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vault backup: 2024-12-26 17:53:43
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Affected files:
.obsidian/workspace.json
_posts/pool/2024-12-26-小case.md
_posts/pool/2024-12-26-微积分.md
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cmgzn committed Dec 26, 2024
1 parent 1b904cd commit bd375b1
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Showing 3 changed files with 147 additions and 11 deletions.
21 changes: 10 additions & 11 deletions .obsidian/workspace.json
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"_posts/engineering/2024-10-24-ssh-keygen自定义密钥名称.md",
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---
title:
author: X
date: 2024-12-26 13:59:58 +0800
categories:
- coding
tags:
---

- `os.sep` 是操作系统的路径分隔符,在 Windows 上是反斜杠 (`\`),在 Unix/Linux/MacOS 系统上是正斜杠 (`/`)。

所以可以用`.split(os.sep)`的方式来分割路径,这种方式会比较通用。
125 changes: 125 additions & 0 deletions _posts/pool/2024-12-26-微积分.md
Original file line number Diff line number Diff line change
@@ -0,0 +1,125 @@
---
title: 微积分
author: X
date: 2024-12-26 14:24:02 +0800
categories:
- math
tags:
- 自然哲学的数学原理
---
参考视频:
[三分钟弄懂微积分](https://www.bilibili.com/video/BV1mb411r7bd/?vd_source=84405b9467efb94cfe7797c37e3fba56)
参考笔记:
[机器学习笔记 -- 数学×微积分入门](https://sunocean.life/blog/blog/2020/09/02/deep-learning-math-calculus)

- 微分
- 主要研究两个无穷小量的比值
- 积分
- 主要研究无限多的无穷小量之和

## 微积分符号定义
符号定义: $d+var$ 表示某个变量的极小的一点变化。

$d$ 和 $∫$ 是可以互相抵消的,因为求导和求积分互为逆运算,这就好比平方和平方根可以抵消一样。

积分符号“$∫$” 和 $Σ$ 有相同的意义。

例如 $\int_{1}^{2} f(x) \, dx$, 意为 $f(x)$ 与 $dx$ 相乘,这将在坐标系中得到一个极小量(可以看作 $f(x)$ 与 $x$ 轴间的一根细条),将1~2间无数个极小量求和,即为1~2下 $f(x)$ 与 $x$ 轴围成的面积。

## 与导数的关系

### 导数定义
对任意函数 $f(x)$ ,它的导数 $f'(x)$ 为 $\displaystyle \frac{df(x)}{dx}\,=\,\frac{f(x+dx)-f(x)}{dx}$
更精确的表示为,当 $dx$ 无限逼近 $0$ 时, $f'(x)$ 才是真正的导数,也就是说:
$$
\frac{df(x)}{dx}\,=\,\lim_{h \to 0} \frac{f(x+h)-f(x)}{h}
$$
在数学上,导数的含义是:经过图像上某一点的切线。

### 关系桥梁推导
微积分基本定理是微积分学中最核心的定理之一,它建立了微分和积分之间的联系。

#### 微积分基本定理的第一部分

**定理陈述**:设 $f$ 是区间 $[a, b]$ 上的连续函数,定义函数 $F$ 为
$$
F(x) = \int_a^x f(t) \, dt
$$
则 $F$ 在 $[a, b]$ 上可导,并且
$$ F'(x) = f(x) $$
即:第一部分定理指明了 $\int_a^x f(t) \, dt$ 为 $f(x)$ 的原函数。

**详细证明**

1. **定义差商**
$$
\frac{F(x + h) - F(x)}{h} = \frac{1}{h} \left( \int_a^{x+h} f(t) \, dt - \int_a^x f(t) \, dt \right)
$$
2. **利用积分的性质**
$$
\int_a^{x+h} f(t) \, dt = \int_a^x f(t) \, dt + \int_x^{x+h} f(t) \, dt
$$
这里其实也可以直接看作是$\displaystyle \int_a^{x+h} - \int_a^x = \int_x^{x+h}$
因此,
$$
\frac{F(x + h) - F(x)}{h} = \frac{1}{h} \int_x^{x+h} f(t) \, dt
$$
3. **均值定理**
由于 $f$ 在 $[x, x+h]$ 上连续,根据积分的均值定理,存在 $c \in [x, x+h]$ 使得
$$\int_x^{x+h} f(t) \, dt = f(c) \cdot h$$
因此,
$$\frac{F(x + h) - F(x)}{h} = f(c)$$
4. **取极限**
当 $h \to 0$ 时, $c \to x$ ,因为 $c$ 在 $[x, x+h]$ 内。由于 $f$ 在 $x$ 处连续,
$$\lim_{h \to 0} f(c) = f(x)$$
这段就是说,$h \to 0$ 时,相当于这段积分就在 $x$ 点上,那不就是 $c \to x$ 了吗?
因此,
$$F'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{F(x + h) - F(x)}{h} = f(x)$$

#### 微积分基本定理的第二部分

**定理陈述**:设 $f$ 是区间 $[a, b]$ 上的连续函数,且 $F$ 是 $f$ 的一个原函数(即 $F'(x) = f(x)$ ),则
$$\int_a^b f(x) \, dx = F(b) - F(a)$$

**详细证明**

1. **定义辅助函数**
设 $G(x) = \int_a^x f(t) \, dt$。根据第一部分,我们知道 $G'(x) = f(x)$。

2. **原函数的性质**
由于 $F$ 也是 $f$ 的一个原函数,即 $F'(x) = f(x)$,因此 $F(x)$ 和 $G(x)$只相差一个常数 $C$ :
$$
F(x) = G(x) + C
$$

3. **确定常数 $C$**
由于 $G(a) = \int_a^a f(t) \, dt = 0$,我们有
$$
F(a) = G(a) + C = 0 + C = C
$$
因此,
$$
C = F(a)
$$
所以,
$$
F(x) = G(x) + F(a)
$$

4. **计算定积分**
当 $x = b$ 时,
$$
F(b) = G(b) + F(a)
$$
因此,
$$
G(b) = F(b) - F(a)
$$
$$
\int_a^b f(x) \, dx = F(b) - F(a)
$$

#### 总结

微积分基本定理的第一部分表明,积分函数的导数就是被积函数。第二部分表明,定积分可以通过原函数的差值来计算。

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