科学空间|Scientific Spaces

二体运动

在上一回的讨论中，我们已经解决了大部分的问题，并且表达了找到r或者$\theta$关于时间t的函数的希望。在最后的内容中，我们做了以下工作：

由(7)得到$\dot{\theta}=h/r^2$，代入(6)得到：
$$\ddot{r} -h^2/r^3=-\frac{\mu}{r^2}\tag{10}$$这是一个二阶微分方程，它的解很容易找出，但是这个积分太复杂：
$$\dot{r}\frac{d\dot{r}}{dr}=h^2/r^3-\frac{\mu}{r^2}$$
$\dot{r}d\dot{r}=(h^2/r^3-\frac{\mu}{r^2})dr$，两端积分
$$\dot{r}^2={2\mu}/r-h^2/r^2+K_1\tag{11}$$$$\Rightarrow {dt}/{dr}=\frac{r}{\sqrt{K_1 r^2+2\mu r-h^2}}$$
$t=\int \frac{r}{\sqrt{K_1 r^2+2\mu r-h^2}}dr$

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呵呵，做了一回标题党，可能说得夸张了一点。说是“终极算法”，主要是因为它可以任意提高精度、而且几乎可以应付任何非线性方程（至少理论上是这样），提高精度是已知的迭代式上添加一些项，而不是完全改变迭代式的形式，当然在提高精度的同时，计算量也会随之增大。其理论基础依旧是泰勒级数。

我们考虑方程$x=f(y)$，已知y求x是很容易的，但是已知x求y并不容易。我们考虑把y在$(x_0,y_0)$处展开成x的的泰勒级数。关键是求出y的n阶导数$\frac{d^n y}{dx^n}$。我们记$f^{(n)}(y)=\frac{d^n x}{dy^n}$，并且有
$$\frac{dy}{dx}=\frac{1}{(\frac{dx}{dy})}=f'(y)^{-1}$$

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昨天在浏览网页的时候，发现了一道有趣的方程：
$$x^{x^{x^{\dots}}}=2$$
各位读者先别急着往下看，不妨自己求解一下？

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阅读小提示：亲爱的读者，你可以选择不读这篇文章，但如果你选择了阅读，请一定要阅读完。BoJone对“半途而废”所造成的后果一概不负责任^_^。

函数图像旋转

我们来考虑下一个旋转问题：将某一函数图像y=f(x)，绕点(p,q)逆时针旋转了θ角之后，得到的图象的解析式。

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虎跃神州显威风，春节瑞祥万象新；
乘虎追风送祝福，点点滴滴尽是情；
平安健康带给你，财富好运免费送；
儿女聪明学习好，父母欢乐显童心；
夫妻恩爱家和谐，样样如意都称心。

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由于BoJone有着天文和数学的共同爱好，所以近一段时间恋上了天体力学，这是天文的内容，也是数学在天文学大施拳脚的地方。每一步计算，都有可能是一个新的发现，这种感觉太棒了，也许这就是我前进的动力之一。

天体力学最重要、最基本的方法就是解微分方程，其中以常微分方程为主，而且更多的是常微分方程组。这对BoJone来说是一个极大的挑战，因为正在读高一的BoJone一切都得自学，这得以微积分、级数、解析几何等数学知识为基础，而且必须做到融会贯通，要把它当成手中的橡皮泥，随意捏弄，形变而质不变。不过幸好能够有轻松自由的学习环境，我相信，我可以！

前些天在淘宝上一位天爱把他收藏的旧书都出了，里面有一本《天体力学引论》和《天体力学教程》，这正是作者苦苦搜寻的天体力学教程呀！其实即便是大学用的天体力学书籍，也是80年代左右的书，这些书很少有更新，所以现在几乎没有出售的，一般有钱也买不到（让我捡了一个大便宜^_^）。店主链接

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我要上学了

越来越佩服前人，说出了“光阴似箭，日月如梭”的真理。是呀，期末考试仿佛只是在昨天，今天已经又要上学了；俯仰之间，一个月的时间就过去了。

毫无疑问，又因为我的懒惰和不坚持，浪费了我很多的时间。回想一下寒假，我究竟收获了什么呢？主要是两个方面吧：学术和情感。

学术上，主要是数学和天文学里面的内容。数学我主要是深入了微积分方面的内容，把微积分的思想深刻了一点点，把微分方程（组）熟悉了一点点。我有一种很熟悉的感觉：现在自学高等数学，就好比我之前在小学时间学习中学数学。那时候超傻，书本上说了$\lim_{\Delta x->0} f'(x)=\frac{f(x+\Delta x)-f(x)}{\Delta x}$，我看不懂这个式子，整天郁闷$f(x)$是不是指$f\cdot (x)$。不过尽管那时候不懂这些，还是懂应用，我用导数最基本的定义去求极值，得出了一些有趣的发现，使我的兴趣倍增。现在学习微积分也是这样的感觉，我觉得我仅仅是很显浅地接触到，还有很多等待仔细琢磨....

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