变量x,
                  这函数F(b)就是F(x)
                  函数F(b)就是省略了积分上限和下限的定积分
                  写为:
                  ∫ f(x)dx=F(x)
                  那么从函数f(x)求F(x)的这种计算叫“不定积分”
                  想想也是,省去积分下限的定积分命名为“不定积分


                  IP属地:湖北本楼含有高级字体35楼2015-04-30 20:55
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                    设在x 与x+△x之间,函数f(x)的最大值为π,最小值为e。
                    (π和e仅仅表示纪念)
                    那么
                    π△x<F(x+△x)<e△x
                    除△x
                    得到
                    π<【F(x+△x)-F(x)】/△x<e
                    曲△x的微分
                    即当△x→0的时候,π和e趋于f(x),表示为:
                    dF(x)/dx=f(x)
                    而F(x)是不定积分,即∫ f(x)dx=F(x)
                    所以
                    [d ∫ f(x)dx]/dx=f(x)
                    所以,由∫ f(x)dx=F(x)得
                    d F(b)/dx=f(x)

                    ∫ f(x)dx=F(b)
                    于是我们得到结论:
                    不定积分与微分是互为逆运算,即
                    所以不定积分和微分是可以转换的。
                    于是牛顿和莱布尼茨有话说了:
                    如果f(x)是区间【a.b】上连续的函数,并且F`(x)=f(x)
                    那么

                    这就是牛顿-莱布尼茨公式,也叫微积分基本定理。
                    它说明了不定积分和微分是可以转换的。


                    IP属地:湖北本楼含有高级字体36楼2015-04-30 21:07
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                      什么是矩阵?
                      把数字列在一个矩形的表里,如

                      这是一个3x2的矩阵(横着的叫行,竖着的叫列)
                      只有一行或一列的矩阵叫向量。

                      [ 1 5 ]

                      [ 2 ]
                      [ 3 ]
                      [ 1 ]
                      是一个向量。
                      如[ x y ]是一个二维向量
                      [ x y z]是一个三维向量
                      等等…………
                      矩阵允许存在很高维度的向量。


                      IP属地:湖北57楼2015-05-01 19:08
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                        目前全力更相对论的帖子,此贴暂时弃坑了!


                        IP属地:湖北76楼2015-05-09 09:24
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