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ガウス求積法: 2 点で積分

Quadratura circuli: 円の面積を多角形で近似する、積分計算につながる考え方。オイラーの目コレクション 「二乗」は面積を計算するための古い名前です。ギリシャ人は円の面積を次のように近似しました。 多角形の辺がますます増え、積分微積分が誕生しました。実際的な問題は、どのように計算するかです。 曲線の下の面積を少し計算してみましょう。 最も簡単な方法は台形則 で、曲線の端$x = -1$と$x = 1$だけを見て、 台形の面積を計算します。 1814 でガウスは次のように尋ねました: どこを見るかを選択できるとしたらどうなるでしょうか? 2つで ポイント $\pm t$ と重みが 1 に等しい場合、推定値は次のようになります。 $$\int_{-1}^{1} f(x)\,dx \approx f(-t) + f(t).$$ 彼は、式ができるだけ多くの多項式に正確に一致することを望んでいました。 ガウス点の検索 (クリックして先に進みます) $f(x) = 1$の場合:面積は2、計算式は$1 + 1 = 2$となります。 ✓ 任意の $t$ で動作します。 $f(x) = x$ (および $x^3$) の場合: 面積は 0 で、計算式は $-t + t = 0$ となります。 ✓ 毎回でも機能します。 $f(x) = x^2$の場合:面積は$\frac{2}{3}$、計算式は$t^2 + t^2 = 2t^2$となります。 等価: $2t^2 = \frac{2}{3}$、次に $t^2 = \frac{1}{3}$、$t = \frac{1}{\sqrt{3}} \approx 0{,}577$。 結果: わずか 2 点で、ルールは 3 までの次数の多項式にスポット的にヒットします。 青い部分がまさにその部分です。高さ f(±1/√3) の 2 つのガウス長方形と、端だけを見た台形を比較します。 このインタラクティブな図形を表示するには、JavaScriptを有効にしてください。

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「機能」という言葉

この言葉は、動詞fungorの分詞であるラテン語のfunctusに由来しており、タスクを遂行する、運動するという意味です。 活動。関数は、ある数値を別の数値に変換する「作業を行う」ものです。すでに廃止 もはや何の役割も果たさない人であるため、消滅という言葉が使われます。 ヨハン・ベルヌーイへの手紙より、関数のライプニッツ記法。オイラーの目コレクション この名前とシンボルが定着するまでには 1 世紀以上かかりました。 1637デカルトは幾何学において$x$と$y$の間の方程式で曲線を記述しました。 1667ジェームズ・ グレゴリーは、 操作によって他者から得られる量を量子と呼んでいます(ヴェラ・サークリと双曲線四方形)。 1671ニュートン は、流体が変化する量を呼び出します (Methodus Fluxionum、1736 でのみ公開)。 1673ライプニッツは、 原稿の中で機能という言葉を初めて使用しています。 1698この用語はライプニッツとヨハン・ ベルヌーイの間の書簡の中で、今日の数学的な意味を帯びています。 1718ヨハン・ ベルヌーイは、変数と定数の任意の方法で構成される量という最初の定義を与えます。 1734オイラーは、「f(x) はx の任意の関数を示す」という表記 $f(x)$ を作成します。 1748オイラーは入門でこの関数を計算の中心に据えています。 1797ラグランジュ は導関数 (Théorie des fonctions Analytiques) に $f'(x)$ を使用します。 1837ディリクレは、各$x$を単一の$y$に関連付ける任意の規則として関数を定義します。 すべてのトピックはルネ・デカルトによる · ← デカルトと大砲の問題 · 物理学: 自然の特徴を読み解く → 画像のクレジットと出典.

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その他の貢献と遺産

その他の貢献 物理学: ガウスの電磁気の法則、地磁気とガウス単位の研究。 複素数: ガウス整数、$a + bi$ と $a$ および $b$ の整数。 天文学と測地学: 惑星や彗星の軌道、ヘリオトロープ、ハノーバー測定。 アルゴリズム: イースターの日付を計算する方法。1805 による原稿では、 1965 で再発見され、今日ではすべての携帯電話で使用されている高速フーリエ変換。 思い出すために ガウスはブラウンシュヴァイクで貧乏に生まれ、公爵のもとで学び、ゲッティンゲンで生涯を過ごしました。 1 から 100 のペアを結合して追加: $1 + 2 + \cdots + n = \frac{n(n+1)}{2}$。 18 年に、彼は平方根のみを使用して 17 個の辺を持つ多角形を構築する方法を示しました。 彼は合同表記 $a \equiv b \pmod n$、時計とナインアウトの数学を作成しました。 彼は、次数 $n$ のすべての多項式が $n$ の複素根を持つことを証明しました。 素数の推定数: $\pi(x) \approx x / \ln x$。 彼は最小二乗法でケレスを再発見しました。これにより、平均が最良の推定値である理由がわかりました。 彼はこの法線曲線にガウス ベルという名前を付けました。 彼は、曲率をサーフェス内から測定できることを示しました。これが、完全な平面マップが存在しない理由です。 彼は行列式に名前を付け、連立方程式を解く消去法を整理しました。 適切に選択された 2 つの点 $\pm 1/\sqrt{3}$ を使用して、次数 3 までの多項式の正確な積分を計算しました。 すべてのトピックはカール・フリードリッヒ・ガウスによる · ← ガウス求積法: 2 点で積分 · 画像クレジット→

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*物理学*: 自然の特徴を読み解く

最大値または最小値の法則が出現しない限り、宇宙では何も起こりません。 — レオンハルト・オイラー 1744 ライプニッツとオイラーにとって、自然は可能な限り最善の方法で作られており、したがって規則に従います。私たちの中で 言語: 創造者の推論 (方法) は自然 (物理) の特性 (グラフィコの) の中にあり、そして それらを解読するのは私たち次第です (数学)。同じ図面がほとんど異なる場所に表示されます。 アルマジロの甲羅:六角形の板。オイラーの目コレクション 地球の地殻: 溶岩が冷えるときに形成される六角形の玄武岩の柱。オイラーの目コレクション ほぞ:やはり六角形の模様。オイラーの目コレクション オウムガイの殻: 対数螺旋。オイラーの目コレクション Egg: 楕円形の曲線が円弧のように圧力を分散します。オイラーの目コレクション ヒトデ: 五角形の対称。オイラーの目コレクション なぜ六角形がたくさんあるのでしょうか? 穴を残さずに平面を覆うのは、三角形、正方形、六角形の 3 つの正多角形だけです。 これらの中で、六角形は最も少ない境界線で最も多くの領域を囲むものです。分割するのが最も経済的な方法です。 空間は等しい部分にあり、それが数学者のトーマス・ヘイルズが 1999 で証明したものです。 オウムガイの螺旋はデカルトと直接の関係があります。デカルトは、それを最初に記述した人です。 1638からメルセンヌへの手紙。常に同じ速度で成長するため、殻のサイズが変化します。 形状を変えずに: デカルトの等角螺旋。ターンごとの成長を変更します。スポークとの角度はターンを通して同じままです。 このインタラクティブな図形を表示するには、JavaScriptを有効にしてください。 すべてのトピックはルネ・デカルトによる · ←「機能」という言葉 · 無限とゼロ除算 →

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その他の貢献と遺産

その他の貢献 完全なリストは本一冊分になります。いくつかのハイライト: オイラーの直線: すべての三角形で 垂心、重心、外心 が揃います。 オイラー・マスケローニ定数: $\gamma \approx 0{,}5772$、調和系列の差 そして自然対数。 力学と流体: 流体と剛体の回転に関するオイラーの方程式。 変分計算: 現代物理学の基礎であるオイラー ラグランジュ方程式。 特殊関数: 階乗を非整数に拡張するガンマ関数。 思い出すために オイラーはバーゼル、サンクトペテルブルク、ベルリンの間に住み、ほとんど目が見えない状態で作品の半分を制作しました。 彼は数学に $f(x)$、$e$、$i$、$\Sigma$ という表記を与え、$\pi$ を普及させました。 $\sum \frac{1}{n^2} = \frac{\pi^2}{6}$ と $e^{i\pi} + 1 = 0$ が見つかりました。 彼は、複利から生じ、自然対数の底となる数字を $e = \lim (1 + 1/n)^n$ と名付けました。 $e^{rt}$ とその公式を使用してバネ方程式を解きました。解は正弦波です。 ケーニヒスベルク橋を使用して、彼はグラフ理論を作成しました。 $V - A + F = 2$ では、すべてのクラシック フットボールに 12 の五角形がある理由を説明しました。 彼は素数を計算に結び付け、今日のインターネットを保護する定理を作成しました。 すべてのトピックはレオンハルト・オイラーによる · ← オイラーの定理と暗号 · 画像クレジット→ 画像のクレジットと出典.

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無限とゼロ除算

修道士で数学者のマリン・ メルセンヌはデカルトの親友でした。それは手紙を通してでした メルセンヌは、デカルトがフェルマーを含むヨーロッパの賢人たちと語ったという。次世代では、 イギリス人のジョン・ ウォリスは、1655 の無限を表す記号 $\infty$ を作成しました。 マリン・メルセンヌ (1588 – 1648)、デカルトの友人であり主な特派員。オイラーの目コレクション ジョン・ウォリス (1616 – 1703)、∞ シンボルの作成者。オイラーの目コレクション 私たちは学校で規範、つまり決してゼロで割ってはいけないというルールを学びました。しかしそれはほとんど説明されていない なぜ。除数を徐々に減らしながら考えを組み立ててみましょう。 $$\begin{aligned} \frac{1}{0{,}1} &= 10 \\ \frac{1}{0{,}01} &= 100 \\ \frac{1}{0{,}001} &= 1\,000 \\ \frac{1}{0{,}0001} &= 10\,000 \\ \frac{1}{0{,}00001} &= 100\,000 \end{aligned}$$ 除数がゼロに近づくほど、結果は停止せずに大きくなります。その限界は無限であると言います。 $$\lim_{x \to 0^+} \frac{1}{x} = +\infty \qquad\qquad \lim_{x \to 0^-} \frac{1}{x} = -\infty.$$ 右側では、結果は $+\infty$ に増加します。左側の$-\infty$まで進みます。 1つもありません $1 \div 0$ の結果となる可能性がある数値であるため、ゼロによる除算は定義されていません。

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その他の貢献と遺産

その他の貢献 デカルトの渦: 彼にとって、惑星は各星の周りの物質の渦によって引きずられていました。ルネ・デカルト、哲学原理 · パブリック ドメイン 光学: 屈折の法則に加えて、レンズの理想的な形状、つまりプロファイルを持たせる必要があることを研究しました。 楕円または双曲線を使用して光を点に集中させます。 デカルトのフォリオ: 曲線 $x^3 + y^3 = 3axy$。フェルマーへの挑戦として彼が提案しました。 接線を見つけます。 物理学: 運動している物体が継続するという慣性原理のバージョンを定式化しました。 邪魔なものがなければ一直線。 **哲学:瞑想と哲学原則は、哲学の出発点となりました。 現代哲学。 思い出すために デカルトはフランス、オランダ、スウェーデンの間に住み、 フランス語で方法論を書きました。 みんなに読んでもらえるように。 彼は解析幾何学を作成しました。点はペア $(x, y)$ になり、図形は方程式になりました。 定規とコンパスを使って$\sqrt{a}$を作図する方法を示し、$x$、$y$、$z$、$x^3$の表記を修正しました。 符号の法則は、多項式が持つことができる正の根の数を示します。 多面体の頂点欠陥の合計は720°であり、式$V - A + F = 2$が導かれます。 彼は虹について説明しました。光線は太陽の反対側の点から 42° に蓄積されます。 それに伴い、ある数字を「聞き」、別の数字を「話す」 という関数というアイデアが生まれます。その言葉の由来は、 ラテン語のfunctusで、記号$f(x)$はオイラー(1734)です。 $1 \div 0$ は存在しません。ゼロに近く、$\frac{1}{x}$ は一方の $+\infty$ に、もう一方の $-\infty$ に逃げます。 すべてのトピックはルネ・デカルトによる · ← 無限大とゼロ除算 · 画像クレジット→ 画像のクレジットと出典.