二阶龙格库塔公式推导_带你走进最美数学公式
同学们,我们先来跟老师欣赏一下数学中最优美的式子吧?
是什么魔力让以上几个似乎毫不相干的数学中最特殊的数字能如此优美的写在同一个式子呢?
是欧拉,是数学。
0和1——老师就不用介绍啦,
e是自然常数(natural constant),在数学中具有举足轻重的地位,定义为
e是一个无理数,意味着其小数点后的数字是随机的不存在什么规律,关于e同学们可以参看老师之前说的文章(我和小e有个“约会”),其大概大小为2.71828,而π大家应该也都很熟悉,同样也是一位无理数,大概为3.14159。i是我们在高数中会学到的,是虚数单位,定义为
同学们了解完上述的数值后,下面隆重登场今天的“重头戏”:给大家介绍两种巧妙的证明方法,不需要借助泰勒展开(Taylor series),会一点微积分基础的同学都可以明白的。
第一种证明方法
我们先通过一个微分方程(differential equation)来进一步推导出第一种证明方法:
1、微分方程定义:
微分方程是把一个是指含有未知函数及其导数的关系式,物理中的各种公式几乎都是微分方程。
2、推导过程:
首先,我们可以用科学史上最有效的方法来解这个不会的东西,那就是:
常见的多项式、三角函数、指数对数函数、中二阶导数等于负的函数,insight!
余弦函数,y=cosx, y'=-sinx, y''=-cosx
我们也可以验证:
同样也可以符合,
因为微分方程的虚数解只是实数解的另一种表达方法,所以我们可以得到:
等式两边我们同时求微分,可以得到:
同时乘上-i
两式相加,我们可以得到:
那当x=π的时候,我们就可以得到:
第二种证明方法
我们假设
那么对y微分可以得到,
即
等式两边同时积分,
我们可以得到
等式两边同时取e^x
我们可以得到
即
The End
基思•德夫林(Keith Devlin)曾说过:“就像莎士比亚的十四行诗抓住了爱的本质,或者一幅画展现了人类形态的美,远远超出了肤浅的东西,欧拉方程深入到了存在的最深处"。而哈佛大学(Harvard University)教授本杰明·皮尔斯(Benjamin Peirce)在一次演讲中证明了欧拉恒等式后表示"这个恒等式是矛盾的;我们不能理解它,我们不知道它意味着什么,但我们已经证明了它,因此我们知道它一定是真理”。
那么,同学们你们觉得它是美的吗?或许大家有比上述还要好的证明方法,不妨可以和老师一起来探讨研究一下~~
说明:图片来源于网络,如有雷同,请见谅!
二阶龙格库塔公式推导_带你走进最美数学公式相关推荐
- 二阶龙格库塔公式推导_[常微分方程的数值解法系列五] 龙格-库塔(RK4)法
在惯性导航以及VIO等实际问题中利用IMU求解位姿需要对IMU测量值进行积分得到需要的位置和姿态,其中主要就是求解微分方程.但之前求解微分方程的解析方法主要是应用于一些简单和特殊的微分方程求解中,对于 ...
- 二阶龙格库塔公式推导_二阶龙格—库塔公式.PPT
二阶龙格-库塔公式 第一节 常微分方程 第二节 欧拉方法 第三节 龙格-库塔法 在上一节中,我们得到了一些求微分方程近似解的数值方法,这些方法的局部截断误差较大,精度较低,我们希望得到有更高阶精度的方 ...
- 二阶龙格库塔公式推导_[数学]龙格-库塔法
原理思想 要想求出非常近似的值,有种神器叫做泰勒公式 .泰勒给出了任意一个函数都可以用多项式逼近的方法求出函数值.这与常微分方程的数值方法的思想类似,就是已知初始值,借助导数这个工具,将其近似成求另一 ...
- 二阶龙格库塔公式推导_连续系统数值仿真方法——龙格库塔法
在决策理论与方法最后一课中,老师讲了连续系统建模与仿真,事实上在本科就已经接触过许多,在这里我把数值仿真方法中的龙格库塔法给详细介绍一下,这是个比较有趣,同时也比较实用的方法.在求解常微分方程初值问题 ...
- 二阶龙格库塔公式推导_数值常微分方程-欧拉法与龙格-库塔法
大三时候在跳蚤市场闲逛,从一位数学院的学长那里买了一些闲书,最近翻出来刚好有李荣华.刘播老师的<微分方程数值解法>和王仁宏老师的<数值逼近>,结合周善贵老师的<计算物理& ...
- 二阶龙格库塔公式推导_二阶常系数齐次线性方程通解推导(涉及常数变易法和欧拉公式)...
欧拉恒等式 二阶微分方程明显比一阶难了很多,下面三图详细地对二阶常系数齐次线性方程的通解进行了推导. 有几下几点需要注意: 1.理解思路. 求二阶常系数齐次线性方程的解,一开始是靠猜的,因为以e为底数 ...
- 二阶龙格库塔公式推导_DeepFM原理推导
注:欢迎关注本人分享有关个性化推荐系统公众号:Tiany_RecoSystem 转发一篇关于DeepFM的公式推导的博客: 论文精读-DeepFM - CSDN博客blog.csdn.net 以及D ...
- matlab:二阶龙格库塔求解欧拉方程
%书籍:常用数值算法及其matlab实现 %第10章 常微分方程初值问题的数值解法 %二阶龙格库塔方法 function S = heunsec(fun, x0, xn, y0, h) %fun:微分 ...
- sql输出带颜色的字段_带你走进MySQL数据库(MySQL入门详细总结一)
导读:关于MySQL用三篇文章带你进入MySQL的世界. 文章目录 1.MySQL 2.MySQL的使用 3.MySQL概述 4.导入数据 5.sql语句 1.查询 2.排序(升序,降序) 3.分组函 ...
最新文章
- Swift互用性:采用Cocoa设计模式(Swift 2.0版)-b
- 配置bind主域名服务器
- 英特尔与Blueprint Reality共同打造混合现实视频制作工具
- RxJava 2.x 入门
- mysql 删除用户变量_MySql安装与MySQL添加用户、删除用户与授权
- 华为这个事,是不是刷KPI?
- 源表字段修改以后引发GoldenGate同步失败
- FFmpeg安卓平台编译
- tomcat中三种部署项目的方法(转)
- 树的最大独立集详解(C++)
- Shuffle a Array
- 如何看懂一个c语言项目,初学者怎样看懂代码 学习代码编程的注意事项
- 解决桌面右键无NVIDIA控制面板选项
- 触宝发布2018年第四季度财报 净收入增长147%
- 桌面的html快捷消失了,桌面上的IE浏览器不见了解决教程
- Linux系统进程优先级——计算方式
- 【一日一logo_day_36】fai
- d3.js 旋转图形_苏教版三年级数学上册第六单元平移、旋转和轴对称(6.1~6.2)微课视频 | 练习...
- android ui 切图工具,APP切图标注教程:UI设计切图标注的小工具实用技巧
- java 计算圆周率_java程序计算圆周率
热门文章
- Android之ViewDragHelper
- 菜鸟教程 之 JavaScript 实例
- Windows 安装 MongoDB 和 可视化工具Robo3T
- C++ 使用 TinyXml 解析 XML 文件
- 将文件内含有的特殊字符还原
- 穷举法破解集合小游戏~
- 从别的网站服务器获取数据,使用get()方法以GET方式从服务器获取数据
- ios 主题切换 思路_iOS 使用 NSObject 的分类实现快速切换主题
- android 图片预览动画,Android实现仿Windows7图片预览窗格效果
- 计算机硬件结构控制信息,计算机硬件的基本结构