公式索引 · 281

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每条记录保留变量含义、成立假设、相关主题与应用范围,避免只展示脱离语境的等式。

281 条公式
  1. 101

    数学 · 泛函分析与算子理论 · 定义式

    伴随、自伴与正算子

    教材位置:M16 · 紧算子与自伴算子

    Tx,y=x,Ty(xH).\langle Tx,y\rangle=\langle x,T^*y\rangle \quad(x\in H).

    变量

    TT
    在“伴随、自伴与正算子”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    xx
    在“伴随、自伴与正算子”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    yy
    在“伴随、自伴与正算子”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    HH
    在“伴随、自伴与正算子”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • H,KH,K 为 Hilbert 空间,T:HKT:H\to K 有界。
    • H=KH=KT=TT=T^*,称 TT 自伴。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把自伴算子的实谱和正交性整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:这条定理常用于变分问题:弱收敛提供有界列的候选极限,紧算子再把观测量或低阶项提升为强收敛。
    • 推导:M16 · 紧算子与自伴算子
  2. 102

    数学 · 概率论 · 定义式

    贝叶斯后验与贝叶斯行动

    教材位置:M06 · 估计、检验与统计决策综合复习

    π(θx)=L(θ;x)π(θ)ΘL(u;x)π(u)du.\pi(\theta\mid x) =\frac{L(\theta;x)\pi(\theta)} {\int_\Theta L(u;x)\pi(u)\,du}.

    变量

    π\pi
    在“贝叶斯后验与贝叶斯行动”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    θ\theta
    在“贝叶斯后验与贝叶斯行动”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    xx
    作为求和或积分中的取值变量,单位:不适用
    LL
    在“贝叶斯后验与贝叶斯行动”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    Θ\Theta
    在“贝叶斯后验与贝叶斯行动”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    uu
    在“贝叶斯后验与贝叶斯行动”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 功效约 86% 的含义是:若真实通过率始终为 0.65,重复运行同一百次设计和同一检验,约 86% 的研究会拒绝 p=0.5p=0.5
    • 先验不是把二项似然“归一化一下”后自动产生的;不同先验会形成不同后验,特别是在小样本或弱信息问题中。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把似然、信息与区间构造的统一整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:为了展示这一点,在同一二项案例上加入一套明确的贝叶斯模型;这一步新增了先验,不能假装是前面频率检验的自然等价改写。
    • 推导:M06 · 估计、检验与统计决策综合复习
  3. 103

    数学 · 数学基础 · 典范公式

    标准式中的焦点、准线与离心率

    教材位置:M01 · 直线、圆锥曲线与参数方程

    x2a2+y2b2=1\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1

    变量

    xx
    在“标准式中的焦点、准线与离心率”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    aa
    在“标准式中的焦点、准线与离心率”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    yy
    在“标准式中的焦点、准线与离心率”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    bb
    在“标准式中的焦点、准线与离心率”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • (2,4)(2,4) 满足 42=824^2=8\cdot2
    • a>b>0a>b>0,并令 c2=a2b2c^2=a^2-b^2

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把圆锥曲线的焦点准线刻画整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:x2+y2=a2x^2+y^2=a^2 对应 a=ba=bc=0c=0;此时两个焦点合并在圆心,有限准线表示退化,因此通常直接用定心定半径定义圆。
    • 推导:M01 · 直线、圆锥曲线与参数方程
  4. 104

    数学 · 实分析与测度论 · 定义式

    测度与概率测度

    教材位置:M12 · 测度、可测集与可测函数

    μ:A[0,]\mu:\mathcal A\longrightarrow[0,\infty]

    变量

    μ\mu
    在“测度与概率测度”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    AA
    在“测度与概率测度”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • (X,A)(X,\mathcal A) 为可测空间。
    • μ(X)=1\mu(X)=1,则 μ\mu 是概率测度,常记作 PP

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把可测函数和简单函数逼近整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:测度允许取 \infty,所以一般不能随意做 \infty-\infty
    • 推导:M12 · 测度、可测集与可测函数
  5. 105

    数学 · 拓扑与微分几何 · 典范公式

    常见误区与拓扑粗细实验

    教材位置:M15 · 拓扑空间、基与连续映射

    id:(X,P(X))(X,{,X})\operatorname{id}:(X,\mathcal P(X))\longrightarrow(X,\{\varnothing,X\})

    变量

    XX
    在“常见误区与拓扑粗细实验”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    PP
    在“常见误区与拓扑粗细实验”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 若同一集合上 τ1τ2\tau_1\subseteq\tau_2,称 τ2\tau_2τ1\tau_1 细。
    • 连续,但当 X>1|X|>1 时逆映射不连续。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把连续映射、开集原像与同胚整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:相反,长度、角度与曲率并非纯拓扑量,不能仅由同胚推出。
    • 推导:M15 · 拓扑空间、基与连续映射
  6. 106

    数学 · 最优化 · 定义式

    次梯度与次微分

    教材位置:M11 · 凸集、凸函数与次梯度

    f(y)f(x)+gT(yx)对所有 yC,f(\mathbf y)\ge f(\mathbf x)+\mathbf g^\mathsf T(\mathbf y-\mathbf x) \quad\text{对所有 }\mathbf y\in C,

    变量

    ff
    在“次梯度与次微分”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    yy
    在“次梯度与次微分”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    xx
    在“次梯度与次微分”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    gg
    在“次梯度与次微分”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    CC
    在“次梯度与次微分”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • f:CRf:C\to\mathbb R 为凸函数。
    • ff 在内点 x\mathbf x 可微,则 f(x)={f(x)}\partial f(\mathbf x)=\{\nabla f(\mathbf x)\}

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把次梯度、分离超平面与支撑函数整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:带约束问题则需把次微分与可行域法锥合并,不能机械要求 0f\mathbf0\in\partial f
    • 推导:M11 · 凸集、凸函数与次梯度
  7. 107

    数学 · 复分析 · 典范公式

    从两条坐标方向推导 Cauchy–Riemann 方程

    教材位置:M13 · 复微分、Cauchy–Riemann 方程与全纯函数

    Δu=uxΔx+uyΔy+o(h),Δv=vxΔx+vyΔy+o(h).\begin{aligned} \Delta u&=u_x\Delta x+u_y\Delta y+o(|h|),\\ \Delta v&=v_x\Delta x+v_y\Delta y+o(|h|). \end{aligned}

    变量

    Δ\Delta
    在“从两条坐标方向推导 Cauchy–Riemann 方程”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    uu
    在“从两条坐标方向推导 Cauchy–Riemann 方程”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    uxDeltau_{xDelta}
    用下标 xDelta 区分 u 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    xx
    在“从两条坐标方向推导 Cauchy–Riemann 方程”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    uyDeltau_{yDelta}
    用下标 yDelta 区分 u 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    yy
    在“从两条坐标方向推导 Cauchy–Riemann 方程”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    oo
    在“从两条坐标方向推导 Cauchy–Riemann 方程”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    hh
    在“从两条坐标方向推导 Cauchy–Riemann 方程”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    vv
    在“从两条坐标方向推导 Cauchy–Riemann 方程”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    vxDeltav_{xDelta}
    用下标 xDelta 区分 v 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    vyDeltav_{yDelta}
    用下标 yDelta 区分 v 的分量、样本或离散状态,单位:不适用

    成立条件

    • 1. 若 ffz0z_0 复可微,则 u,vu,v 的四个坐标偏导在该点存在,并满足 CR 方程。
    • 2. 若 u,vu,v 作为从 R2\mathbb R^2R\mathbb R 的函数在 (x0,y0)(x_0,y_0) 实可微,并在该点满足 CR 方程,则 ffz0z_0 复可微。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把解析函数的调和实部和虚部整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:除以 hh 后余项趋于零,因此复差商趋于 ux+ivxu_x+iv_x
    • 推导:M13 · 复微分、Cauchy–Riemann 方程与全纯函数
  8. 108

    数学 · 线性代数 · 定义式

    代数余子式与伴随矩阵

    教材位置:M04 · 行列式与体积缩放

    Cij=(1)i+jdetMij.C_{ij}=(-1)^{i+j}\det M_{ij}.

    变量

    CijC_{ij}
    用下标 ij 区分 C 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    ii
    在“代数余子式与伴随矩阵”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    jj
    在“代数余子式与伴随矩阵”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    MijM_{ij}
    用下标 ij 区分 M 的分量、样本或离散状态,单位:不适用

    成立条件

    • BB 可逆时,可用只加倍行的分块消元把 CC 清除为零,行列式不变;若 BB 奇异,可从置换公式看出,任何非零项必须分别在两个对角方块中选择完整的行列匹配,结论仍成立。
    • 普通分块矩阵若左下角不为零,不能不加条件地套用对角方块乘积。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把体积缩放、方向与可逆性整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:普通分块矩阵若左下角不为零,不能不加条件地套用对角方块乘积。
    • 推导:M04 · 行列式与体积缩放
  9. 109

    数学 · 微积分与分析 · 定义式

    导数的差商定义

    教材位置:M02 · 导数与微分

    f(x)=limh0f(x+h)f(x)hf'(x)=\lim_{h\to0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h}

    变量

    xx
    求导位置,单位:不适用
    hh
    非零输入增量,单位:不适用
    ff
    在“导数的差商定义”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 差商极限存在且有限。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:导数与微分
    • 应用:极限与连续性
    • 边界:存在且为有限实数,则称 ffaa 可导,并把该极限称为导数。
    • 推导:M02 · 导数与微分
  10. 110

    数学 · 微积分与分析 · 定义式

    等价无穷小

    教材位置:M02 · 函数极限与连续性

    limxaα(x)β(x)=1,\lim_{x\to a}\frac{\alpha(x)}{\beta(x)}=1,

    变量

    xx
    在“等价无穷小”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    aa
    在“等价无穷小”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    α\alpha
    在“等价无穷小”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    β\beta
    在“等价无穷小”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • xax\to a 时,极限为零的函数称为该过程中的无穷小。
    • α(x)0\alpha(x)\to0,则对每个正阈值,α(x)|\alpha(x)| 在充分靠近 aa 时都低于该阈值。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把连续、间断点与介值性质整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:xax\to a 时,极限为零的函数称为该过程中的无穷小。
    • 推导:M02 · 函数极限与连续性
  11. 111

    数学 · 离散数学 · 定义式

    递推关系、阶数与初始条件

    教材位置:M07 · 递推关系与生成函数

    an=F(n,an1,,ank),nk,a_n=F(n,a_{n-1},\ldots,a_{n-k}), \qquad n\ge k,

    变量

    ana_{n}
    用下标 n 区分 a 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    FF
    在“递推关系、阶数与初始条件”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    nn
    在“递推关系、阶数与初始条件”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    an1a_{n-1}
    用下标 n-1 区分 a 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    anka_{n-k}
    用下标 n-k 区分 a 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    kk
    在“递推关系、阶数与初始条件”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 则称它满足一个 kk 阶递推关系。
    • 从初始项向前计算可用于数值核对,也说明唯一性:若两个数列满足相同递推和相同的前 kk 项,逐项比较即可证明它们处处相等。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把普通生成函数与系数提取整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:单独一条递推式通常不能确定唯一数列;递推开始的下标、所需的初始值以及参数范围都属于定义。
    • 推导:M07 · 递推关系与生成函数
  12. 112

    数学 · 复分析 · 典范公式

    第四步:保角映射需要像域、逆映射和导数三重核验

    教材位置:M13 · 复分析方法综合复习

    S={w:π/2<Imw<π/2}.S=\{w:-\pi/2<\operatorname{Im}w<\pi/2\}.

    变量

    SS
    在“第四步:保角映射需要像域、逆映射和导数三重核验”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    ww
    在“第四步:保角映射需要像域、逆映射和导数三重核验”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    π\pi
    在“第四步:保角映射需要像域、逆映射和导数三重核验”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 上半圆弧长为 πR\pi R,弧上当 R>aR>a 时有 z2+a2R2a2|z^2+a^2|\ge R^2-a^2,故弧积分绝对值不超过 πR/(R2a2)0\pi R/(R^2-a^2)\to0
    • wSw\in Sewe^w 位于右半平面,分母不为零,逆式确实回到圆盘。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把局部级数决定奇点和全局积分整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:参数条件 a>0a>0 决定极点位置和最终符号;圆弧积分趋零需要估计,不能只凭图形省略。
    • 推导:M13 · 复分析方法综合复习
  13. 113

    数学 · 数值分析 · 更新式

    定常迭代的谱半径判据

    教材位置:M10 · 线性方程组的直接与迭代解法

    ρ(G)=maxλσ(G)λ<1.\rho(G)=\max_{\lambda\in\sigma(G)}|\lambda|<1.

    变量

    ρ\rho
    在“定常迭代的谱半径判据”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    GG
    在“定常迭代的谱半径判据”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    λ\lambda
    在“定常迭代的谱半径判据”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    σ\sigma
    在“定常迭代的谱半径判据”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • ρ(G)<1\rho(G)<1,Jordan 标准形中的每个块都由 λk\lambda^k 乘至多关于 kk 的多项式,故 Gk0G^k\to0,于是所有初始误差趋于零。
    • 反之,若存在特征值 λ1|\lambda|\ge1,取相应特征向量为初始误差,则 Gke(0)=λke(0)G^k\mathbf e^{(0)}=\lambda^k\mathbf e^{(0)} 不趋于零。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把Jacobi、Gauss-Seidel 与迭代收敛整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:ρ(G)<1\rho(G)<1,Jordan 标准形中的每个块都由 λk\lambda^k 乘至多关于 kk 的多项式,故 Gk0G^k\to0,于是所有初始误差趋于零。
    • 推导:M10 · 线性方程组的直接与迭代解法
  14. 114

    数学 · 离散数学 · 典范公式

    度数、树和搜索算法各有可核对的不变量

    教材位置:M07 · 组合、图论与离散证明综合复习

    vVdeg(v)=2E,\sum_{v\in V}\deg(v)=2|E|,

    变量

    vv
    在“度数、树和搜索算法各有可核对的不变量”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    VV
    在“度数、树和搜索算法各有可核对的不变量”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    EE
    在“度数、树和搜索算法各有可核对的不变量”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 对有向无环图 D=(V,A)D=(V,A),定义 uvu\preceq v 当且仅当 u=vu=v 或存在从 uuvv 的有向路径。
    • 若有向图含环,可达关系仍自反、传递,却可能不反对称,只是预序。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把图结构中的连通、匹配与着色整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:算法名称不能替代所保持的不变量。
    • 推导:M07 · 组合、图论与离散证明综合复习
  15. 115

    数学 · 微分方程与动力系统 · 定义式

    对状态变量局部 Lipschitz

    教材位置:M08 · 初值问题、存在唯一性与方向场

    f(t,y1)f(t,y2)Ly1y2,|f(t,y_1)-f(t,y_2)|\le L|y_1-y_2|,

    变量

    ff
    在“对状态变量局部 Lipschitz”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    tt
    在“对状态变量局部 Lipschitz”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    y1y_{1}
    用下标 1 区分 y 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    y2y_{2}
    用下标 2 区分 y 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    LL
    在“对状态变量局部 Lipschitz”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 更准确地说,Peano 局部存在定理断言:若 ff 在包含 (t0,y0)(t_0,y_0) 的矩形上连续,则初值问题在初始时刻两侧某个足够短的区间内至少有一条解。
    • 若偏导 f/y\partial f/\partial y 在一个矩形上连续,则它在较小闭矩形上有界,由中值定理可推出这一 Lipschitz 条件。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把利普希茨条件与解的唯一性整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:连续性使右端在闭矩形上有界,从而限制短时间内的竖直位移;紧性论证再从近似曲线中取得一条满足积分方程的极限。
    • 推导:M08 · 初值问题、存在唯一性与方向场
  16. 116

    数学 · 数值分析 · 典范公式

    多项式插值的存在唯一性

    教材位置:M10 · 插值、多项式逼近与样条

    pn(xi)=yi,i=0,,n.p_n(x_i)=y_i,\qquad i=0,\ldots,n.

    变量

    pnp_{n}
    用下标 n 区分 p 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    xix_{i}
    用下标 i 区分 x 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    yiy_{i}
    用下标 i 区分 y 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    ii
    在“多项式插值的存在唯一性”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    nn
    在“多项式插值的存在唯一性”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 存在性可由下一节的 Lagrange 公式直接构造。
    • 为证唯一性,设 pnp_nqnq_n 都满足插值条件,则差 r=pnqnr=p_n-q_n 的次数不超过 nn,却在 n+1n+1 个互异节点上为零。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把分段多项式、样条与光滑拼接整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:正文未把极限情形单列为独立公式;适用边界以本小节声明的定义域、假设和边界条件为限。
    • 推导:M10 · 插值、多项式逼近与样条
  17. 117

    数学 · 数学基础 · 定义式

    二元关系及其复合

    教材位置:M00 · 等价关系、序关系与数学归纳法

    x(SR)zyY(xRyySz).x(S\circ R)z \quad\Longleftrightarrow\quad \exists y\in Y\,(xRy\land ySz).

    变量

    xx
    在“二元关系及其复合”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    SS
    在“二元关系及其复合”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    RR
    在“二元关系及其复合”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    zz
    在“二元关系及其复合”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    yy
    在“二元关系及其复合”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    YY
    在“二元关系及其复合”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 实数上的等号既对称又反对称;严格小于关系既不自反也不对称,却满足传递性;“不是朋友”之类的日常说法若没有明确定义论域和规则,不能直接搬入证明。
    • 它没有把“存在中间点”误写成“存在唯一中间点”。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把偏序、哈斯图与极值元整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:实数上的等号既对称又反对称;严格小于关系既不自反也不对称,却满足传递性;“不是朋友”之类的日常说法若没有明确定义论域和规则,不能直接搬入证明。
    • 推导:M00 · 等价关系、序关系与数学归纳法
  18. 118

    数学 · 微积分与分析 · 定义式

    反常积分及其收敛

    教材位置:M02 · 积分方法、无穷级数与单变量微积分复习

    limRaRf(x)dx\lim_{R\to\infty}\int_a^R f(x)\,\mathrm dx

    变量

    RR
    在“反常积分及其收敛”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    aa
    在“反常积分及其收敛”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    ff
    在“反常积分及其收敛”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    xx
    在“反常积分及其收敛”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 被积函数在区间上非负且不超过一,积分值应位于 [0,π/2][0,\pi/2]2/32/3 满足该界。
    • 当且仅当 p>1p>1 时,R1p0R^{1-p}\to0,故 1xpdx=1/(p1)\int_1^\infty x^{-p}\,\mathrm dx=1/(p-1)

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把反常积分与级数收敛判别整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:存在,则称 af(x)dx\int_a^\infty f(x)\,\mathrm dx 收敛,并把该极限作为积分值。
    • 推导:M02 · 积分方法、无穷级数与单变量微积分复习
  19. 119

    数学 · 泛函分析与算子理论 · 定义式

    范数、Cauchy 列与 Banach 空间

    教材位置:M16 · 赋范空间、Banach 空间与有界算子

    x=0x=0,αx=αx,x+yx+y,\|x\|=0\Longleftrightarrow x=0, \qquad \|\alpha x\|=|\alpha|\,\|x\|, \qquad \|x+y\|\le \|x\|+\|y\|,

    变量

    xx
    在“范数、Cauchy 列与 Banach 空间”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    α\alpha
    在“范数、Cauchy 列与 Banach 空间”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    yy
    在“范数、Cauchy 列与 Banach 空间”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • XX 是实或复向量空间。
    • 序列 (xn)(x_n) 若对每个 ε>0\varepsilon>0 都存在 NN,使 m,nNm,n\ge Nxmxn<ε\|x_m-x_n\|<\varepsilon,就称为 Cauchy 列。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把有界线性算子及算子范数整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:有限维线性代数主要研究代数运算;只要坐标有限,许多极限问题会被欧氏空间的良好性质自动解决。
    • 推导:M16 · 赋范空间、Banach 空间与有界算子
  20. 120

    数学 · 概率论 · 定义式

    方差

    教材位置:M05 · 期望、方差与协方差

    Var(X)=E[(XE[X])2]\operatorname{Var}(X)=\mathbb{E}[(X-\mathbb{E}[X])^2]

    变量

    XX
    具有有限二阶矩的随机变量,单位:不适用

    成立条件

    • 随机变量的二阶矩有限。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:期望、方差与协方差
    • 边界:方差计算式中的两个大数 E[X2]\mathbb E[X^2]μX2\mu_X^2 可能非常接近,浮点实现宜使用中心化或稳定的在线更新,不能把灾难性消减误认为真实的负方差。
    • 推导:M05 · 期望、方差与协方差
  21. 121

    数学 · 微积分与分析 · 恒等式

    方向导数与梯度

    教材位置:M03 · 偏导数、方向导数与梯度

    Duf(x)=f(x)TuD_{\mathbf{u}}f(\mathbf{x})=\nabla f(\mathbf{x})^\mathsf{T}\mathbf{u}

    变量

    f\nabla f
    函数在当前位置的梯度,单位:不适用
    u\mathbf{u}
    考察方向,单位:不适用
    xx
    在“方向导数与梯度”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 函数在该点可微,方向向量使用同一欧氏内积。

    相关概念

    适用与边界

  22. 122

    数学 · 拓扑与微分几何 · 定义式

    仿射参数测地线

    教材位置:M15 · Riemann 度量、测地线与曲率

    γ˙γ˙=0,\nabla_{\dot\gamma}\dot\gamma=0,

    变量

    γ\gamma
    在“仿射参数测地线”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 联络给出沿方向 XX 对向量场 YY 求协变导数 XY\nabla_XY 的规则:它对 XX 是函数线性的,对 YY 满足 Leibniz 法则。
    • 非仿射重参数可能保留同一条几何轨迹,却不再满足右端为零的方程。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把联络、协变导数与测地线整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:Γijk\Gamma^k_{ij} 不是张量分量:在一个点可选正规坐标使它们全为零,但不能由此推出附近曲率为零。
    • 推导:M15 · Riemann 度量、测地线与曲率
  23. 123

    数学 · 实分析与测度论 · 定义式

    非负简单函数的积分

    教材位置:M12 · Lebesgue 积分与收敛定理

    Xsdμ=k=1rakμ(Ak).\int_X s\,\mathrm d\mu =\sum_{k=1}^{r}a_k\mu(A_k).

    变量

    XX
    在“非负简单函数的积分”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    ss
    在“非负简单函数的积分”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    μ\mu
    在“非负简单函数的积分”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    kk
    在“非负简单函数的积分”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    rr
    在“非负简单函数的积分”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    akmua_{kmu}
    用下标 kmu 区分 a 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    AkA_{k}
    用下标 k 区分 A 的分量、样本或离散状态,单位:不适用

    成立条件

    • (X,A,μ)(X,\mathcal A,\mu) 为测度空间。
    • 若某个 ak=0a_k=0μ(Ak)=\mu(A_k)=\infty,约定该项为零。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把单调收敛、Fatou 引理与控制收敛整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:Lebesgue 理论先处理只取有限多个值的可测函数,再用单调极限逼近一般非负可测函数。
    • 推导:M12 · Lebesgue 积分与收敛定理
  24. 124

    数学 · 微积分与分析 · 定义式

    分布导数

    教材位置:M09 · 广义函数、采样与 Poisson 求和

    T,φ=T,φ\langle T',\varphi\rangle =-\langle T,\varphi'\rangle

    变量

    TT
    在“分布导数”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    φ\varphi
    在“分布导数”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 物理系数必须保留单位:若 F(t)=Jδ0(t)F(t)=J\delta_0(t) 表示冲量,JJ 的单位是牛顿秒,而 δ0(t)\delta_0(t) 对时间积分后无量纲地给出一。
    • 把 delta 当作普通无量纲函数会丢失这一单位关系。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把冲激梳、Poisson 求和与频谱周期化整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:因为测试函数在远处为零,边界项消失。
    • 推导:M09 · 广义函数、采样与 Poisson 求和
  25. 125

    数学 · 复分析 · 定义式

    分段光滑有向曲线及其积分

    教材位置:M13 · Cauchy 定理与积分公式

    L(γ)=abγ(t)dt.L(\gamma)=\int_a^b|\gamma'(t)|\,\mathrm dt.

    变量

    LL
    在“分段光滑有向曲线及其积分”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    γ\gamma
    在“分段光滑有向曲线及其积分”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    aa
    在“分段光滑有向曲线及其积分”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    bb
    在“分段光滑有向曲线及其积分”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    tt
    在“分段光滑有向曲线及其积分”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • gamma:[a,b]Cgamma:[a,b]\to\mathbb C 是分段连续可微曲线。
    • gamma1gamma_1 的终点等于 gamma2gamma_2 的起点,拼接曲线写作 γ1γ2\gamma_1*\gamma_2,积分满足可加性。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把柯西积分定理及单连通性整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:本章的逻辑顺序不能颠倒。
    • 推导:M13 · Cauchy 定理与积分公式
  26. 126

    数学 · 概率论 · 定义式

    概率测度的三条公理

    教材位置:M05 · 概率公理与组合概率

    P:F[0,1],\mathbb P:\mathcal F\to[0,1],

    变量

    FF
    在“概率测度的三条公理”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 1. ΩF\Omega\in\mathcal F; 2. 若 AFA\in\mathcal F,则 AcFA^c\in\mathcal F; 3. 若 A1,A2,FA_1,A_2,\ldots\in\mathcal F,则 i=1AiF\bigcup_{i=1}^{\infty}A_i\in\mathcal F
    • 有限等可能计数只是满足公理的一类模型,不是公理本身。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把加法公式、容斥与有限可加性整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:这一区分也解释了为什么不能把结果值直接当作概率。
    • 推导:M05 · 概率公理与组合概率
  27. 127

    数学 · 概率论 · 定义式

    概率质量函数

    教材位置:M05 · 随机变量与分布

    pX(x)=P(X=x),xSX.p_X(x)=\mathbb P(X=x),\qquad x\in S_X.

    变量

    pXp_{X}
    给取值 x 分配概率权重,单位:不适用
    xx
    作为求和或积分中的取值变量,单位:不适用
    XX
    作为概率分布、期望或方差的对象,单位:不适用
    SXS_{X}
    用下标 X 区分 S 的分量、样本或离散状态,单位:不适用

    成立条件

    • 反过来,任何满足单调不减、右连续以及两端极限为零和一的实函数,都唯一确定一个实值概率分布。
    • XX 的取值落在至多可数集合 SXS_X 中,则 XX 是离散随机变量。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把离散分布、连续密度与变量变换整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:反过来,任何满足单调不减、右连续以及两端极限为零和一的实函数,都唯一确定一个实值概率分布。
    • 推导:M05 · 随机变量与分布
  28. 128

    数学 · 微分方程与动力系统 · 定义式

    高阶线性微分方程

    教材位置:M08 · 高阶线性方程与常系数方法

    an(t)y(n)+an1(t)y(n1)++a1(t)y+a0(t)y=g(t),a_n(t)y^{(n)}+a_{n-1}(t)y^{(n-1)}+\cdots+a_1(t)y'+a_0(t)y=g(t),

    变量

    ana_{n}
    用下标 n 区分 a 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    tt
    在“高阶线性微分方程”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    yy
    在“高阶线性微分方程”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    nn
    在“高阶线性微分方程”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    an1a_{n-1}
    用下标 n-1 区分 a 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    a1a_{1}
    用下标 1 区分 a 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    a0a_{0}
    用下标 0 区分 a 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    gg
    在“高阶线性微分方程”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • g=0g=0,方程称为齐次;若 g0g\ne0,称为非齐次。
    • 若首项系数在某点为零,该点可能是奇点,不能直接套用普通点附近的结论。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把常系数方程的特征根整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:若首项系数在某点为零,该点可能是奇点,不能直接套用普通点附近的结论。
    • 推导:M08 · 高阶线性方程与常系数方法
  29. 129

    数学 · 数学基础 · 定义式

    根与重数

    教材位置:M01 · 多项式、因式分解与有理式

    p(x)=(xa)mg(x),p(x)=(x-a)^m g(x),

    变量

    pp
    在“根与重数”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    xx
    在“根与重数”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    aa
    在“根与重数”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    mm
    在“根与重数”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    gg
    在“根与重数”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 特别地,p(a)=0p(a)=0 当且仅当余式为零,也当且仅当 xax-a 整除 p(x)p(x);这条等价关系称为因式定理。
    • p(a)=0p(a)=0,实数 aapp 的根。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把因式分解、根与重数整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:只试若干数值不能证明两个高次多项式恒等;系数比较或完整展开才覆盖所有实数输入。
    • 推导:M01 · 多项式、因式分解与有理式
  30. 130

    数学 · 复分析 · 定义式

    孤立奇点处的留数

    教材位置:M13 · 孤立奇点、Laurent 级数与留数

    Res(f,a)=c1.\operatorname{Res}(f,a)=c_{-1}.

    变量

    ff
    在“孤立奇点处的留数”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    aa
    在“孤立奇点处的留数”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    c1c_{-1}
    用下标 -1 区分 c 的分量、样本或离散状态,单位:不适用

    成立条件

    • aa 是简单极点,则 Res(f,a)=limza(za)f(z)\operatorname{Res}(f,a)=\lim_{z\to a}(z-a)f(z)
    • f=g/hf=g/hg,hg,haa 全纯,h(a)=0h(a)=0h(a)0h'(a)\ne0,则 Res(f,a)=g(a)/h(a)\operatorname{Res}(f,a)=g(a)/h'(a)

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把留数定理与闭合路径选择整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:挖去每个奇点周围的小圆,剩余多连通区域上可用 Cauchy 定理;内边界相对该区域取顺时针方向。
    • 推导:M13 · 孤立奇点、Laurent 级数与留数
  31. 131

    数学 · 微积分与分析 · 定义式

    弧长与弧长元

    教材位置:M03 · 曲线积分与曲面积分

    L(C)=abr(t)dt.L(C)=\int_a^b\lVert\mathbf r'(t)\rVert\,\mathrm dt.

    变量

    LL
    在“弧长与弧长元”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    CC
    在“弧长与弧长元”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    aa
    在“弧长与弧长元”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    bb
    在“弧长与弧长元”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    rr
    在“弧长与弧长元”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    tt
    在“弧长与弧长元”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • r(t)=0\mathbf r'(t)=\mathbf0 只发生在有限个接点,而曲线可改写成有限段正则参数化,积分可分段定义。
    • 若一整段参数都映到同一点,或者在正长度参数区间上无限次回扫,就不能直接套用正则曲线公式。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把第一类与第二类曲线积分整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:若一整段参数都映到同一点,或者在正长度参数区间上无限次回扫,就不能直接套用正则曲线公式。
    • 推导:M03 · 曲线积分与曲面积分
  32. 132

    数学 · 数学基础 · 定义式

    集合的外延相等

    教材位置:M00 · 集合、映射与关系

    A=Bx(xAxB).A=B \quad\Longleftrightarrow\quad \forall x\,(x\in A\Longleftrightarrow x\in B).

    变量

    AA
    在“集合的外延相等”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    BB
    在“集合的外延相等”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    xx
    在“集合的外延相等”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 若顺序或重复次数重要,应改用序列、多重集或其他结构,而不是暗中改变“集合”的含义。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把映射的单射、满射与双射整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:成员关系与子集关系不能互换。
    • 推导:M00 · 集合、映射与关系
  33. 133

    数学 · 实分析与测度论 · 定义式

    几乎处处等价与 Lp 空间

    教材位置:M12 · Lp 空间、乘积测度与 Fubini 定理

    f=gμ-a.e.,f=g\quad\mu\text{-a.e.},

    变量

    ff
    在“几乎处处等价与 Lp 空间”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    gg
    在“几乎处处等价与 Lp 空间”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    μ\mu
    在“几乎处处等价与 Lp 空间”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • Lebesgue 积分看不见零测集上的改动:若可测函数 f,gf,g 只在零测集上不同,则 fpdμ\int |f|^p\,d\mugpdμ\int |g|^p\,d\mu 相同。
    • 直接把单个函数当作空间元素会造成一个缺陷:非零函数也可能具有“长度”零。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把乘积测度、Tonelli 与 Fubini 定理整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:正文未把极限情形单列为独立公式;适用边界以本小节声明的定义域、假设和边界条件为限。
    • 推导:M12 · Lp 空间、乘积测度与 Fubini 定理
  34. 134

    数学 · 离散数学 · 定义式

    加法原理、乘法原理与双射计数

    教材位置:M07 · 计数原理、容斥与鸽巢原理

    i=1mAi=i=1mAi.\left|\bigcup_{i=1}^m A_i\right| =\sum_{i=1}^m|A_i|.

    变量

    ii
    在“加法原理、乘法原理与双射计数”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    mm
    在“加法原理、乘法原理与双射计数”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    AiA_{i}
    用下标 i 区分 A 的分量、样本或离散状态,单位:不适用

    成立条件

    • 若存在双射 f:ABf:A\to B,即每个 AA 中元素对应唯一的 BB 中元素,且每个 BB 中元素恰好被对应一次,则 A=B|A|=|B|
    • 若经乙城中转,甲到乙有两条线路,乙到丙有四条线路。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把排列、组合与多重集合整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:正文未把极限情形单列为独立公式;适用边界以本小节声明的定义域、假设和边界条件为限。
    • 推导:M07 · 计数原理、容斥与鸽巢原理
  35. 135

    数学 · 概率论 · 定义式

    检验函数、两类错误与功效

    教材位置:M06 · 假设检验、功效与多重比较

    supθΘ0Eθ[φ(X)].\sup_{\theta\in\Theta_0}E_\theta[\varphi(X)].

    变量

    θ\theta
    在“检验函数、两类错误与功效”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    Θ0\Theta_{0}
    用下标 0 区分 Theta 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    EθE_{\theta}
    用下标 theta 区分 E 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    φ\varphi
    在“检验函数、两类错误与功效”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    XX
    作为概率分布、期望或方差的对象,单位:不适用

    成立条件

    • 两集合应互斥;在常见设定中还覆盖当前模型内要比较的参数值。
    • θΘ0\theta\in\Theta_0 却拒绝 H0H_0,发生第一类错误。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把第一类错误、第二类错误与功效整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:离散样本空间可能无法仅靠一个普通拒绝域恰好达到 α\alpha,此时边界随机化负责填补概率差。
    • 推导:M06 · 假设检验、功效与多重比较
  36. 136

    数学 · 数学基础 · 典范公式

    解集、符号区间和图像交点是同一信息的三种表示

    教材位置:M01 · 代数、函数与解析几何综合复习

    h(x)=Ci(xai)mij(xbj)nj,h(x)=C\frac{\prod_i(x-a_i)^{m_i}}{\prod_j(x-b_j)^{n_j}},

    变量

    hh
    在“解集、符号区间和图像交点是同一信息的三种表示”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    xx
    在“解集、符号区间和图像交点是同一信息的三种表示”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    CC
    在“解集、符号区间和图像交点是同一信息的三种表示”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    ii
    在“解集、符号区间和图像交点是同一信息的三种表示”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    aia_{i}
    用下标 i 区分 a 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    mim_{i}
    用下标 i 区分 m 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    jj
    在“解集、符号区间和图像交点是同一信息的三种表示”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    bjb_{j}
    用下标 j 区分 b 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    njn_{j}
    用下标 j 区分 n 的分量、样本或离散状态,单位:不适用

    成立条件

    • 若命题 P(x)P(x)Q(x)Q(x) 对定义域中每个 xx 满足 P(x)Q(x)P(x)\Longleftrightarrow Q(x),则二者等价,变形保持解集。
    • 若只能证明 P(x)Q(x)P(x)\Longrightarrow Q(x),新方程的解只构成候选集合;最终解集是候选中通过原式检验的元素。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把函数图像和方程解的互译整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:2-222 使分子为零,可以纳入;11 使原式无定义,不能纳入。
    • 推导:M01 · 代数、函数与解析几何综合复习
  37. 137

    数学 · 线性代数 · 定义式

    矩阵乘法

    教材位置:M04 · 矩阵及其运算

    (AB)ij=k=1naikbkj.(AB)_{ij}=\sum_{k=1}^{n}a_{ik}b_{kj}.

    变量

    AA
    在“矩阵乘法”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    BB
    在“矩阵乘法”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    ii
    在“矩阵乘法”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    jj
    在“矩阵乘法”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    kk
    在“矩阵乘法”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    nn
    在“矩阵乘法”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    aika_{ik}
    用下标 ik 区分 a 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    bkjb_{kj}
    用下标 kj 区分 b 的分量、样本或离散状态,单位:不适用

    成立条件

    • ARm×nA\in\mathbb R^{m\times n}BRn×pB\in\mathbb R^{n\times p}
    • 这个复合解释同时说明乘法顺序:在 ABxAB\mathbf x 中,右侧的 BB 先作用。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把矩阵乘法、列组合与映射复合整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:正文未把极限情形单列为独立公式;适用边界以本小节声明的定义域、假设和边界条件为限。
    • 推导:M04 · 矩阵及其运算
  38. 138

    数学 · 线性代数 · 定义式

    矩阵的零空间与零化度

    教材位置:M04 · 线性方程组的解结构

    N(A)={xRn:Ax=0}.\mathcal N(A)=\{\mathbf x\in\mathbb R^n:A\mathbf x=\mathbf0\}.

    变量

    NN
    在“矩阵的零空间与零化度”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    AA
    在“矩阵的零空间与零化度”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    xx
    在“矩阵的零空间与零化度”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    nn
    在“矩阵的零空间与零化度”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 非齐次系统若有一个特解 xp\mathbf x_p,则全部解恰为 xp+N(A)\mathbf x_p+\mathcal N(A)
    • 初等行变换保持行空间和零空间,却通常不保持列空间本身:左乘可逆矩阵会同时变换所有列在 Rm\mathbb R^m 中的位置。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把解空间、零空间与秩-零化度整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:阶梯形的主元列位置能告诉我们应从原矩阵选择哪些列作为 Col(A)\operatorname{Col}(A) 的基;不能拿最简阶梯形中的主元列替代原列。
    • 推导:M04 · 线性方程组的解结构
  39. 139

    数学 · 微积分与分析 · 定义式

    卷积近似恒等族

    教材位置:M09 · 傅里叶变换与卷积

    x>δkε(x)dx0(ε0),\int_{|x|>\delta}|k_\varepsilon(x)|\,\mathrm dx\longrightarrow0 \qquad(\varepsilon\to0),

    变量

    xx
    在“卷积近似恒等族”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    δ\delta
    在“卷积近似恒等族”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    kεk_{\varepsilon}
    用下标 varepsilon 区分 k 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    ε\varepsilon
    在“卷积近似恒等族”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 在信号处理中,线性平移不变系统的输出常写成 y=hxy=h*x,频域关系为 y^=h^x^\widehat y=\widehat h\,\widehat x
    • 它把质量逐步集中到原点;在适当的 LpL^p 或连续性条件下,kεfk_\varepsilon*f 逼近 ff

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把卷积定理、相关与滤波整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:由有限采样计算离散卷积时,还需区分线性卷积、循环卷积和边界填充;连续定理本身不替代离散实现的索引检查。
    • 推导:M09 · 傅里叶变换与卷积
  40. 140

    数学 · 数学基础 · 定义式

    绝对值与距离

    教材位置:M01 · 方程、不等式与绝对值

    u={u,u0,u,u<0.|u|=\begin{cases} u,&u\ge0,\\ -u,&u<0. \end{cases}

    变量

    uu
    在“绝对值与距离”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 这个核验同时检查候选值是否满足平方根的非负条件。
    • 当绝对值内部是 u(x)u(x) 时,零点 u(x)=0u(x)=0 把数轴分成符号不变的区间。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把绝对值方程的分区求解整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:先判断右侧常数的符号,能够避免套用不适用的区间公式。
    • 推导:M01 · 方程、不等式与绝对值
  41. 141

    数学 · 拓扑与微分几何 · 定义式

    开覆盖、子覆盖与紧致空间

    教材位置:M15 · 紧致性、连通性与分离公理

    X=Ui1Uin,X=U_{i_1}\cup\cdots\cup U_{i_n},

    变量

    XX
    在“开覆盖、子覆盖与紧致空间”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    UiU_{i}
    用下标 i 区分 U 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    UiU_{i}
    用下标 i 区分 U 的分量、样本或离散状态,单位:不适用

    成立条件

    • 若开集族 U={Ui:iI}\mathcal U=\{U_i:i\in I\} 满足 X=iIUiX=\bigcup_{i\in I}U_i,则称它是 XX 的开覆盖。
    • XX 的每个开覆盖都有有限子覆盖,就称 XX 紧致。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把序列紧致、局部紧致与度量条件整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:无限集合是否紧致不能由“大小”判断。
    • 推导:M15 · 紧致性、连通性与分离公理
  42. 142

    数学 · 微分方程与动力系统 · 定义式

    可分离方程

    教材位置:M08 · 可分离、线性与恰当方程

    y=g(t)h(y),y'=g(t)h(y),

    变量

    yy
    在“可分离方程”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    gg
    在“可分离方程”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    tt
    在“可分离方程”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    hh
    在“可分离方程”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • y=g(t)h(y)y'=g(t)h(y) 具有自变量与状态变量的乘积结构,是可分离方程; y+p(t)y=q(t)y'+p(t)y=q(t)yyyy' 都是一次,是一阶线性方程; M(t,y)dt+N(t,y)dy=0M(t,y)\,\mathrm dt+N(t,y)\,\mathrm dy=0 若来自某个势函数的全微分,就是恰当方程; 非线性式 y+p(t)y=q(t)yαy'+p(t)y=q(t)y^\alpha 可用幂代换化为线性方程; y=F(y/t)y'=F(y/t)t0t\ne0 的区间上可用比例 v=y/tv=y/t 降为可分离方程。
    • 每个满足 h(y)=0h(y_*)=0 的常值函数 yyy\equiv y_* 都应在除以 h(y)h(y) 前单独记录。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把恰当方程和势函数整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:这个论证也明确了 h(y)0h(y)\ne0 的适用范围。
    • 推导:M08 · 可分离、线性与恰当方程
  43. 143

    数学 · 最优化 · 定义式

    拉格朗日函数与对偶函数

    教材位置:M11 · 约束优化、KKT 条件与对偶性

    L(x,λ,ν)=f(x)+i=1mλigi(x)+j=1rνjhj(x).L(x,\lambda,\nu) =f(x)+\sum_{i=1}^m\lambda_i g_i(x) +\sum_{j=1}^r\nu_j h_j(x).

    变量

    LL
    提供需要最小化的标量目标,单位:不适用
    xx
    在“拉格朗日函数与对偶函数”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    λ\lambda
    在“拉格朗日函数与对偶函数”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    ν\nu
    在“拉格朗日函数与对偶函数”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    ff
    在“拉格朗日函数与对偶函数”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    ii
    在“拉格朗日函数与对偶函数”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    mlambdaimlambda_{i}
    用下标 i 区分 mlambda 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    gig_{i}
    用下标 i 区分 g 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    jj
    在“拉格朗日函数与对偶函数”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    rnujrnu_{j}
    用下标 j 区分 rnu 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    hjh_{j}
    用下标 j 区分 h 的分量、样本或离散状态,单位:不适用

    成立条件

    • 在线性化锥准确描述局部可行几何的约束资格下,这句话等价于:负目标梯度属于活跃不等式外法向量生成的锥,加上等式法向量生成的线性空间。
    • gi(x)<0g_i(x^\star)<0,点到该边界尚有余量,足够小的局部移动不会首先撞上它;互补松弛于是迫使对应乘子为零。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把拉格朗日对偶、弱对偶与强对偶整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:gi(x)<0g_i(x^\star)<0,点到该边界尚有余量,足够小的局部移动不会首先撞上它;互补松弛于是迫使对应乘子为零。
    • 推导:M11 · 约束优化、KKT 条件与对偶性
  44. 144

    数学 · 微积分与分析 · 典范公式

    拉格朗日中值定理

    教材位置:M02 · 中值定理与导数应用

    f(c)=f(b)f(a)ba.f'(c)=\frac{f(b)-f(a)}{b-a}.

    变量

    ff
    在“拉格朗日中值定理”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    cc
    在“拉格朗日中值定理”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    bb
    在“拉格朗日中值定理”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    aa
    在“拉格朗日中值定理”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 它满足 f(1)=f(1)=1f(-1)=f(1)=1,并在 (1,1)(-1,1) 上可导且恒有 f=1f'=1,但在左端点不连续,因此没有水平切线。
    • 罗尔定理给出某个内点 cc 满足 ϕ(c)=0\phi'(c)=0,即 f(c)=mf'(c)=m

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把导数符号、单调区间与极值整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:证明的实质是从原函数中减去连接端点的直线,使问题退化为相同端点值的情形。
    • 推导:M02 · 中值定理与导数应用
  45. 145

    数学 · 概率论 · 定义式

    离散随机变量的期望

    教材位置:M05 · 期望、方差与协方差

    E[X]=xxpX(x)\mathbb{E}[X]=\sum_x x\,p_X(x)

    变量

    XX
    离散随机变量,单位:不适用
    xx
    作为求和或积分中的取值变量,单位:不适用
    pXp_{X}
    给取值 x 分配概率权重,单位:不适用

    成立条件

    • 绝对矩存在,即各项绝对值的加权和收敛。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:随机变量与概率分布
    • 应用:期望、方差与协方差
    • 边界:对称截断积分的主值为零,不能替代有限期望。
    • 推导:M05 · 期望、方差与协方差
  46. 146

    数学 · 微积分与分析 · 定义式

    黎曼定积分

    教材位置:M02 · 定积分与累积

    i=1nf(ξi)ΔxiI<ε,\left|\sum_{i=1}^n f(\xi_i)\Delta x_i-I\right|<\varepsilon,

    变量

    ii
    在“黎曼定积分”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    nn
    在“黎曼定积分”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    ff
    在“黎曼定积分”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    ξi\xi_{i}
    用下标 i 区分 xi 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    Δ\Delta
    在“黎曼定积分”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    xix_{i}
    用下标 i 区分 x 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    II
    在“黎曼定积分”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用
    ε\varepsilon
    在“黎曼定积分”中作为等号右侧的输入量或系数参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • ff 表示速度,f(ξi)Δxif(\xi_i)\Delta x_i 是第 ii 段的近似位移;若 f0f\ge0 表示高度,则该项是一个矩形面积。
    • 给定 ε,可选足够细的分割,使每个子区间内函数振幅都很小;上和与下和之差因此小于 ε。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把微积分基本定理的两部分整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:不同取样规则可以有不同收敛速度,但只要网格趋于零,极限必须一致。
    • 推导:M02 · 定积分与累积
  47. 147

    数学 · 最优化 · 典范公式

    练习

    教材位置:M11 · 最优化与信息论综合复习

    h2(1/4)=14log21434log2340.811278.h_2(1/4)=-\frac14\log_2\frac14 -\frac34\log_2\frac34 \approx0.811278.

    变量

    h2h_{2}
    用下标 2 区分 h 的分量、样本或离散状态,单位:不适用

    成立条件

    • 求一个最优解,并给出满足 KKT 条件的归一化乘子 ν\nu 与非负乘子 μ\boldsymbol\mu

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把一阶算法的收敛假设和复杂度整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:凸集、凸函数与次梯度 说明局部结论何时升级为全局结论,并处理不可微边界。
    • 推导:M11 · 最优化与信息论综合复习
  48. 148

    数学 · 微分方程与动力系统 · 典范公式

    练习:完成四条闭合推理链

    教材位置:M08 · 常微分方程与动力系统综合复习

    4HrK=400500=0.8,\frac{4H}{rK}=\frac{400}{500}=0.8,

    变量

    HH
    在“练习:完成四条闭合推理链”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    rr
    在“练习:完成四条闭合推理链”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    KK
    在“练习:完成四条闭合推理链”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 在恒定捕捞模型中取 r=0.5year1r=0.5\,\mathrm{year}^{-1}K=1000K=1000 个体、H=100individuals/yearH=100\,\mathrm{individuals/year}
    • 当前 H=100<HcH=100<H_c,因此正平衡点仍存在,但低于约 276.4276.4 的初值不会被高平衡点吸引。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把初值问题从局部解到长期行为整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:分别判断 h=0.1h=0.1h=0.3h=0.3 时离散解是否趋于零,并解释与连续系统稳定性的关系。
    • 推导:M08 · 常微分方程与动力系统综合复习
  49. 149

    数学 · 概率论 · 定义式

    两个事件的独立性

    教材位置:M05 · 条件概率、独立性与贝叶斯公式

    P(AB)=P(A)P(B).\mathbb P(A\cap B)=\mathbb P(A)\mathbb P(B).

    变量

    AA
    在“两个事件的独立性”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
    BB
    在“两个事件的独立性”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用

    成立条件

    • 这里仅核验给定概率模型,不把计算结果当作现实诊断结论。
    • P(B)>0\mathbb P(B)>0,它等价于 P(AB)=P(A)\mathbb P(A\mid B)=\mathbb P(A);若 P(A)>0\mathbb P(A)>0,也等价于 P(BA)=P(B)\mathbb P(B\mid A)=\mathbb P(B)

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把全概率分解与贝叶斯更新整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:这个定义即使某个事件概率为零仍然适用。
    • 推导:M05 · 条件概率、独立性与贝叶斯公式
  50. 150

    数学 · 数学基础 · 定义式

    列举与编码

    教材位置:M00 · 有限性、可数性与基本代数结构

    a0,a1,a2,a_0,a_1,a_2,\ldots

    变量

    a0a_{0}
    用下标 0 区分 a 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    a1a_{1}
    用下标 1 区分 a 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
    a2a_{2}
    用下标 2 区分 a 的分量、样本或离散状态,单位:不适用

    成立条件

    • 使 AA 的每个元素在序列中恰好出现一次。
    • “对任意给定元素都能找到它”比“已经写出很多元素”更重要。

    相关概念

    适用与边界

    • 应用:把可数集的编码和对角论证整理为可检查的关系、判据或算法步骤;涉及定量模型时写出公式,并说明符号、适用条件,以及需要时的单位或复杂度。
    • 边界:例如依次列出 0,2,4,0,2,4,\ldots 不能证明所有整数可数,因为负整数和奇数从未出现。
    • 推导:M00 · 有限性、可数性与基本代数结构