有趣的数学教材

有趣的高数、线代、概率教材,我推荐马同学图解系列。

单变量

多变量

线代

概率

1 看懂

数学的定义看上去让人望而却步,比如:

设函数上有定义。

如果存在常数,对任意给定的正数(不论它多么小),总存在正数,使得当满足不等式时,对应的函数值都满足不等式:

那么常数就叫做函数的极限,记作:

一般函数的极限定义

上面那段是微积分里的最基本概念,极限。是不是有一种,每个字都认识,但不知道在讲什么的感觉?图解课程希望用图让你看懂。

1.1 动图

首先来个运动过程把握下整体:

1.2 静态图

再用分帧讲解,展现细节:

1.3 互动图

光看还不行,那就动下手吧:

1.4 练习

光说不练假把式,检验懂不懂的最好方法,当然是做题:

2 持续看懂

数学语言不是生活语言,往往看到后面时,前面的内容已经有所遗忘,这样还是会导致看不懂。

2.1 知识点引用

为此,作为线上教材,我们有知识点引用:

2.2 关键字搜索

如果引用的关键字仍不能使同学解惑,教材还配有关键字搜索:

2.3 知识的关联

更重要的是,数学知识并不割裂,它应该有一条清晰的逻辑链。因此,马同学的教材也注意前后知识点的联结:

在单变量微积分中介绍过,可以用来近似(“代替”)点附近的曲线,这就是一种以直代曲,这样的近似会大大降低处理曲线问题的难度:

同样的,在多变量函数中,我们需要找到一个平面来近似附近的曲面:

摘自马同学多变量微积分
3 细节

数学不容易看懂,或者以为看懂其实没看懂,还有一个原因是细节太多了。图解课程力争展现更多的细节。

3.1 没被发现的细节
切线函数和微分函数的区别在于,前者在坐标系下,后者在坐标系下:

因此,两者的自变量和因变量是有区别的:

还有一个重大的区别:

摘自马同学图解单变量微积分
3.2 一直受困的细节
二维空间中可能有三维向量,比如下图中的

这是一个向量空间,它的为:

所以这是一个2维空间,但其中的向量为3维向量。

摘自马同学图解线性代数
4 有趣

如果能看懂内容,那么可以来关心下有趣这件事情了。

4.1 有趣的问题

如果这个知识能解决一些有趣的问题,那它本身也会有趣。比如古典派概率的知识可以解决下面这个问题

有次梅累骑士和朋友尼古拉斯(没有查到叫什么,估妄取一个,方便后面的讲述)打赌,赌注是64个金币。规矩是扔骰子,先扔出三次“6点”的话就梅累获胜,先扔出三次“4点”的话则尼古拉斯获胜:

玩了几次之后,战况如下,出现了两次“6点”,一次“4点”:

这个时候据说国王突然宣他们觐见,赌博只有中断,自然会产生一个问题:赌资如何分配?

尼古拉斯说,梅累只需要再出现一次“6点”就可获胜,而自己要出现两次“4点”才行,因此梅累应该获得两倍于自己的赌注,即按如下的比例来分配赌注:

梅累可不这么认为,他说自己只要再胜一次就可以通吃,而尼古拉斯要再胜一次才能和他平分秋色,所以他认为应该按照如下比例分配赌注:

这就是数学史上著名的(division of the stakes)。

摘自马同学图解概率与统计
4.2 生活的知识

如果数学知识可以和生活知识结合寄来,也会变得有趣。比如,教材中关于等价向量组的描述就是用色彩来描述的。

用颜色来解释上面的定理就是,既然是等价向量组,那么可以调出所有的颜色,所以也可以调出来所有的颜色:
摘自马同学图解线性代数
4.3 应用

如果,在生产生活中可以应用所学的知识,也会让学习变得有趣。比如点积可以用来做书籍推荐。

下面是某书评网站,用户对一些书籍进行了相应的评分:

那么第一个用户信息可以用向量来表示。

第二个的用户信息可以用向量来表示。

则它们的相似性就可以用余弦距离来表示:

带入数据,结果保留到小数点后两位:

以此类推,我们就可以做出如下表格,表明各个用户的相似性:

摘自马同学图解线性代数
5 结语

如果推荐一个有趣的高数、线代、概率教材,我推荐马同学图解系列。

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