人工智能通识-科普-微积分概念

欢迎关注我的专栏( つ•̀ω•́)つ【人工智能通识】


这是关于微积分概念的复习和小结。
人工智能通识-2019年3月专题汇总

微积分学Calculus

微积分学Calculus,拉丁语意为计数用的小石头,历史上曾经用来指关于无穷小的计算。

但本质上讲,几何学研究形状,代数学研究计算,微积分学则研究变化关系,变量与因变量的变化关系

粗糙说就是研究x变化的时候y变得快还是慢的学问。

微积分学又称为“初等数学分析”,微积分学在商学、科学和工程学领域有广泛的应用,用来解决那些仅依靠代数学和几何学不能有效解决的问题。

主要包括微分学、积分学。

微分学Differential

微分学是关于函数局部变化率的学问,主要就是利用极限思维求斜率(求导数)。是关于变化速率的理论。

积分学Integral

积分学为定义和计算面积等数据提供了一套通用的思路方法,也是数学分析的重要概念之一。

正态分布中分布比率正是曲线下面积的分割情况,积分学可以给出可行的计算方法。(后续文章中会讨论相关算法)

微积分基本定理Fundamental theorem of calculus

微积分基本定理指出,微分和积分互为逆运算。如果F(x)的导数函数是f(x),那么f(x)的积分函数就是F(x)

F(x)叫原函数,f(x)叫导函数。即:

F'(x)=f(x)

\int_a^xf(u)du=F(x)

注意,\int_a^xf(u)du表示的是fx(x)曲线下全部长方体的总面积,和a、x都没关系。

积分是微分的逆运算,是知道了导函数f(x)而求原函数F(x)。微分则是相反。

定积分与不定积分

定积分是个值,是指某个区间内曲线下面的面积,而不定积分是个函数,即原函数。这类似某点的切线斜率和整个曲线的切线函数之间的区别。

需要注意的是,我们现实中见到的函数中,并不是每个函数都有导函数;另一方面,能够求出不定积分函数的原函数更加罕见。

微积分学起源

17世纪,牛顿和莱布尼兹分别独立的各自发展起来的。

古代的穷举法是积分学的起源。穷举法其实就是不断细分的方法,“一尺之捶,日取其半,万世不竭”就是这个意思。

阿基米德用内接正多边形的周长来穷尽圆周长,而求得圆周率的近似值;中国的刘徽在公元三世纪也应用穷举法求圆的面积;祖冲之也用类似的方法求出球体的体积。

莱布尼兹和牛顿正式提出了一套完整的规则来处理无穷小,他们都是微积分的发明者。牛顿率先将微积分算法应用到物理学中,结合万有引力定理解决了很多天文和物理问题,但我们现在使用的微积分符号大多是莱布尼兹发明的,包括dx,dy,\int

极限和无穷小

极限是微积分学最重要的概念。导数是一种极限,积分也是一种极限。微积分本质上可以说是研究极限的理论。

在早期历史上并没有极限概念,而是使用为无穷小概念。直到19世纪中期,现代分析学之父,德国数学家魏尔斯特拉斯才正式提出极限概念。

路程=速度\times时间

这个路程计算公式仅在匀速直线运动中可行。但实际上很多物体对象的运动速度都是变化的。这就需要用到积分概念。

从这个图可以看出,对于时间横轴,f(x)描述了速度的波动变化,如果我们需要求出在时间区间[a,b]中间行驶了多少路程,那么我们就需要用到积分的方法,在极限小的时间里,我们认为速度是均匀的,然后把阴影面积S看做是无数排列紧密的竖向长方体,然后进行求和即可。

这个过程就是求定积分的过程。


欢迎关注我的专栏( つ•̀ω•́)つ【人工智能通识】


每个人的智能新时代

如果您发现文章错误,请不吝留言指正;
如果您觉得有用,请点喜欢;
如果您觉得很有用,欢迎转载~


END

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,590评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 86,808评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,151评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,779评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,773评论 5 367
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,656评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,022评论 3 398
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,678评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 41,038评论 1 299
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,659评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,756评论 1 330
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,411评论 4 321
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,005评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,973评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,203评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,053评论 2 350
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,495评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容