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数学

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圆锥曲线探究 · MA·MB 的取值范围
取值范围由 Rust 计算核精确给出 · 转动弦看 MA·MB 在范围内变化
一次函数 y = kx + b
k 是斜率,b 是 y 轴截距 · x 轴截距在 −b/k
分式函数 y = a/(x−h) + k
竖直渐近线 x=h,水平渐近线 y=k
绝对值函数 y = a|x−h| + k
顶点在 (h, k) 的 V(或 ∧)形
平方根函数 y = a√(x−h) + k
定义域 x ≥ h;从 (h, k) 出发,越升越缓
二次函数 y = ax² + bx + c
拖动 a、b、c —— 看顶点、根与判别式
正弦函数 y = A·sin(Bx + C) + D
拖动 A、B、C、D —— 振幅、周期、相位、中线
指数函数 y = a·bˣ
b>1 增长,0<b<1 衰减;恒过 (0, a)
对数函数 y = a·log_b(x)
指数函数的反函数 · 定义域 x>0,恒过 (1, 0)
导数 = 切线斜率
拖动 x₀ —— 切线斜率恰等于 f′(x₀);f′=0 处正是极值点
定积分 = 曲边梯形面积
n 个矩形面积之和 → n 越大越逼近精确的定积分
向量加法 r = a + b
三角形法则(首尾相接)与平行四边形法则给出同一个合向量
单位圆 · 三角函数定义
单位圆上的点坐标恰好是 (cosθ, sinθ)
矩阵 · 线性变换
矩阵的两列就是 î、ĵ 的落点;行列式就是面积伸缩倍数
复数 · 复平面(阿甘图)
z = a + bi 是一个向量 · |z| 是长度,arg z 是角度
概率树 · 贝叶斯定理
沿分支相乘;后验概率 P(D|+) 可能低得出人意料
参数方程 · 李萨如图形
x、y 各自做正弦振动;两者的频率比决定图形形状
微分方程 · 方向场
每一小段的斜率就是 f(x,y);解曲线沿着它们流动
数列 · 等差与等比
aₙ = a₁+(n−1)d 或 a₁·rⁿ⁻¹ · 及前 n 项和 Sₙ
二元一次方程组的解
二元一次方程组 · 克拉默法则 D=a₁b₂−a₂b₁ · 交点/平行/重合图解
向量点积与投影
a·b 与投影 · 夹角 θ · 锐角/钝角/垂直判定
圆的方程 · 位置与切线
标准式 ↔ 一般式 · 点与圆位置 · 圆外一点切线
排列与组合
nPr / nCr · 阶乘约分 · nCr=nC(n−r) 对称
骰子点数和分布
n 颗 f 面骰子求和 · 卷积精确分布 · E[X]、方差与正态近似
傅里叶级数 · 波形合成与吉布斯现象
方波/锯齿/三角波 N 项合成 · 谐波叠加 · 吉布斯过冲 8.95%
泰勒级数 · 多项式逼近
sin/cos/eˣ/ln(1+x)/1/(1−x) · N 阶多项式 · 收敛区间
梯度下降 · 学习率、收敛与发散
等高线迭代 · 学习率过大发散 · 梯度向量
2×2 特征值、特征向量与线性变换
λ=(tr±√(tr²−4det))/2 · 不变方向 · 圆→椭圆变换
二维向量场 —— 散度与旋度
源/汇/旋转/鞍点 · div=∂P/∂x+∂Q/∂y · curl
马尔可夫链 —— 转移矩阵与稳态分布
转移矩阵 · 状态图 · πP 迭代 → 稳态分布
Polar curves r = f(θ)
r=f(θ) · 玫瑰线/心形线/螺线 · 极坐标→直角 · 描点
Parametric curves x=f(t), y=g(t)
x=f(t),y=g(t) · Lissajous/摆线/椭圆 · 随 t 描点
Conic sections by eccentricity e
离心率 e · 圆→椭圆→抛物线→双曲线 · 焦点/准线
Newton–Raphson · tangent root finding
x_{n+1}=x_n−f/f' · 切线交轴迭代 · 收敛/发散
L'Hôpital's rule · resolving 0/0
0/0 · ∞/∞ · lim f/g=lim f'/g' · 导数比求极限
Hyperbolic functions · the unit hyperbola
cosh/sinh/tanh · x²−y²=1 参数化 · cosh²−sinh²=1
2×2 matrix transform · linear map of the plane
单位方格→平行四边形 · 基向量像 · det=面积 · 旋转/剪切
Eigenvalues & eigenvectors of a 2×2 matrix
Mv=λv · λ²−tr·λ+det=0 · 不旋转方向按 λ 缩放
Determinant as signed area
det=ad−bc · 列向量平行四边形有向面积 · 共线为0
Vector cross product · a × b in 3D
a×b · |a||b|sinθ · 右手法则 · =平行四边形面积
nth roots of unity · solutions of zⁿ = 1
z^n=1 · z_k=e^{2πik/n} · 单位圆正 n 边形 · 和为0
Gradient field · ∇f and level curves
∇f · 最陡上升 · ⊥等高线 · 等高线+梯度箭头
Green's theorem — circulation equals curl over area
∮_C(P dx+Q dy)=∬_D(∂Q/∂x−∂P/∂y)dA · 环量=旋度积分
Stokes' theorem — circulation equals curl-flux
∮_∂S F·dr=∬_S(∇×F)·dS · 边界环量=旋度通量
Divergence theorem — outward flux equals divergence over volume
∯_S F·dS=∭_V(∇·F)dV · 外向通量=散度积分
Jacobian · change of variables
dA=|J|du dv · J=∂(x,y)/∂(u,v) · 网格面积缩放 · 极坐标
Lagrange multipliers · constrained optimization
∇f=λ∇g · 等高线与约束相切 · 约束最优 · λ
Directional derivative · D_û f = ∇f · û
D_û f=∇f·û · 沿梯度最大 · 垂直为零
Line integrals · ∫_C f ds and work ∫_C F·dr
标量 ∫_C f ds · 向量 ∫_C F·dr 做功 · 沿曲线累加
Surface integrals · area ∬_S f dS and flux ∬_S F·n̂ dS
∬_S f dS · 通量 ∬_S F·n̂ dS · 面片求和
Double integral = volume under a surface
∬_R f dA=曲面下体积 · 黎曼柱格 · 细分收敛
ε–δ definition of a limit
∀ε>0∃δ>0 · |x−a|<δ⟹|f−L|<ε · ε带/δ带
2D Riemann sum — approximating a double integral
N×N 网格采样求和 → ∬f dA · 分辨率细化收敛
Taylor polynomial & Lagrange remainder
泰勒多项式+拉格朗日余项 · Rn=f⁽ⁿ⁺¹⁾(ξ)/(n+1)!·(x−a)ⁿ⁺¹