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变质量运动物体的动量守恒定律
我们考虑一个水平光滑轨道上运动的小车，初始质量为 $m$，速度为 $v$。小车在运动过程中不断加入沙子推导其动量守恒定律。 一、情景设定（无外力情况） 初始状态：小车质量为 $m$，速度为 $v$。 微小时间 $\Delta t$ 内：小车吸入质量为 $\Delta m$ ，速度为 $u$ 的沙子，速度变为 $v + \Delta v...
抛体运动与圆周运动
一、抛体运动 1. 运动分解与受力分析 假设条件：忽略空气阻力，仅受重力 $\vec{F} = mg\hat{j}$，初速度 $\vec{v}0 = v0 \cos\theta0 \hat{i} + v0 \sin\theta0 \hat{j}$。 牛顿第二定律 $$ \vec{a} = \frac{\vec{F}}{m} = g\ha...
平面极坐标系上的运动学
在平面极坐标系中，质点的位置由径向坐标 $r$ 和角坐标 $θ$ 描述。 一、位置矢量 位置矢量 $\mathbf{r}$ 在极坐标系中表示为： $$ \mathbf{r} = r \hat{r} $$ 其中，$\hat{r}$ 是径向单位矢量。 二、速度矢量 速度 $\mathbf{v}$ 是位置矢量的时间导...
级数的基础定义定理
一、级数定义与其收敛发散性 1、定义：级数、部分数列和 给定数列 $\{an\}$，将其每一项依次用“+”号连接起来的表达式： $$a1 + a2 + \cdots + an + \cdots $$ 称为无穷级数。由于其通项 $an$ 都是常数，也称之为常数项级数，记作 $\sum{n=1}^{+\infty} an$。 在级...
随机变量及其概率分布
一、离散型随机变量分布列 离散型随机变量的分布列是指随机变量取各个可能值的概率列表。设离散型随机变量 $X$ 的可能取值为 $x1, x2, \ldots, xn$，则其分布列为： $$ PX = xi = pi, \quad i = 1, 2, \ldots, n $$ 其中 $pi \geq 0$ 且 $\sum{i=1}^n pi = 1$。...
线性代数基本定义定理
一、线性空间 1、定义：线性空间 设$V$ 是一个非空集合，$\mathbf{F}$ 是一个数域，我们定义两种运算，其中第一个运算是我们， 熟知的加法$+$。在线性空间的定义中，我们要求$\langle V:+\rangle$构成 Abel 群，即其中元素满足如下运算律： 1. （加法结合律）$\alpha + \beta + \gam...
基本不定积分公式
一、不定积分的基本性质 1. $$\int kfxdx = k \int fxdx$$ 2. $$\int fx \pm gxdx = \int fxdx \pm \int gxdx$$ 二、基本积分公式 1 常数类 1. $$\int 1dx = x + C \quad \text{或} \quad \int dx = x...
常见等价无穷小量公式
一、基本等价无穷小 1. $\sin x \sim x$ 2. $\tan x \sim x$ 3. $\arcsin x \sim x$ 4. $\arctan x \sim x$ 5. $e^x 1 \sim x$ 6. $\ln1 + x \sim x$ 7. $1 \cos x \sim \frac{1}{2}x^2$ 8. ...
常见麦克劳林展开
1. 指数函数 $$ e^x = \sum{n=0}^{\infty} \frac{x^n}{n!} = 1 + x + \frac{x^2}{2!} + \frac{x^3}{3!} + \cdots $$ 2. 正弦函数 $$ \sin x = \sum{n=0}^{\infty} \frac{1^n x^{2n+1}}{2...
反常积分
一、第一类反常积分定义 设函数$fx$在区间$a,+\infty$上连续，于是对于任意$ta$，积分$\inta^tfx\mathrm{d}x$存在，它是$t$的函数，称记号 $$ \inta^{+\infty}fx\mathrm{d}x\xlongequal{\text{def}}\lim{t\to+\infty}\inta^tfx\mathrm...