二重积分计算
解.首先把待求积分写成
LaTeX输入主值积分符号
\def\Xint#1{\mathchoice {\XXint\displaystyle\textstyle{#1}}% {\XXint\textstyle\scriptstyle{#1}}% {\XXint\scriptstyle\scriptscriptstyle{#1}}% {\XXint\scriptscriptstyle\scriptscriptstyle{#1}}% \!\int} \def\XXint#1#2#3{{\setbox0=\hbox{$#1{#2#3}{\int}$} \vcenter{\hbox{$#2#3$}}\kern-.5\wd0}} \def\ddashint{\Xint=} \def\dashint{\Xint-}
Cheatsheet – Python & R codes for common Machine Learning Algorithms:https://www.analyticsvidhya.com/blog/2015/09/full-cheatsheet-machine-learning-algorithms/
机器学习算法代码汇总:http://www.csuldw.com/2015/11/21/2015-11-21-machine-learning-algorithms/
Essentials of Machine Learning Algorithms (with Python and R Codes):https://www.analyticsvidhya.com/blog/2015/08/common-machine-learning-algorithms/
10 种机器学习算法的要点(附 Python 和 R 代码):http://blog.jobbole.com/92021/
机器学习算法比较:http://www.csuldw.com/2016/02/26/2016-02-26-choosing-a-machine-learning-classifier/
读书心得-Do we Need Hundreds of Classifiers to Solve Real World Classification Problems:http://blog.csdn.net/vivian_ll/article/details/61199941
LaTeX排版心得
1、用LaTeX高效排版化学方程式http://www.latexstudio.net/archives/9998
2、张敬信老师的LaTeX入门讲座http://www.latexstudio.net/archives/5325
3、用LaTeX制作私房菜谱http://www.latexstudio.net/archives/9988
4、我自己排版的《笑傲江湖》
5、时尚的图http://www.latexstudio.net/archives/6556
6、颜色不一样的烟火http://www.latexstudio.net/archives/5103
7、特殊符号http://www.latexstudio.net/archives/4719
8、图片跨页显示http://www.latexstudio.net/archives/4683
复分析作业
1.设$\displaystyle f_n\in O(D),f_n\rightrightarrows f$, $\displaystyle S_n=\cup_{k\geq n}f_k(D)$,令$\displaystyle S=\cap_{n=1}^\infty S_n$.问$S$的内部$\mathring{S}$和$f(D)$有什么关系?
2.Schwarz引理: $f:\triangle\to \triangle$解析, $f(0)=0$,则$|f'(0)|\leq 1$,并且$|f'(0)|= 1\Leftrightarrow f\in \mathrm{Aut} (\triangle)$.
一般地,固定$z_0\in\triangle$,定义$\mathscr{F}_{z_0}=\{f:\triangle\to \triangle\,\text{解析}|f(z_0)=0\}$,令$\lambda=\sup\{|f'(z_0)|f\in \mathscr{F}_{z_0}\}$.由Cauchy不等式, $\lambda<+\infty$.当然易证$\lambda>0$.取$f_n\in \mathscr{F}_{z_0}$,使得$\lim_{n\to\infty}|f'_n(z_0)|=\lambda$.由Montel定理,不妨设$f_n\rightrightarrows f$,则$f\in \mathscr{F}_{z_0}$且$|f'(z_0)|=\lambda$.
(1)求出$\lambda$;
(2)若$f\in \mathscr{F}_{z_0}$,则$f\in \mathrm{Aut} (\triangle) \Leftrightarrow |f'(z_0)|=\lambda$.
3.设$f_n,g_n\in O(\triangle),n\geq 1$,设$|f_n(z)|\leq 2,|g_n(z)|\leq 2,|f_n(z)g_n(z)|\leq\frac1n,\forall z,\forall n$.设$f_n(0)=0,g_n(0)=1,\forall n$.设$\{z_n\}$是$\triangle$中子列,若满足$f_n(z_n)=1,g_n(z_n)=0,\forall n$,则$\lim\limits_{n\to\infty}|z_n|=1$.
4.对$r\in (0,1)$,记$A_r=\{z\in \mathbb{C}|r<|z|<1\}$
(1)对$\forall r\in (0,1)$,证明$A_r,\triangle^\ast,\mathbb{C}^\ast$不共形等价;
(2)设$r_1,r_2\in (0,1)$,若$A_{r_1}\cong A_{r_2}$,则$r_1=r_2$;
(3)计算$A_r$的自同构群$\mathrm{Aut}(A_r)$.
5.证明$\mathbb{C}^\ast,\triangle^\ast,A_r$同胚.
Let $q>0$ such that $[q[qn]]+1=[q^2n],n=1,2,\cdots$,solve $q$.
球面$S^n$的Levi-Civita联络是$\mathbb{R}^{n+1}$的联络到球面的切空间的投影,也就是$$\nabla_{X}Y(\vec{x})=D_{X}Y(\vec{x})-\langle D_{X}Y(\vec{x}) , \vec{x}\rangle\vec{x},$$其中$D$是欧氏空间的联络,也就是普通的方向导数,设$\gamma$是球面的弧长参数的测地线,于是测地线方程是\begin{align*}0&=D_{\dot{\gamma}}\dot{\gamma}(\gamma)-\langle D_{\dot{\gamma}}\dot{\gamma}(\gamma) , \gamma\rangle\gamma=\ddot{\gamma}-\langle \ddot{\gamma} , \gamma\rangle\gamma\\&=\ddot{\gamma}-(\frac{d}{dt}\langle \dot{\gamma} , \gamma\rangle-\langle\dot{\gamma} , \dot{\gamma}\rangle)\gamma=\ddot{\gamma}-(\frac{d}{dt}0-1)\gamma.\end{align*}
也就是$\ddot{\gamma}=-\gamma$, 容易解得$\gamma(t)=\cos t\cdot\gamma(0)+\sin t\cdot\dot{\gamma}(0)$.
一、(30分)设$\displaystyle {S^n}\left( r \right) = \left\{ {x = \left( {{x^1}, \cdots ,{x^{n + 1}}} \right) \in {\mathbb{R}^{n + 1}}\left| {\sum\limits_{A = 1}^{n + 1} {{{\left( {{x^A}} \right)}^2}} = {r^2},r > 0} \right.} \right\}$是$\mathbb{R}^{n + 1}$的半径为$r$的球面, $g_0=\sum_{A=1}^{n+1}\left(d x^A\right)^2$是$\mathbb{R}^{n + 1}$的标准黎曼度量.令$i:S^n (r)\to \mathbb{R}^{n + 1}$是包含映射.
我想做数学家---数学物理学家趣闻逸事
发表在博士数学论坛。
仿照北大未名BBS上的文章,我在这个帖子也不定期更新数理学家的趣闻逸事。内容一般来源于书籍和网络,由于数量之多,恕我不一一注明出处!
Math2.有所长必有所短,天才的数学家冯·诺依曼却是个非常蹩脚的司机,开车时经常走神去思考问题,难免时常出现险情与交通事故。他几乎每年要撞坏一部汽车。在当年普林斯顿的一条街道的尽头,堆放着所有被冯·诺依曼“报销”了的废车,那块地方获得了一个绰号:冯·诺依曼之角。
Math3.冯·诺依曼能够在普林斯顿高等研究院内成功地研制计算机是奇迹,是异数,要知道一个轰隆作响的计算机与研究院里那高雅沉稳的传统学术气氛是多么不协调。只有冯·诺依曼,能够凭着他那超级人望和威信,说服研究院同仁,加之他长袖善舞,成功游说政府和军方慷慨解囊,方使得计算机的科研项目在普林斯顿高等研究院上马启动。虽然研究院容忍他聘雇进来一批工程师,制造了计算机,但是没有多少数学家对他的科研项目真正感兴趣。冯·诺依曼是数学家出身,深深理解他的同事们,他明白普林斯顿高等研究院绝非计算机科学和计算数学生长的好土壤。在他将要离开普林斯顿,前往首都华盛顿就职的时候,他必须为他的计算机找个栖身之地。他选中了附近的普林斯顿大学,而普林斯顿大学也乐意接受冯·诺依曼的“礼物”,并承诺保持机器正常运转。后来,普林斯顿大学十分后悔,因为计算机的运转与维护费用一年高达十万美元。冯·诺依曼去世的不幸消息传来,普林斯顿大学立即关闭了计算机。冯·诺依曼的计算机一时之间成了“食之无味,弃之可惜”的一堆废铁。IBM趁机索要,普林斯顿大学乐得甩掉“包袱”,让IBM用大卡车运走了。拥有当年冯·诺依曼的计算机,IBM在制造电子计算机的厂商中间鹤立鸡群,风头更劲。普林斯顿大学后悔莫及,当年IBM没有拆走的、钉在墙上的6英寸的计算机的开关控制器,成为仅存的珍贵文物。更为可惜的是,当年冯·诺依曼的追随者们,后来都成为计算机科学的先锋,他们各奔东西,没有一个留在普林斯顿,那个让他们受尽歧视的地方。
Math4. 香农(Shannon)发明信息论的时候,引入了对事件不确定性的度量。为了给这个概念取一个合适的名字,想着冯·诺伊曼是个数学家,就去征求他的意见。冯·诺依曼建议把它叫做熵(Entropy),因为这个词已经在热力学中得到了应用,而且更重要的是,没人知道熵到底是什么意思,因此在与别人辩论的时候便会永远处于不败之地。
Math5.据说有一天,冯·诺依曼心神不定地被同事拉上了牌桌。一边打牌,一边还在想他的课题,狼狈不堪地“输掉”了10元钱。这位同事也是数学家,突然心生一计,想要捉弄一下他的朋友,于是用赢得的5元钱,购买了一本冯·诺依曼撰写的《博弈论和经济行为》,并把剩下的5元贴在书的封面,以表明他 “战胜”了“赌博经济理论家”,着实使冯·诺依曼“好没面子”。
Math6.在ENIAC计算机研制时期。 有几个数学家聚在一起切磋数学难题,百思不得某题之解。有个人决定带着台式计算器回家继续演算。次日清晨,他眼圈黑黑,面带倦容走进办公室,颇为得意地对大家炫耀说:“我从昨天晚上一直算到今晨4点半,总算找到那难题的5种特殊解答。它们一个比一个更难咧!”说话间,冯·诺依曼推门进来,“什么题更难?”虽只听到后面半句话,但“更难”二字使他马上来了劲。有人把题目讲给他听,教授顿时把自己该办的事抛在爪哇国,兴致勃勃地提议道:“让我们一起算算这5种特殊的解答吧。”
Math7.一次,冯诺伊曼在晚会上,女主人勇敢地向他提出一个谜题:
Math8.钟开莱给人的印象那是牛逼哄哄的。甫列华氏门墙,一天华老爷子啰里八嗦讲了一大堆东西,钟开莱不服气回家折腾了十页的纲领性文字,第二天上课的时候扔给华罗庚,意思是你拿去看吧。华老爷子很不爽,说你不就是个毛头孩子吗,跟我玩这套,华罗庚也折腾了一晚上,硬是把这10页压缩成3页,回敬给钟开莱。当时是西南联大吧,学习氛围可见一斑。
问题征解1
1.(高等代数)证明:实对称矩阵${A_n} = \left[ {\begin{array}{*{20}{c}}{\frac{1}{1}}&{\frac{1}{2}}&{\frac{1}{3}}& \cdots &{\frac{1}{n}}\\{\frac{1}{2}}&{\frac{1}{2}}&{\frac{1}{3}}& \cdots &{\frac{1}{n}}\\{\frac{1}{3}}&{\frac{1}{3}}&{\frac{1}{3}}& \cdots &{\frac{1}{n}}\\\vdots & \vdots & \vdots &{}& \vdots \\{\frac{1}{n}}&{\frac{1}{n}}&{\frac{1}{n}}& \cdots &{\frac{1}{n}}\end{array}} \right]$的特征值都大于$0$,且小于等于$3+2\sqrt{2}$.
2.(高等概率论)Let the stochastic processes $\{X_k,1\leq k\leq n\}$ and $\{X'_k,1\leq k\leq n\}$ be independent of one another and have the same joint distributions. If $m_k$ is a median of $X_k,1\leq k\leq n$. Prove: for $\lambda>0$,
证.(DH)令$S_{k}^{\ast}=\underset{1\leq j\leq k}{\max}\left| X_j-m_j\right|$且$S_{0}^{\ast}=0$.记\[A_1=\left\{S_{1}^{\ast}\geq\lambda\right\},\quad A_k=\left\{S_{k-1}^{\ast}<\lambda ,\left| X_k-m_k\right|\geq\lambda\right\},\]
则有$A_1\cup\cdots\cup A_n=\left\{\underset{1\leq k\leq n}{\max}\left| X_k-m_k\right|\geq\lambda\right\}$且$A_i\cap A_j=\emptyset,i\neq j$.并记
\[A_k^+=\left\{S_{k-1}^{\ast}<\lambda , X_k-m_k\geq\lambda\right\},\quad A_k=\left\{S_{k-1}^{\ast}<\lambda , X_k-m_k\leq -\lambda\right\},\]则有$A_k^+\cap A_k^-=\emptyset,A_k^+\cup A_k^-=A_k$,且$\forall 1\leq i<j\leq n, A_i^+\cap A_j^+=A_i^-\cap A_j^-=\emptyset$.又因为$A_i\cap A_j=\emptyset$,则$\forall 1\leq i<j\leq n,A_i^+\cap A_j^-=\emptyset$.再令$M_{k}^{+}=\left\{m_k-X'_k\geq 0\right\},M_{k}^{-}=\left\{m_k-X'_k\leq 0\right\}$且\[B_k=\left\{\underset{1\leq j\leq k-1}{\max}\left| X_j-X'_j\right|<\lambda ,\left| X_k-X'_k\right|\geq\lambda\right\},\]
则
\[P\left(\underset{1\leq k\leq n}{\max}\left| X_k-X'_k\right|\geq\lambda\right)=P\left(\bigcap_{k=1}^n{B_k}\right).\]
仿照$A_k^+,A_k^-$,构造$B_k^+,B_k^-$,亦有$B_i^+\cap B_j^-=\emptyset,\forall 1\leq i,j \leq n$成立.因此
\[P\left(\underset{1\leq k\leq n}{\max}\left| X_k-X'_k\right|\geq\lambda\right)=P\left(\bigcap_{k=1}^n{B_k^+}\right)+P\left(\bigcap_{k=1}^n{B_k^-}\right).\]
因为$X_k,X'_k$同分布,所以$m_k=m'_k$且$X_k-m_k+m_k-X'_k=0$,所以$B_k^+\supset A_k^+\cap M_k^+,B_k^-\supset A_k^-\cap M_k^-$.又因为$\left\{X_k\right\}$与$\left\{X'_k\right\}$独立,因此
\begin{align*}P\left(\underset{1\leq k\leq n}{\max}\left| X_k-X'_k\right|\geq\lambda\right)&\geq P\left(\bigcap_{k=1}^n{\left(A_{k}^{+}\cap M_{k}^{+}\right)}\right)+P\left(\bigcap_{k=1}^n{\left(A_{k}^{-}\cap M_{k}^{-}\right)}\right)\\&=\sum_{k=1}^n{P\left(A_{k}^{+}\right)\cdot P\left(M_{k}^{+}\right)}+\sum_{k=1}^n{P\left(A_{k}^{-}\right)\cdot P\left(M_{k}^{-}\right)}\\&=\frac{1}{2}\sum_{k=1}^n{\left[P\left(A_{k}^{+}\right)+P\left(A_{k}^{-}\right)\right]}=\frac{1}{2}P\left(\bigcap_{k=1}^n{\left(A_{k}^{+}\cap A_{k}^{-}\right)}\right)\\&=\frac{1}{2}P\left(\bigcap_{k=1}^n{A_k}\right)=\frac{1}{2}P\left\{\underset{1\leq k\leq n}{\max}\left| X_k-m_k\right|\geq\lambda\right\}.\end{align*}
求一个可逆矩阵$Q$使得$AQ=QB$.
证.(SUCCEME)记$H=A-B,G=P/2$,则我们有$HP=PH,BG-GB=H$,只需取一个可逆矩阵$Q$使得$(B+H)Q=QB$.
事实上,我们可取\[Q = {e^{ - G}} = 1 - G + \frac{{{G^2}}}{{2!}} - \frac{{{G^3}}}{{3!}} + \cdots \]
由$P$幂零可知上面的和为有限和.由$e^G\cdot e^{-G}=I$可知$Q$可逆.又由
\begin{align*}B{G^n} - {G^n}B&= \left( {B{G^n} - GB{G^{n - 1}}} \right) + \left( {GB{G^{n - 1}} - {G^2}B{G^{n - 1}}} \right) + \cdots + \left( {{G^{n - 1}}BG - {G^n}B} \right)\\&= H{G^{n - 1}} + GH{G^{n - 2}} + \cdots + {G^{n - 1}}H = nH{G^{n - 1}},\end{align*}
可知
\[B{G^n} - {G^n}B=nH{G^{n - 1}}.\]
因此
\begin{align*}\left( {B + H} \right)Q - QB &= \left( {B + H} \right)\left( {1 - G + \frac{{{G^2}}}{{2!}} - \frac{{{G^3}}}{{3!}} + \cdots } \right) - \left( {1 - G + \frac{{{G^2}}}{{2!}} - \frac{{{G^3}}}{{3!}} + \cdots } \right)B\\&= \sum\limits_{n \ge 0} {\left[ {\left( {B + H} \right)\frac{{{{\left( { - 1} \right)}^n}{G^n}}}{{n!}} - \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^n}{G^n}}}{{n!}}B} \right]} = \sum\limits_{n \ge 0} {\frac{{{{\left( { - 1} \right)}^n}}}{{n!}}\left( {B{G^n} - {G^n}B + H{G^n}} \right)} \\&= \sum\limits_{n \ge 0} {\frac{{{{\left( { - 1} \right)}^n}}}{{n!}}\left( {nH{G^{n - 1}} + H{G^n}} \right)} = \sum\limits_{n \ge 0} {{{\left( { - 1} \right)}^n}\left( {\frac{{H{G^{n - 1}}}}{{\left( {n - 1} \right)!}} + \frac{{H{G^n}}}{{n!}}} \right)} = 0.\end{align*}
这里约定$n=-1$时, $HP^n/n!=0$.所以此时$\left( {B + H} \right)Q = QB$成立.
2017考研题解
假设$\displaystyle x_0=1,x_n=x_{n-1}+\cos x_{n-1}(n=1,2,\cdots )$,证明:当$x\rightarrow \infty $时, $\displaystyle x_n-\frac{\pi }{2}=o\left(\frac{1}{n^n}\right)$.
证.先证$1\leq x_n<\frac\pi /2$,得到$x_n-x_{n-1}>0$,由单调有界定理可知$x_n$极限存在且$\lim_{n\to\infty}=\frac\pi2$.下面用归纳法证明$\lim_{n\rightarrow\infty}n^n\left(x_n-\frac{\pi}{2}\right)=0$.假设
TangSong:令$y_n=\frac\pi2-x_n$,得到$y_n=y_{n-1}-\sin y_{n-1}$.可以证明$$\lim_{n\rightarrow\infty}\frac{y_{n+1}}{y_{n}^{3}}=\frac{1}{6}.$$因此当$n>N$时,我们有$$\frac{y_{n+1}}{y_{n}^{3}}<\frac{1}{2}.$$因此$$0<y_n<\frac{1}{2}y_{n-1}^{3}<\left(\frac{1}{2}\right)^{1+3}y_{n-2}^{3^2}<\cdots <\left(\frac{1}{2}\right)^{1+3+\cdots +3^{n-N-2}}y_{N+1}^{3^{n-N-1}},$$
即$$0<y_n<\left(\frac{1}{2}\right)^{\left(3^{n-N-1}-1\right)/2}y_{N+1}^{3^{n-N-1}}.$$
设$$\left({\begin{array}{*{20}{c}}{{x_{3n}}}\\{{x_{3n + 1}}}\\{{x_{3n + 2}}}\end{array}}\right)=\left({\begin{array}{*{20}{c}}3&{ - 2}&1\\4&{ - 1}&0\\4&{ - 3}&2\end{array}} \right)\left( {\begin{array}{*{20}{c}}{{x_{3n - 3}}}\\{{x_{3n - 2}}}\\{{x_{3n - 1}}}\end{array}} \right).$$给定初值$a_0=5,a_1=7,a_2=8$,求$x_n$的通项.
解.我们先求矩阵的Jordan标准型,得到$$M = \left( {\begin{array}{*{20}{c}}3&{ - 2}&1\\4&{ - 1}&0\\4&{ - 3}&2\end{array}} \right) = SJ{S^{ - 1}} = \left( {\begin{array}{*{20}{c}}1&{1/2}&3\\2&0&4\\2&0&5\end{array}} \right)\left( {\begin{array}{*{20}{c}}1&1&0\\0&1&0\\0&0&2\end{array}} \right)\left( {\begin{array}{*{20}{c}}0&{5/2}&{ - 2}\\2&1&{ - 2}\\0&{ - 1}&1\end{array}} \right).$$因此
空间中四点$O,A,B,C$使得\[\angle AOB=\frac{\pi}{2},\angle BOC=\frac{\pi}{3},\angle COA=\frac{\pi}{4}\]
设$AOB$决定的平面为$\pi_1$,$BOC$决定的平面为$\pi_2$,求$\pi_1,\pi_2$二面角.求出二面角的余弦值即可.
解.
证明存在矩阵$A$使得, $Aa_1=b_1,Aa_2=b_2$,其中$a_1\neq a_2,b_1\neq b_2$且$|A|=1$.
误差函数Erf专题
误差函数(entire function)
1.int e^(-x^2-2y^2), y=0..x, x=0..\infty用WolframAlpha计算二重积分.
\[\int_0^\infty {\int_0^x {{e^{ - {x^2} - 2{y^2}}}} } dydx = \frac{{\arctan \left( {\sqrt 2 } \right)}}{{2\sqrt 2 }}.\]
求\[I\left( b \right) = \int_0^\infty {\int_0^x {{e^{ - {a^2}{x^2} - {b^2}{y^2}}}} } dydx,\qquad a,b\geq 0.\]
解.事实上,我们有
\begin{align*}I\left( b \right) &= \int_0^\infty {\int_0^x {{e^{ - {a^2}{x^2} - {b^2}{y^2}}}} } dydx = \int_0^\infty {{e^{ - {a^2}{x^2}}}dx\int_0^x {{e^{ - {b^2}{y^2}}}} } dy\\&= \frac{1}{b}\int_0^\infty {{e^{ - {a^2}{x^2}}}dx\int_0^{bx} {{e^{ - {y^2}}}} } dy = \frac{{\sqrt \pi }}{{2b}}\int_0^\infty {{e^{ - {a^2}{x^2}}} \mathrm{erf}\left( {bx} \right)dx}. \end{align*}
法医秦明,完美案件
关于$\pi$的级数
解常微分方程
求解ODE$$\frac{{{d^2}r}}{{d{t^2}}} + 2h\frac{{dr}}{{dt}} + w_0^2r = - \frac{e}{m}E.$$