除法而言,整數除以整數不見得還是整數,例如 3 / 2 就不是整數。因此,當我們討論除法的代數空間 時,就必須考慮將代數空間擴展到有理數的範圍,甚至是實數的範圍了。 對於集合而言,由於「集合與集合之間」的「聯集、交集、差集」結果仍然是集合,所以我們說「所 有的集合形成一個聯集、交集、差集的代數空間」。 對於代數空間中的運算,也就是代數運算(Algebraic Operation)而言,數學家們在意的是其代數特性,常 見的代數特性有「結合性、交換性」等,而代數空間中很重要的「單位元素」與「反元素」也是數學 家所在意的特性,以下我們就來看看集合的代數特性。 2 S 中任兩元素 a,b 經運算 X 後的結果可用 c = a X b 表示,如果這些運算結果 c 也都在 S 當中,則我們稱 S 為一個代數空 間。 17
與某個運算 X (例如加法) 而言,如果兩個元素的運算結果 c = a X b 也在集合當中,那麼 S 就可以形成一個代數空間。這種讓 a X b 全數落入集合 S 當中的特性, 稱為封閉性。如果對集合 S 運算 X 而言具有封閉性,那麼 S 才能說是一個代數空間。 0.2.2. 群 (Group) 當運算 X 在集合 S 中具有「封閉性 (Closure)、結合性 (Associativity)、單位元素 (Identity element)、 反元素 (Inverse element)」等四項特性時,我們稱 (S, X) 形成一個群 (Group)。 如果運算 X 還具有交換性,那我們稱 (S,X) 形成一個交換群。 0.2.3. 場 (Field) 在同一個代數空間 S 當中,(S, O) 形成一個群,而且 (S, X) 也形成一個群,而且運算 O 與 X 之間具 有分配性的時候,我們說 (S, O, X) 形成一個場 (field, 或稱為「場」)。 19
b) O c = a O (b O c) (a X b) X c = a X (b X c) 單位元素 a O o = o O a = a i X a = a X i = a 反元素 分配性 a X (b O c) = (a X b) O (a X c) 不知道您是否已經注意到了,以上關於「場」的定義好像認識卻又很陌生,感學有點難懂,因為實在 太抽象了。 但是這種抽象性正是數學家所想要的,因為他們不希望一個數學只能綁在某個特定的實體上,因而將 那些法則抽出來形成代數結構。事實上這種 (S, O, X) 這種「場」代數結構有一個很常見的實例,那就 20
+) 是一個群 (R, *)是一個群 封閉性 結合性 (a + b) + c = a + (b + c) (a * b) * c = a * (b * c) 單位元素 a + 0 = 0 + a = a 1 * a = a * 1 = a 反元素 分配性 a * (b + c) = (a * b) + (a * c) 在較為抽象的層次上探討各種運算的特性,然後歸納出哪些特性 (公理) 可以推導出哪些定理,正是代 數學的基本研究方向,而純粹研究這種代數特性的數學就稱為「抽象代數」。 21
k*sin(x) 表示,您可看到 sin 的波的波長沒有變化,但是振幅卻變化了。震盪的幅度與 k 的大小有關,k 越大震盪幅度就越大, k 越小震盪幅度就越小。 上方右圖中顯示的是調頻的情況,可用 sin(k x) 表示,您可以看到當 k 越大時震盪頻率越大,震盪速 度就會越快,也就是震盪週期 (頻率的倒數) 變得越小了。 53
動得最慢的物體不會被動得最快的物體追上。由於追趕者首先應該達到被追者出發之 點,此時被追者已經往前走了一段距離。因此被追者總是在追趕者前面。 來源:—亞里士多德, 物理學 VI:9, 239b15 Zeno's paradoxes:Achilles and the tortoise – In a race, the quickest runner can never overtake the slowest, since the pursuer must first reach the point whence the pursued started, so that the slower must always hold a lead. 14 芝諾問他的學生 「一支射出的箭是動的還是不動的?」 「那還用說,當然是動的。」 「確實是這樣,在每個人的眼裡它都是動的。可是,這支箭在每一個瞬間裡都有它的位置嗎?」 「有的,老師。」 「在這一瞬間裡,它佔據的空間和它的體積一樣嗎?」 「有確定的位置,又佔據著和自身體積一樣大小的空間。」 「那麼,在這一瞬間裡,這支箭是動的,還是不動的?」 「不動的,老師」 「這一瞬間是不動的,那麼其他瞬間呢?」 「也是不動的,老師」 「所以,射出去的箭是不動的?」 69
必須滿足下列條件。 定理: 設函數 f 在 x 可微分 ,則 f 在 x 點上連續。 說明: 在 y = f (x) 之圖形上,其中的點 (a, f (a)) 之切線為 (1 )非垂直:過 ( a, f (a)) 且斜率為 f'(a) 之直線,若 f'(a) 存在; (2 )垂直:直線 x = a,且導數為無限大。 以下是維基百科中對於函數可導條件的描述。 83
在 [a,b] 區間連續且可微,而且 f(a)=f(b)=0,那麼必然存在一個 c 介於 a, b 之間,使得 ,如下圖所示。 證明: 1. 假如 f(x) = 0 ,那羅爾定理成立。 2. 假如 f(x) 不是零函數,那在 [a,b] 區間必然有非零的極大或極小值存在,令 x = c 為此極值之 x 值。既然 x 是可微的,那麼 f'(c) 必然為 0。(否則就不是極值了) 106
e 的幾種不同表示法,並說明其這些表示法之間的關係,以使讀者了解尤拉數 e 的數學價值。 4.3.1. 尤拉數 e 的性質 尤拉數 e 是一個很難掌握的數字,但卻應用很廣,其表現出來的形式大致有以下幾種: 尤拉數 公式 說明 定義 尤拉數是一種逼近值 特性 1/x 從 1 到 e 的積分為 1 180
部份,當 n 越大時,變化越快且頻率越高,因此、 n 大的部分代表了影像快速的細微變化,這些細微 變化常是人眼的視覺所自動忽略的,因此、可以將高頻的部分省掉,留下低頻的部份,影像看起來仍 然會非常接近原 來的影像,這就是電腦進行影像壓縮所用的方法。 傅立葉轉換是將時域中的一個函數 f(t) 轉換到頻域中的一個函數 上,方法如同前述的想法, 利用 做為中介以進行分散與加總的動作,以完成時域與頻域之間函數的轉換動作。 在圖形上,傅立葉正轉換是一個在 t 軸上積分的方式,而逆轉換則沿著 軸上的積分方式,是多變 數或向量積分的一個案例。(但是 軸是複數,又可以分解成 cos 與 sin 兩個分量) 204
X)是一個群 封閉性 結合性 (a O b) O c = a O (b O c) (a X b) X c = a X (b X c) 單位元素 a O o = o O a = a i X a = a X i = a 反元素 分配性 a X (b O c) = (a X b) O (a X c) 向量場之所以稱為場,正是因為「向量的加法」形成一個群的結構,而純量的乘法本身也是個群結構, 309
環量和通量一樣,是描述向量場的重要參數,但環量描述的是旋轉的力量總和,而通量描述的是吸 引與排斥的力量總和。 3. 某個區域中的環量不等於零,說明這個區域中的向量場表現出環繞某一點或某一區域旋轉的特性。 為了描述一個向量場 F 在一點附近的環量,將閉合曲線 C 收小,使它包圍面的面積 U 趨於零時,可以 得到一個環量強度 (或稱環量密度) ,這個點環量強度就稱為向量場 F 在該點的旋度。 341
sin=Math.sin; var cos=Math.cos; var tan=Math.tan; var cot=Math.cot; var sec=Math.sec; var csc=Math.csc; var ceil=Math.ceil; var exp=Math.exp; var floor=Math.floor; var log=Math.log; var max=Math.max; var min=Math.min; var pow=Math.pow; var p=Math.pow; var random=Math.random; var round=Math.round; var abs=Math.abs; var sqrt=Math.sqrt; function cut(f, a, dx) { var fa = f(a); var fb = f(a+dx); 372