昨天在研究一个最优化问题时,遇到了一个这样的积分:
$$\int \frac{1}{\cos^3 \theta} d\theta$$
然后就顺便研究了一下这种类型的函数的积分。一般来讲,这类积分可以写成$\int cos^n \theta d\theta$或$\int sin^n \theta d\theta$,其中n是一个整数。
首先我们来解决n=1的情况,我们很容易就有$\int cos\theta d\theta=sin\theta +C$或$\int sin\theta d\theta=-cos\theta +C$,这是一个基本的结果。
如果n是大于1的正整数,那么可以用递推的方法来搞定:
八月一号开始我们这里的高三就正式开学了,以后每周都只能在星期天中午到下午的一小段时间里跟读者们见见面了^_^
高三的生活的确很枯燥、烦闷,特别是老师那句重复了无数遍的话“这个知识点在高考是这样出题的...”让我感觉十分讨厌,难道,学习就为了高考?就算真的是难以改变的现状,我也偏不服从。高考是要准备的,“活”也是要“生”的,为了生活而生存,而不是为了生存而生活。
虽然很忙,但我还是会抽一些时间出来研究自己感兴趣的东西的,如研究一下几何、不等式、多项式、对称等等,还有发一下呆^_^,当然也尽可能抽一些时间来这里写写我的学习心得吧——当然,频率应该会很低。
我相信,一年之后我不会后悔的。
复分析学习1:揭示微分与积分的联系
By 苏剑林 | 2012-08-02 | 35915位读者 | 引用笔者这段时间对复数尤其感兴趣,当然,严格来讲应该是复变函数内容,其中一个原因是通过它,我们可以把一些看似毫不相关的内容联系了起来,体现了数学的简洁美和统一美。我相当有兴趣的其中一个内容是实分析中的泰勒级数和傅里叶级数。这两者都是关于某个函数的级数展开式,其中泰勒级数是用于一般函数展开的,其各项系数通过求n阶导数得到;傅里叶级数的对象是周期函数,其各项系数是通过定积分求得的。在实数世界里,两者毫不相关,但是,复分析却告诉我们:它们只是同一个东西!只是将其在不同的角度“投影”到实数世界里,就产生了不同的“物像”,以至于我们认为它们是不同东西而已。
我们直接来看一个变魔术般的运算:
我们知道,在实数世界里头,我们有
$ln(1+x)=x-\frac{x^2}{2}+\frac{x^3}{3}-\frac{x^4}{4}+...$,其中$|x| < 1$
均值不等式的两个巧妙证明
By 苏剑林 | 2012-09-26 | 54376位读者 | 引用记得几年前,BoJone提供过一个证明均值不等式(代数—几何平均不等式)的方法,但是其中的证明有点长,有点让人眼花缭乱的感觉(虽然里边的思想还是挺简单的)。昨天在上《数学分析》课程的时候,老师讲到了这个不等式,也讲了他的证明,用的是数学归纳法,感觉还是没有那种简洁美和巧妙美。但这让我回想起了之前我研究过的两种巧妙证明方法,可是在昨天划了一整天,都没有把这两种方法回忆起来。直到今天才回想起来,所以就放在这里与大家分享,同时也作备忘之用。
对于若干个非负数$x_i$,我们有
$$\frac{x_1+x_2+...+x_n}{n} \geq \sqrt[n]{x_1 x_2 ... x_n}$$
记为$A_n \geq G_n$
证明1:数学归纳法
这个方法不算简单,但是非常巧妙,它从n递推到n+1的过程让人拍案叫绝。用数学归纳法证明詹森不等式也是同样的递推思路,而均值不等式不过是詹森不等式的一个特例而已。
假设$A_n \geq G_n$成立,要证$A_{n+1} \geq G_{n+1}$。我们有
$$\begin{aligned}&2n A_{n+1}=(n+1)A_{n+1}+(n-1)A_{n+1} \\
=&[x_1 + x_2 +...+x_n]+[x_{n+1}+(n-1)A_{n+1}] \\
\geq &nG_n+n(x_{n+1}\cdot A_{n+1}^{n-1})^{\frac{1}{n}} \\
\geq &2n(G_{n+1}^{n+1}\cdot A_{n+1}^{n-1})^{\frac{1}{2n}}\end{aligned}$$
费曼路径积分思想的发展(一)
By 苏剑林 | 2012-12-26 | 28972位读者 | 引用注:这是郝刘祥前辈的一篇论文,98年的时候发表在《自然辩证法通讯》上,里边讲述了费曼以及路径积分的相关故事。我从网上下载下来,原文是很粗糙的pdf文件,我特意将它转化为网页文件,供大家欣赏。有些公式很模糊,所以我已经到图书馆查找了原文,但是由于作者非理论物理专业人员,还不确定部分公式是否正确,请读者慎读。原文较长,将分开几篇来发。如果涉及到版权问题,请作者告之(bojone@spaces.ac.cn),我将会尽快处理掉。
自然辩证法通讯(JOURNAL OF DIALECTICS OF NATURE)
第二十卷总115期,1998第3期
郝刘祥
摘要:该文首先阐述了 Richard Feynman为解决经典电动力学的发散问题而做的艰苦努力,进而论述了这种努力的副产品何以使他偏爱作用量表述,以及他是如何在Dirac文章的启发下得到非相对论量子力学的第三种形式--作用量量子化方案的。文章的第三部分叙述了费曼将其方案推广到相对论情形的尝试和费曼图的由来。最后,该文试图就路径积分方法在量子场论等领域中的广泛应用以及费曼对量子场论的重大疑惑作一简要的说明。
关键词:费曼,作用量,几率幅,路径积分
传说费曼讲课很精彩,但他是上个世纪的人,所以也就没有多少视频保留下来。但是网上还是存有一些,有兴趣的读者可以收藏。
费曼讲座——光、电子、路径积分(无字幕)
http://v.youku.com/v_show/id_XNjAyMzU4ODg=.html
http://v.youku.com/v_show/id_XNjAyMzQ4NzI=.html
http://v.youku.com/v_show/id_XNTQzMTEyNTA4.html
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