作者Qmmmmnn (Qmmmmmmmmm)
看板study
标题Re: [讨论] 关於微积分的公式
时间Thu Oct 21 23:23:40 2010
※ 引述《likii (Likii)》之铭言:
: 各位好,第一次在这版发文~^^
: 是这样的,最近在准备插大考试,有微积分这个科目
: 最头痛的就是公式很难背
: 我指的公式是一些基本的微分积分公式
: 如
: 1 -1
: ∫-------- dx = tan x +C
: 1+x^2 这种
: 不知道为什麽总是记不住(因为都长得很像吧=_=)
: 当初在学微分的时候也会推导,可是就是记不住
: 总而言之就是有理解,可是临时又写不出来
: 总不能在写考卷的时候
: 又马上在旁边画图还是什麽的重新推导吧
: (以前算三角函数都用画图记,都觉得有点慢了,更何况是重新推公式...)
: 时间会不够的……Orz
: 请问各位有没有什麽方法可以记忆这些公式呢ˊˋ
: 感谢不尽~~
为什麽要记?
y = arctanx
tany = x
2
sec y * y' = 1
y' = 1/(secy)^2 = 1/[1 + (tany)^2] = 1/(1+x^2)
-1
∴∫y'dx = ∫dx/(1+x^2) = y = tan x
-1
无聊时可以自己试试看∫tan x dx = ?
技巧有部分一样,又有点不一样,反正这没有相当难就是了^^"
同理可得对arcsinx、arccosx、...的积分答案
我觉得比较需要点技巧的只有∫secxdx而已,这跟找积分因子是差不多感觉。
---
如果你学过复变,那麽你也可以用另一种思考来想这题
不过复变的想法..在这里不能解决不定积分,必须是暇积分才行,
---
如果积分范围从0到∞,那麽从复变的角度就是有个复数z
他从(0,0)沿着实数轴积分到+∞,接着再绕个R=∞的半圆回来到-∞
此时再绕回(0,0)
重点有两个
1.此积分路径包含到你的问题
2.此积分路径算的出答案
这是为什麽有这路径的原因,能算出答案的路径其实并没有相当多种。
参考:
http://0rz.tw/ALASO
此时f(z) = 1/(1+z^2),找它在刚刚积分路径所围的区域里的residue
所以在积分范围内的奇点就是+i,留数值就是1/2i
------
-1
1/(1+z^2) = 1/(z+i)(z-i) = [1/(z+i)] * (z-i)
b1 = 1/(z+i) = 此f(z)以z=i为展开中心做Laurent series展开的-1次幂项系数
b1(z=i代入) = f(z)在z=i的留数值
------
n
∮f(z)dz = 2πi*Σ Res(zk) = 2πi * (1/2i) = π
k=z
而在R=∞的半圆弧上,θ从0到π,这个积分可以被证明得知为零。
证明方法不会太难,你把要积分的东西用极座标表示,接着挂上lim(R->∞)
就可以发现是零了。
那因为它是偶函数,所以-∞ -> 0 -> +∞ = 2 * 0 -> +∞
+∞ +∞
所以 ∮f(z)dz = π = ∫dx/(1+x^2) = 2*∫dx/(1+x^2)
-∞ 0
+∞
所以 ∫dx/(1+x^2) = π/2
0
-----------------------------------
复变有本书还不错,书名好像就是complex variable,作者是churchill
这本浅显易懂,我之前暑假花2个礼拜就读完7章了,没做後面练习题,但是
前面的example我都有做,也是每一个字慢慢看,还不错。
-----------------------------------
观念通,什麽都通
观念不通....很多都不通了
有空时就自己推导这些东西,多想那个"逻辑"
搭公车可以想、走路可以想、上厕所也可以想..想通之後就会发现微积分很神奇
如果有学过复变,那更会发现这真是有够美的
这些东西不是说一定要每天花1hr坐在书桌前才能弄懂
只要你肯利用只有脑袋能思考、却没事情做的时间,那就够了~
--
※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 140.112.249.233
※ 编辑: Qmmmmnn 来自: 140.112.249.233 (10/21 23:54)
※ 编辑: Qmmmmnn 来自: 140.112.249.233 (10/21 23:56)
1F:推 digimaster:Visual Complex Analysis这本书很有意思可以找来看看^^ 10/21 23:55
2F:推 SimpleThing:推 原po不是化工的吗? 10/22 00:10
嗯?复变是我自己读的呀@@"
To: digimaster
谢谢你的建议,我之後一定会找时间来读读那本的A_A
※ 编辑: Qmmmmnn 来自: 140.112.249.233 (10/22 01:21)
3F:推 HeyIC:推这篇..是说我每次翻开复变都不知道它到底要说甚麽XD 10/22 11:56
5F:推 likii:推^^(虽然不懂复变是什麽)那就再多花时间和心去记/了解它吧! 10/22 15:59
6F:→ TCHIEFTAIN:真仔细 先推一下 10/22 22:43
7F:→ bestforyou:sexy的微分(误) 10/22 23:31
我补充一下好了,也许会有人看见&发现我没讲清楚
并不是所有函数照着那种路径绕就行了,什麽意思?
原题是求0->∞,但是我用复变的方法来看,就只能从-∞->∞
跟我要的积分范围不同,因此我用了偶函数的特性。
所以如果他是奇函数,那就会相消=0,根本就不必搞复变^^"
--
∞
如果他不奇不偶呢?How about ∫dx/(1+x^3) ?
0
此时我就要将z变为极座标型式来讲,让它变成"可以将某路径
跟我要的问题扯上关系"
let z = r*exp^(iθ)
z^3 = r^3 * exp^(3iθ)
当你从(0,0)积分到(∞,0)时(路径C1),θ皆为零
∞
所以此时∫dz/(1+z^3) = ∫dr/(1+r^3)
C1 0
接着一样是绕r=∞的圆弧,不过...这次不是绕半圆弧了
我们目的要让"後来绕回原点的那段路径积分,与C1路径积分出来的答案有关"
假设绕到θ=α时,从该点走回(0,0),此时θ恒为α,只是r从∞变为0
0
所以此时∫dz/(1+z^3) = ∫exp(iα)dr/[1+r^3*exp(3iα)]
∞
重点来了,怎样扯关系呢?
嗯,只要exp(3iα)=1.....那麽分母就变为(1+r^3)了
所以,若要让exp(3iα)=1,那α就会一定是2π/3,有人会问说为什麽没补2nπ?
因为这跟branch有关....多值函数是无法做微分与积分的,这又是另外一个故事了..
我们所做的复变微积分,通常都会给定在某个分支上,也就是有明确的定义域,
才会去做微分与积分的动作。
总之,此时此刻...就扯上关系了,然後就变成是
∞ n
∮f(z)dz = (1-exp(i*2π/3))∫dx/(1+x^3) = 2πi* ΣRes(Zk)
0 k=1
剩下的就自己算哩
※ 编辑: Qmmmmnn 来自: 140.112.249.233 (10/24 00:23)
8F:推 euruing:好用心的文章 10/25 07:13