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全微分与复合多元函数偏导数
一、全微分 对于二元函数 $z=fx,y$，仅研究一个自变量变化时函数的性态是不够的，经常要讨论两个自变量 $x,y$ 分别有增量 $\Delta x,\Delta y$ 时，相应函数值的改变量（即全增量）： $$\Delta z=fx+\Delta x,y+\Delta yfx,y$$ 的变化情况。类似于一元函数的微分，下面以二元函数为例...
各类刚体的转动惯量
1. 转轴通过圆环中心与环面垂直的转动惯量 !https://laoguantx.top/article/物理/普通物理学/1.png $$ I = mR^2 $$ 推导： 在圆环上取一质元，其质量为 $dm = \lambda dl$，其中 $\lambda = \frac{m}{2\pi R}$ 为线密度，$dl$ 为圆弧元。...
Bessel不等式与Parseval等式
一、误差公式 误差公式描述了函数 $fx$ 与其傅里叶级数 $k$ 阶三角级数部分和 $Skx$ 之间的逼近误差能量。具体公式为： $$ Ek = \int{\pi}^{\pi} \left| fx Skx \right|^2 \, dx = \int{\pi}^{\pi} |fx|^2 \, dx \pi \left \frac{a0^2}{...
变质量运动物体的动量守恒定律
我们考虑一个水平光滑轨道上运动的小车，初始质量为 $m$，速度为 $v$。小车在运动过程中不断加入沙子推导其动量守恒定律。 一、情景设定（无外力情况） 初始状态：小车质量为 $m$，速度为 $v$。 微小时间 $\Delta t$ 内：小车吸入质量为 $\Delta m$ ，速度为 $u$ 的沙子，速度变为 $v + \Delta v...
抛体运动与圆周运动
一、抛体运动 1. 运动分解与受力分析 假设条件：忽略空气阻力，仅受重力 $\vec{F} = mg\hat{j}$，初速度 $\vec{v}0 = v0 \cos\theta0 \hat{i} + v0 \sin\theta0 \hat{j}$。 牛顿第二定律 $$ \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...