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数学世界图解,数学漫步——美呆了的数学科普~

2022-09-09 10:00 作者:八戒自由自在  | 我要投稿

说实话,我找了很多视频,但我最想要get的整个数学内容的联系还是没有get

我知道要解函数题,要解三角函数,要解立体几何,要解概率论这些题

然后有很多出题思路,说要懂基础,要懂底层——但还是一个个知识,当然也有串联,但个人还是有点迷

我搜“数学框架”,于是是高考框架和考研框架,我搜“数学思维”,于是一堆解题方法。。。

所谓的数学思维导图——我研究了这么久的逻辑学和思维导图,难道不知道大多数的思维导图都是把笔记变成是树型吗?

然后找找找,现在收集了三个关于数学历史相关的视频,我决心来好好的学习一下

第一个来看这个吧

开篇就是,我们在学校中学的数学,公平来说不能称为数学——不过是选了数学里的一些东西,来作为锻炼学生思维能力的手段,所以其底层本质,是通过这些表象,来获取些什么

获取什么呢?我想到了成功公式,成功=正确的方向*聪明的办法(笨功夫次方),我们如何下笨功夫get聪明的办法,然后,又获得正确的方向,在目标上致胜

那来继续

听的英文,终于,把倍速调到原速了,其实,也就11分钟,而且到1/3的地方好像就超越了高中数学了。。。

数学起源于计数,埃及人发明了第一个方程式,古希腊人在几何学和自然辩证法上有突破

中国发明了负数,0最早在印度使用,波斯写了第一本代数书

对数字的研究从自然数开始,算术运算来处理,然后研究其他类型的数字,比如整数,包含负数,比如有理数,包括分数,比如实数,包括π,比如复数,还有更复杂的数(集合?)

有些数字很有趣,比如质数,圆周率π,还有指数e,还有无穷大

研究结构,把数字以变量的形式放到方程里,代数是处理这些方程的规则

向量和矩阵,都是多维数字,相互关系在线性代数里

数论是上面数字的一切特征,比如素数的性质

组合学研究的是结构的性质,比如树论,图论等

群论是群之间的关系,典型是魔方,是互换群的一个例子

秩序理论研究按一定的规则排列物体,比如大小顺序,比如自然数集合,任何有关系的事物都可以是有序的

纯数学的另外一个领域是研究形状,和它们在空间上的呈现

微分集合研究的是曲面上形状的属性,比如三角形在曲面上不同的角度,带出了变化

对变化的研究,包括微积分,涉及到积分和微分,研究函数所跨的区域,或函数梯度dx

向量微积分也研究一样的问题,但针对的是向量

基本上这里面到高中数学的就这些啦

原来收藏的两个是重复的。。。。

那就换收藏的第三个好了

首先是维度和二维空间

这里是以公元前200年左右的地理天文学之父的口吻来介绍地球,地球涉及到地理学和几何学,后者用来测量

然后解释了地图的一种制法,投影,维度不断变换,理解二维空间

这个纪录片第一篇14分钟左右

接下来是三维空间,是一位20世纪的荷兰图形艺术家的口吻来介绍几何——涉及到了立体画

这视频真的制作很大师,感觉是国家台纪录片

他用了一个故事,二维平面上画的蜥蜴,要如何理解三维空间的物体?让三维几何体穿过平面,会有一系列不同的切割面或者投影,但是凭这些切割面要理解三维几何体,还是要求特别高的几何素养的

还有一种就是类似地图制法的球面投影,让每个面都膨胀让整个体成为一个球面可以滚动投影——这样只能数出来有多少个面啊。。。颜色不同只是一种方便数的方式

4/6/12/20面体,6面体是正方体

接下来是思维空间,19世纪的一位瑞士几何学家的口吻

用三维投到二维是一系列二维的思想,思维投三维是一系列三维,展现思维——我的想象力到极限,想象不出来,但是这个视频做的非常棒,看看也就看看啦

下面会做四维球面投影

不过还是想象力有限。。。

接下来是复数,yes~复数推动了代数几何学与动力系统理论

坐标轴上两数相加,距离之和,两数变化,之和的位置也变化

两数相乘,1*(-1),转了180°,再*(-1),转回原点

所以有数学家极具想象力,转180°是*(-1),转两个90°得到(-1),一个90°就是(-1)开根号了

我觉得非常有道理!^_^

所以负数开根号的数,是离开了坐标轴的,所以是虚的,虚数

所以,离开了x轴,纵轴上就好表示了,平面上的数可以表示成数还可以四则运算——这感觉是数升维了。。。相加是平行四边形的对角线

相乘,乘以虚数,就是转90°

引进模和辐角,求积用分配率,而实际上积的模是两者的积,而辐角是两者之和

对复数的理解,用一张在复数平面的图片来示范一些变换

首先是除以2,是图片缩小两倍,这个叫位似

乘以i,是图片逆时针旋转90°,乘以(1+i)是图片放大根号2倍,然后旋转45°,这叫相似变换

我刚开始的时候在想乘以(1+i)是用分配率再用结合律——加法这个怎么用来着,然后卡了,现在想分析下自己没有搞懂哪个底层,没有想到是先把(1+i)整体表示成模和辐角,首先,加法四则运算上说的时候就没有用模和辐角,我也就没有植入加法的印象,还是在引进模和辐角的时候没有推演思考下,把所有关系都在脑子里过一遍,神经系统没有印象

图片自己的平方,那不是模平方,辐角2倍?关键是图片的模和辐角是啥。。。每个点都平方,那就是y变成了x²抛物线,辐角2倍,那就是2x——这在角上是个什么呈现呢?

在图片上,原来是把左侧边变成了平角,的确,拿极限值来拉

然后模平方——是每个点都做了x²

如果原来图片是跨两个象限,则拉出来是360°,模平方是按照各种抛物线网去旋转呈现——能够理解一点^_^

现在,-1/z,那么是模相除,辐角相减,模就是-1/x,辐角是180°-∠,垂直翻转再逆时针180°,模是反曲线?看看

but事实不是——这是图中心在原点

在原点附近的变得很大,而在图片边缘的则到了原点

我想到了matlab。。。。曾经我还装过。。。

模和辐角变化,但是形状没变,比如纽扣还是圆的,称为共形

圆圈来表示图片,里面的图形用点来表示,做复数变化,原来图片里的点填充的区域称为茱莉亚集

哇塞,总算知道这是啥了

看看演变

最后看的那个集合的图,边缘的形状,无限的一直放大,最后居然最中心还是那个集合的初始形状,真的是美呆了!他说,因为这些美和有趣,就值得他研究下去了,这是混沌学的基础,简单的变换就能产生很美很复杂的图形

活的很有趣,我希望自己能这样的活着^_^

下面是拓扑学,看下吧,拓扑学家霍普夫

原来四维空间,就可以用这个来理解

Z1是复数轴,Z2也是

个人觉得,三维坐标系可以的,明显的z轴是足够表示的

但是用z1和z2再合成了个坐标系,这的确是升维了。。。

z坐标系上的过原点直线在圆——实则是四维球体上切割出现的三维投影

哇塞

看这投影,用三个点了

n多个复直线的四维圆投影

绝不相交。。。。球面投影真的是很伟大的发明啊!这就是纤维丛

这不就电线丝。。。

四维空间这个讲法,个人觉得比之前的三维球面投影好理解一点

是这个四维空间其实有实际可以想象的坐标系——坐标系真的非常重要,帮助建立具象

这简直美丽

这是侧面

其实想看微积分相关的。。。

球面投影

证明球面的切面投影是个圆

那就是圆心到投影边缘的任意一点距离都相等

三维作图真是美丽极了

感谢大数据,给我不断的推荐相关,我现在知道了这个系列叫数学漫步

b站上很多大神上传自己发现的好的视频,经常也会有重复的,但是,重复的重复,就能接近真相

比如我当时看的这一期,叫烧脑数学啥的,没有分集,而旁边推荐的数学漫步一打开,一样的,但是分集了,于是果断换收藏,也很开心

我其实最想get的是高中数学内容的源头,不过也被推荐了物理学的这种国外制作的精美课,喜欢 喜欢

我想,看数学和物理都会有点差不多的^_^

没事,我一直都是,想找什么,最终都会出现的,对自己自信一点!继续学习^_^!!

喜欢喜欢喜欢,感谢感谢感谢!今天9月9日哦

哦,卡米拉还是成为了英国王妃。。。。。。

over~

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