Lição 120 — Workshop final do Programa
Encerramento. 40 problemas integradores cobrindo Anos 1-3. Tema: aplicação real em ML, finanças, engenharia, ciência.
Used in: 3.º ano do EM (18 anos) · Equiv. Leistungskurs alemão (Abitur) · Equiv. H2 Math singapurense
Rigorous notation, full derivation, hypotheses
Synteza formalna — cztery filary
Struktura ukończonego programu
"Teorię matematyczną nie należy uważać za kompletną, dopóki nie będziesz jej tak dobrze rozumiał, że będziesz w stanie wyjaśnić ją pierwszej napotknej na ulicy osobie." — David Hilbert, cytowany w Active Calculus §1.1
Przepływ czterech filarów programu zbiegających się w warsztacie końcowym.
Przykłady rozwiązane
Exercise list
40 exercises · 10 with worked solution (25%)
- Ex. 120.1Application
Oblicz .
- Ex. 120.2ApplicationAnswer key
Rozwiąż z , .
- Ex. 120.3Application
Przychód i koszt . Znajdź , która maksymalizuje zysk .
- Ex. 120.4ApplicationAnswer key
Napisz szereg Taylora wycentrowany w do wyrazu w .
- Ex. 120.5Application
Oblicz .
- Ex. 120.6Application
Oblicz używając twierdzenia fundamentalnego.
- Ex. 120.7Application
Oblicz .
- Ex. 120.8Application
Oblicz objętość bryły obrotowej wygenerowanej przez , , obróconej wokół osi .
- Ex. 120.9Application
Oblicz używając reguły iloczynu.
- Ex. 120.10Understanding
Który fragment jest prawidłowym sformułowaniem Twierdzenia Fundamentalnego Rachunku Różniczkowego (obie części)?
- Ex. 120.11ApplicationAnswer key
Diagonalizuj . Znajdź i .
- Ex. 120.12Application
Oblicz odwrotność .
- Ex. 120.13Application
Dlaczego każda rzeczywista macierz symetryczna jest diagonalizowalna ortogonalnie? Przytocz właściwe twierdzenie.
- Ex. 120.14ApplicationAnswer key
W (rozkład SVD), co reprezentują i geometrycznie?
- Ex. 120.15Application
Dany system , określ, czy ma rozwiązanie. Jeśli tak, znajdź je.
- Ex. 120.16Understanding
Dla macierzy wymiaru , jaki jest wymiar przestrzeni zerowej ?
- Ex. 120.17Application
Zastosuj macierz obrotu 30° do punktu .
- Ex. 120.18Application
Znajdź wektor jednostkowy w kierunku .
- Ex. 120.19ChallengeAnswer key
symetryczna z wartościami własnymi . Pokaż, że dla każdego .
- Ex. 120.20Challenge
ma dwie liniowo zależne kolumny. Pokaż via rozkład SVD, że jest osobliwa.
- Ex. 120.21Application
5 rzutów uczciwą monetą. Oblicz gdzie = liczba orłów.
- Ex. 120.22Application
. Oblicz .
- Ex. 120.23Application
Pięć punktów: , , , , . Znajdź i linii regresji .
- Ex. 120.24Application
Test A/B: konwersja A = 10%, B = 12%, każda. Wykonaj dwustronny test dla różnicy proporcji na .
- Ex. 120.25Understanding
Jaka jest prawidłowa różnica między przedziałem ufności 95% (częstościowy) i wiarygodnym przedziałem 95% (bayesowski)?
- Ex. 120.26ApplicationAnswer key
Pokaż, że .
- Ex. 120.27ApplicationAnswer key
Prior , obserwacje z , . Oblicz rozkład posterior .
- Ex. 120.28Application
Sformułuj Centralne Twierdzenie Graniczne i wyjaśnij intuicyjnie, dlaczego to działa.
- Ex. 120.29Challenge
Pokaż, że używając współrzędnych biegunowych.
- Ex. 120.30Challenge
Dlaczego regresja wieloraka z cechami kolinearnymi daje niestabilny ? Wyjaśnij poprzez .
- Ex. 120.31ModelingAnswer key
Masa-sprężyna tłumiona: , , . Określ typ tłumienia i napisz rozwiązanie ogólne .
- Ex. 120.32ModelingAnswer key
Obwód RC z s. Ile czasu na spadek napięcia do 5% wartości początkowej?
- Ex. 120.33ModelingAnswer key
Masa-sprężyna: kg, N/m, siła , bez tłumienia. Dla którego amplituda rozbiegają się (rezonancja)?
- Ex. 120.34Modeling
Populacja rośnie w tempie wewnętrznym 2% rocznie z pojemnością i zbiorem 1000 osobników/rok. Modeluj równanie różniczkowe i zidentyfikuj punkty równowagi.
- Ex. 120.35Modeling
Użyj Newton-Raphson do przybliżenia zaczynając od . Wykonaj 3 iteracje.
- Ex. 120.36Modeling
Portfel Markowitza: 2 aktywa z , , , równe wagi. Oblicz zmienność portfela.
- Ex. 120.37Challenge
Pokaż używając szeregów Taylora , , .
- Ex. 120.38Proof
Pokaż Twierdzenie Fundamentalne Rachunku Różniczkowego (część 2): gdzie i jest ciągła na .
- Ex. 120.39Proof
Pokaż: .
- Ex. 120.40Proof
Danie , znajdź punkty na krzywej gdzie styczna jest pozioma.
Źródła
- Active Calculus 2.0 — Matt Boelkins, David Austin, Steve Schlicker · Grand Valley State University · 2024 · CC-BY-NC-SA. Źródło podstawowe do rachunku różniczkowego, całkowego i szeregów (oś A i część osi D).
- Linear Algebra Done Right (wyd. 4) — Sheldon Axler · 2024 · CC-BY-NC. Źródło podstawowe do diagonalizacji, SVD, wektorów własnych i przestrzeni wektorowych (oś B).
- OpenIntro Statistics (wyd. 4) — David Diez, Mine Çetinkaya-Rundel, Christopher Barr · 2019 · CC-BY-SA. Źródło podstawowe do prawdopodobieństwa, rozkładów, przedziałów ufności i regresji (oś C).
- Notes on Diffy Qs — Jiří Lebl · CC-BY-SA. Źródło podstawowe do równań różniczkowych (masa-sprężyna, oscylatory, obwody RC) w osi D.
- OpenStax Calculus Volume 2 — OpenStax · CC-BY-NC-SA. Dodatkowa referenz dla szeregów Taylora i całek niewłaściwych.