数理方法第一章
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课程介绍数学物理方法是物理类专业的必修课和重要基础课,也是一门公认的难道大的课程。
该课程通常在本科二年级开设,既会涉及到先行课高等数学和普通物理的内容,又与后续课程密切相关。
故这门课学习情况的好坏,将直接关系到后继课四大力学和专业课程的学习问题,也关系到学生分析问题解决问题的能力的提高问题。
如何将这门“难教、难学、难懂”的课变为“易教、易学、易懂”的课,一直是同行教师十分关注的问题。
本课程包括复变函数论、数学物理方程、特殊函数、非线性方程和积分方程共四篇的内容。
其中,第一篇复变函数论又含解析函数、解析函数积分、无穷级数、解析延拓·Г函数和留数理论五章;第二篇数理方程又包括:定解问题、行波法、分离变量法、积分变换法和格林函数法五章;第三篇特殊函数又包括勒让德多项式、贝塞耳函数、斯特姆-刘维本征值问题三章;而第四篇包括非线性方程、积分方程两章。
第一、二、三篇为传统数学物理方法课程所含内容,而第四篇是为了适应学科发展需要所引入的传统同类教材中没有的与前沿科学密切相关的新内容。
《数学物理方法》是物理系本科各专业学生必修的重要基础课,是在"高等数学"课程基础上的又一重要的基础数学课程,它将为进行下一步的专业课程学习提供基础的数学处理工具。
所以,本课程受到物理系学生和老师的重视。
对一个物理问题的处理,通常需要三个步骤:一、利用物理定律将物理问题翻译成数学问题;二、解该数学问题;三、将所得的数学结果翻译成物理,即讨论所得结果的物理意义。
因此,物理是以数学为语言的,而"数学物理方法"正是联系高等数学和物理专业课程的重要桥梁。
本课程的重要任务就是教会学生如何把各种物理问题翻译成数学的定解问题,并掌握求解定解问题的多种方法,如分离变数法、付里叶级数法、幂级数解法、积分变换法、保角变换法、格林函数法、电像法等等。
近十几年来,负责厦门大学物理系"数学物理方法"课程教学的教师共有三位(朱梓忠教授,张志鹏,李明哲副教授),他们都是中青年教师,均获得物理方面的理学博士学位。
概率论与数理统计第一章思维导图概率论与数理统计第一章思维导图:
1、统计学:统计学是研究发生在实际或理论中事件的过程,用于估计实际可能发生的情况和结果的科学。
2、概率:概率是描述实际事件发生的可能性的一种计量方法,它是一种相对的度量。
3、不确定性:不确定性是模型构建中的基本要素,它反映了模型在实际应用中不能精确描述实际情况,而要做出可能与实际有所偏差的预测。
4、随机变量:随机变量是统计分析中的基本概念,它表示一类事件发生时观测到的可能结果。
5、概率分布:概率分布是描述事件发生的概率特性的方法,通过它可以掌握事件可能发生某种结果的概率大小。
6、离散型概率分布:离散型概率分布的核心思想是将随机变量的取值划分为一些互斥的概率事件,并为每个概率事件提供发生概率。
7、连续型概率分布:连续型概率分布是在随机变量的取值期间取得连续概率分布及其密度函数的方法,它提供了一种可靠的可量化的方法来描述随机事件的发生可能性。
8、期望:期望是统计学中的一种有效度量,它反映了随机变量取不同值时的期望值大小,期望也是统计分析的基础。
9、方差:方差是衡量随机变量发生结果的变异程度的重要参数,它还可以衡量偏差量与期望量之间的差异。
10、协方差:协方差是衡量两个随机变量发生结果之间的线性相关性的参数,它可以用来衡量两个变量之间发生的相关性大小。
第一章 随机事件与概率(一)随机事件知识点1、称试验E 的样本空间的子集为随机事件,用A 、B 、C …表示。
事件A 的元素是样本点,它在一次试验中,可能出现,也可能不出现。
A 中的某个样本点出现了,事件A 发生,否则,A 不发生。
因此,在一次试验中,可能发生也可能不发生的事情,就是随机事件。
样本空间S 有两个特殊的子集;S 自身和空集φ。
S 含所有的样本点,每次试验,必然发生;φ不含样本点,每次试验一定不发生。
在一定条件下,每次试验一定发生的事情,称为必然事件。
每次试验一定不发生的事情,称为不可能事件。
必然事件S ,不可能事件φ是事先就能明确是否会发生,属于确定性现象,但在概率统计中,为了研究问题的需要,仍将其作为特殊的随机事件处理,使得事件间有着完整的关系,S A ⊂⊂φ。
此外,在样本空间的子集中,只含一个样本点的事件,称为基本事件。
样本点的个数超过一个的事件,称为复合事件。
2、事件之间的关系和运算由于事件是样本点的集合,因此,事件之间的关系和运算可借助集合之间的关系与运算来定义。
其运算规律也同集合间的运算规律。
(1)事件的包含与相等若事件A 发生必然导致事件B 发生,则称A 包含于B (或B 包含A ),记B A ⊂(或A B ⊃)。
若B A ⊂且A B ⊃,则称事件A 与事件B 相等,记B A =。
(2)事件的和事件A 与事件B 至少有一个发生的事件,记作B A ,称为A 与B 的和事件,有{}B e A e e B A ∈∈=或 。
同样地有限个事件n A A A ,,,21 至少有一个发生的事件,记作 ni i A 1=,称为有限个事件的和事件。
可列多个事件 ,,,,21i A A A 至少有一个发生的事件,记作 ∞=1i i A ,称为可列多个事件的和事件。
(3)事件的积事件A 与事件B 同时发生的事件,记作B A (或AB ),称为A 与B 的积事件,{}B e A e e AB ∈∈=且 类似地,有限个多个事件n A A A ,,,21 同时发生的事件,记作 ni i A 1=。
第一章数理逻辑1.1 命题1. 设P是命题“天下雪”;Q是命题“我去镇上”;R是命题“我有时间”。
(a) 用逻辑符号写出以下命题:(i) 如天不下雨和我有时间,那么我去镇上;(ii) 我去镇上,仅当我有时间;(iii) 天不下雪;(iv) 天正在下雪,我也没去镇上。
(b) 对下述命题用中文写出语句:(i) ()↔∧⌝;Q R P(ii) R Q∧;(iii) ()()→∧→;Q R R Q(iv) ()⌝∨。
R Q2. 否定下列命题:(a) 上海处处清洁;(b) 每一个自然数都是偶数。
3. 说出下述每一命题的逆命题和逆反命题:(a) 如果天下雨,我将不去;(b) 仅当你去我将逗留;(c) 如果n是大于2的正整数,则方程n n n+=无正整数解(费尔马最后定理);x y z(d) 如果我不获得更多帮助,我不能完成这个任务。
4. 给P和Q指派真值T,给R和S真值F,求下列命题的真值:(a) (()())∧∧∨⌝∨∧∨;P Q R P Q R S(b) ()(())⌝∧∨⌝∨↔⌝→∨⌝;P Q R Q P R S(c) ()∨→∧⌝↔∨⌝。
P Q R P Q s5. 构成下列公式的真值表:(a) ()∧→→;Q P Q P(b) ()∨→∧→∧⌝。
P Q Q R P R6. 证明下列公式的真值与它们的变元值无关:(a) ()∧→→;P P Q Q(b) ()()()→∧→→→。
P Q Q R P R7. 对P和Q的所有值,证明P Q⌝∨有同样的真值。
证明()()→与P Q→↔⌝∨总是P Q P Q 真的。
8. 设*是具有两个运算对象的逻辑运算符,如果()x y z**逻辑等价,那么运算**与()x y z符*是可以结合的,(a) 确定逻辑运算符∧∨→↔、、、哪些是可结合的;(b) 用真值表证明你的断言。
9. 指出一下各式哪些不是命题公式,如果是命题公式,请说明理由:(a) )()))(((;⌝→∧∨P P Q R(b) ()))∧→→((。