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文檔簡介

1、佟麗寧上海大學(xué)數(shù)學(xué)系The Maxwells equations積分形式,0,.f sSSB SSD Sf sSD dAQB dAE dltH dlIt 微分形式,0,.ffDBBEtDHJt 詹姆斯克拉克麥克斯韋,英國物理學(xué)家,數(shù)學(xué) 家。科學(xué)史上,稱牛頓把天上和地上的運動規(guī)律統(tǒng)一起來,是實現(xiàn)第一次大綜合,麥克斯韋把電、光統(tǒng)一起來,是實現(xiàn)第二次大綜合,因此應(yīng)與牛頓齊名。1873年出版的論電和磁,也被尊為繼牛頓原理之后的一部最重要的物理學(xué)經(jīng)典。沒有電磁學(xué)就沒有現(xiàn)代電工學(xué),也就不可能有現(xiàn)代文明。麥克斯韋方程組在電磁學(xué)中的地位,如同牛頓運動定理在力學(xué)中的地位一樣。以麥克斯韋方程組為核心的電磁理論,是

2、經(jīng)典物理學(xué)最引以自豪的成就之一。它所揭示出的電磁相互作用的完美統(tǒng)一,為物理學(xué)家樹立了這樣一種信念:物質(zhì)的各種相互作用在更高層次上應(yīng)該是統(tǒng)一的。另外,這個理論被廣泛地應(yīng)用到技術(shù)領(lǐng)域。方程組的微分形式,通常稱為麥克斯韋方程。 在麥克斯韋方程組中,電場和磁場已經(jīng)成為一個不可分割的整體。該方程組系統(tǒng)而完整地概括了電磁場的基本規(guī)律,并預(yù)言了電磁波的存在。10iee萊昂哈德歐拉(Leonhard Euler , 1707年4月5日1783年9月18日) 是瑞士數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家。他被 一些數(shù)學(xué)史學(xué)者稱為歷史上最偉 大的兩位數(shù)學(xué)家之一(另一位是 卡爾弗里德里克高斯)。歐拉是 第一個使用“函數(shù)”一詞來描述 包含

3、各種參數(shù)的表達式的人,例 如:y = F(x) (函數(shù)的定義由萊布尼 茲在1694年給出)。他是把微積分 應(yīng)用于物理學(xué)的先驅(qū)者之一?!皻W拉進行計算看起來毫不費勁兒,就像人進行呼吸,像鷹在風中盤旋一樣”(阿戈語),這句話對歐拉那無與倫比的數(shù)學(xué)才能來說并不夸張,他是歷史上最多產(chǎn)的數(shù)學(xué)家。與他同時代的人們稱他為“分析的化身”。歐拉撰寫長篇學(xué)術(shù)論文就像一個文思敏捷的作家給親密的友寫一封信那樣容易。甚至在他生命最后7年間的完全失明也未能阻止他的無比多產(chǎn),如果說視力的喪失有什么影響的話,那倒是提高了他在內(nèi)心世界進行思維的想像力。歐拉是“分析的化身”他常常直接為解決力學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)、航海學(xué)、地理學(xué)、大地

4、測量學(xué)、流體力學(xué)、彈道學(xué)、保險業(yè)和人口統(tǒng)計學(xué)等問題提供數(shù)學(xué)方法。歐拉到底為了多少著作,直至1936年人們也沒有確切的了解。但據(jù)估計,要出版已經(jīng)搜集到的歐拉著作,將需用大4開本60至80卷。1909年瑞士自然科學(xué)聯(lián)合會曾著手搜集、出版歐拉散軼的學(xué)術(shù)論文。這項工作是在全世界許多個人和數(shù)學(xué)團體的資助之下進行的。這也恰恰顯示出,歐拉屬于整個文明世界,而不僅僅屈于瑞士。為這項工作仔細編制的預(yù)算(1909年的錢幣約合80000美元)卻又由于在圣彼得堡(列寧格勒)意外地發(fā)現(xiàn)大量歐拉手稿而被完全打破了。夏新橋的關(guān)于歐拉恒等式中五個元素的愛情詩春怨 心中既有 i, 何故不表白?夢里合如1,醒時戈傷懷。春去春又來

5、,e人空等待, 忍看花調(diào)0,不是浪漫PI( )。=180 1 =180,萊昂哈德歐拉(Leonhard Euler ,1707年4月5日1783年9月18日)阿基米德(公元前287年公元前212年)古希臘哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家劉徽(約公元225年295年)祖沖之( 公元429年公元500年) 11 (10.2)1.221 (1 0.2/2)1.21 41 (1 0.2/ 4)1.21550625。 1lim(1)nnn1lim(1)nnn=e戈特弗里德威廉萊布尼茨(1646年1716年),德國哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家克里斯蒂安惠更斯(1629年04月14日1695年07月08日)荷蘭物理學(xué)家、天文學(xué)家

6、、數(shù)學(xué)家e1111 1.2!3!4!e 0.21.2214027581e笛卡爾勒奈笛卡爾(1596年3月31日-1650年2月11日)笛卡爾的第13封情書(心形線:r=a(1-sin) )笛卡爾(1596-1650)克里斯蒂娜(1626-1689)笛卡爾,笛卡爾是偉大的哲學(xué)家、物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、生理學(xué)家。第一個創(chuàng)造發(fā)明坐標的人??死锼沟倌龋鸬渑?。6歲登基。聰明智慧,14歲已通曉拉丁文、希臘文、德文法文以及意大利文和西班牙文。笛卡爾的第13封情書笛卡爾(1596-1650)心形線: r=a(1-sin) 故事鏈接http:/ |225xyx y愛的方程式-分手不等式22150171716 |

7、225|5sin(5 ) |xyx yxy在matlab中輸入x, y,z=meshgrid(linspace(1.3,1.3); val=(x.2 + (9/4)*y.2 + z.2 - 1).3 - x.2.*z.3 - (1/9)*y.2.*z.3; isosurface(x,y,z,val,0) axis equal view(-10,24)cossinixexix, 2341111.2!3!4!xexxxx 4621.2!4!6!xxxcosx 357sin.3!5!7!xxxxx10ie數(shù)論中的“1+1”(哥德巴赫猜想)哥德巴赫猜想(Goldbach Conjecture)大致可以

8、分為兩個猜想(前者稱“強”或“二重哥德巴赫猜想,后者稱”弱“或”三重哥德巴赫猜想):1. 每個不小于6的偶數(shù)都可以表示為兩個奇素數(shù)之和;2. 每個不小于9的奇數(shù)都可以表示為三個奇素數(shù)之和??紤]把偶數(shù)表示為兩數(shù)之和,而每一個數(shù)又是若干素數(shù)之積。如果把命題每一個大偶數(shù)可以表示成為一個素因子個數(shù)不超過a個的數(shù)與另一個素因子不超過b個的數(shù)之和記作a+b。1966年,陳景潤證明了1+2,即任何一個大偶數(shù)都可表示成一個素數(shù)與另一個素因子不超過2個的數(shù)之和。離猜想成立即1+1僅一步之遙。哥德巴赫(Goldbach C.,1690.3.181764.11.20)是德國數(shù)學(xué)家;出生于格奧尼格斯別爾格(現(xiàn)名加里寧

9、城)。曾在英國牛津大學(xué)學(xué)習(xí);原學(xué)法學(xué),由于在歐洲各國訪問期間結(jié)識了貝努利家族,所以對數(shù)學(xué)研究產(chǎn)生了興趣;曾擔任中學(xué)教師。1725年到俄國,同年被選為彼得堡科學(xué)院院士;1725年1740年擔任彼得堡科學(xué)院會議秘書;1742年移居莫斯科,并在俄國外交部任職。曾提出著名的哥德巴赫猜想。哥德巴赫于1742年6月7日在給大數(shù)學(xué)家歐拉的信中這樣寫道 “我的問題是這樣的:隨便取某一個奇數(shù),比如77,可以把它寫成三個素數(shù)(就是質(zhì)數(shù))之和:77=53+17+7;再任取一個奇數(shù),比如461,461=449+7+5,也是三個素數(shù)之和,461還可以寫成257+199+5,仍然是三個素數(shù)之和。這樣,我發(fā)現(xiàn):任何大于5的

10、奇數(shù)都是三個素數(shù)之和。但這怎樣證明呢?雖然做過的每一次試驗都得到了上述結(jié)果,但是不可能把所有的奇數(shù)都拿來檢驗,需要的是一般的證明,而不是個別的檢驗。 歐拉回信說:“這個命題看來是正確的”。但是他也給不出嚴格的證明。 直接證明哥德巴赫猜想不行,人們采取了“迂回戰(zhàn)術(shù)”,就是先考慮把偶數(shù)表為兩數(shù)之和,而每一個數(shù)又是若干素數(shù)之積。如果把命題“每一個大偶數(shù)可以表示成為一個素因子個數(shù)不超過a個的數(shù)與另一個素因子不超過b個的數(shù)之和”記作“a+b”,那么哥氏猜想就是要證明“1+1”成立。從20世紀20年代起,外國和中國的一些數(shù)學(xué)家先后證明了“9+9”“2+3”“1+5”“1+4”等命題。1920年,挪威的布朗

11、證明了“9 + 9”。 1924年,德國的拉特馬赫證明了“7 + 7”。 1932年,英國的埃斯特曼證明了“6 + 6”。 1937年,意大利的雷西先后證明了“5 + 7”, “4 + 9”, “3 + 15”和“2 + 366”。 1938年,蘇聯(lián)的布赫夕太勃證明了“5 + 5”。 1940年,蘇聯(lián)的布赫夕太勃證明了“4 + 4”。 1948年,匈牙利的瑞尼證明了“1+ c”,其中c是一很大的自然數(shù)。 1956年,中國的王元證明了“3 + 4”。 1957年,中國的王元先后證明了 “3 + 3”和“2 + 3”。 1962年,中國的潘承洞和蘇聯(lián)的巴爾巴恩證明了“1 + 5”, 中國的王元證明

12、了“1 + 4”。 1965年,蘇聯(lián)的布赫 夕太勃和小維諾格拉多夫,及意大利的朋比利證明了“1 + 3 ”。 頂峰1966年,中國的陳景潤證明了 “1 + 2 ”。陳景潤(1933年5月22日1996年3月19日),漢族,福建福州人。中國著名數(shù)學(xué)家,廈門大學(xué)數(shù)學(xué)系畢業(yè)。1966年發(fā)表表達偶數(shù)為一個素數(shù)及一個不超過兩個素數(shù)的乘積之和(簡稱“1+2”),成為哥德巴赫猜想研究上的里程碑。而他所發(fā)表的成果也被稱之為陳氏定理。1999年,中國發(fā)表紀念陳景潤的郵票。紫金山天文臺將一顆行星命名為“陳景潤星”,以此紀念。另有相關(guān)影視作品以陳景潤為名。2( ):( ).ixff x edx 讓讓巴普蒂斯巴普蒂斯

13、約瑟夫約瑟夫傅立葉傅立葉(法文:Jean Baptiste Joseph Fourier,1768年3月21日1830年5月16日),法國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家。1794到巴 黎,成為高等師范學(xué)校的首批學(xué)員,次年到巴黎綜合 工科學(xué)校執(zhí)教。1798年隨拿破侖 遠征埃及 時任軍中文書和埃及 研究 院秘書,1801年回國后任 伊澤爾省地方長官。1817年當 選為科學(xué)院院士,1822年任該院 終身秘書,后又任法蘭西學(xué)院終 身秘書和理工科大學(xué)校務(wù)委員會主席。傅里葉變換能將滿足一定條件的某個函數(shù)表示成三角函數(shù)(正弦和/或余弦函數(shù))或者它們的積分的線性組合。在不同的研究領(lǐng)域,傅里葉變換具有多種不同的變體形式,如連

14、續(xù)傅里葉變換和離散傅里葉變換。最初傅里葉分析是作為熱過程的解析分析的工具被提出的。傅立葉變換:傅立葉變換:f(t)滿足傅立葉積分定理條件時,下面的積分運算稱為f(t)的傅立葉變換傅立葉變換,傅立葉逆變換:下面的積分運算叫做F()的傅立葉傅立葉逆變換逆變換。F()叫做f(t)的象函數(shù)象函數(shù),f(t)叫做 F()的象象原函數(shù)原函數(shù)。 ( ) ( )( )iwtF wF f tf t edt11( ) ( )( )2iwtf tFF wF w e dw傅里葉變換在物理學(xué)、電子類學(xué)科、數(shù)論、組合數(shù)學(xué)、信號處理、概率論、統(tǒng)計學(xué)、密碼學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、海洋學(xué)、結(jié)構(gòu)動力學(xué)等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用(例如在信號處理

15、中,傅里葉變換的典型用途是將信號分解成幅值分量和頻率分量)。相關(guān)視頻推薦 http:/ 質(zhì)能方程(Mass-energy Equivalence)20Emc在任何一個直角三角形中,兩條直角邊長的平方和一定等于斜邊長的平方。這個定理在中國又稱為“商高定理”,在外國稱為“畢達哥拉斯定理”或者“百牛定理“(畢達哥拉斯發(fā)現(xiàn)了這個定理后,即斬了百頭牛作慶祝,因此又稱“百牛定理”),法國、比利時人又稱這個定理為“驢橋定理”。他們發(fā)現(xiàn)勾股定理的時間都比我國晚,我國是最早發(fā)現(xiàn)這一幾何寶藏的國家。這個定理有許多證明的方法,其證明的方法可能是數(shù)學(xué)眾多定理中最多的。路明思(Elisha Scott Loomis)的

16、 Pythagorean Proposition畢達哥拉斯命題一書中總共提到367種證明方式。 一、勾股定理的由來一、勾股定理的由來周髀算經(jīng):關(guān)于周朝立竿測影的算術(shù)(公元前100多年)周公(公元前1100年,周文王四子、武王之弟)問商高: 請問昔者包犧(伏羲)立周天歷度:夫天可不階而升,地不請問昔者包犧(伏羲)立周天歷度:夫天可不階而升,地不可得尺寸而度,請問數(shù)安從出?可得尺寸而度,請問數(shù)安從出?商高曰:句廣三,股修四,徑隅五。句廣三,股修四,徑隅五。勾三、股四、弦五:3 32 2 + 4 + 42 2 = 5 = 52 2。直角三角形邊長關(guān)系: 是為了得到直角, 而不是為了研究直角三角形的性質(zhì)。勾股定理對數(shù)學(xué)發(fā)展的影響。 1. 高維空間向低維空間的投影:大數(shù)據(jù)

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