∣u∣={u,−u,u≥0,u<0. 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) 时,零点 u(x)=0 把数轴分成符号不变的区间。
变量与应用
变量
- u
- 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
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
X=Ui1∪⋯∪Uin, 成立条件- 若开集族 U={Ui:i∈I} 满足 X=⋃i∈IUi,则称它是 X 的开覆盖。
- 若 X 的每个开覆盖都有有限子覆盖,就称 X 紧致。
变量与应用
变量
- X
- 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
- Ui
- 用下标 i 区分 U 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
- Ui
- 用下标 i 区分 U 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
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
y′=g(t)h(y), 成立条件- 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) 对 y 与 y′ 都是一次,是一阶线性方程; M(t,y)dt+N(t,y)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)yα 可用幂代换化为线性方程; y′=F(y/t) 在 t=0 的区间上可用比例 v=y/t 降为可分离方程。
- 每个满足 h(y∗)=0 的常值函数 y≡y∗ 都应在除以 h(y) 前单独记录。
变量与应用
变量
- y
- 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
- g
- 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
- t
- 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
- h
- 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
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)=0 的适用范围。
- 推导:M08 · 可分离、线性与恰当方程
L(x,λ,ν)=f(x)+i=1∑mλigi(x)+j=1∑rνjhj(x). 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。
- 若 gi(x⋆)<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。
变量与应用
变量
- x
- 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
- 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
- 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
- f
- 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
- i
- 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
- m
- 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
- λi
- 用下标 i 区分 lambda 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
- gi
- 用下标 i 区分 g 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
- j
- 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
- r
- 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
- νj
- 用下标 j 区分 nu 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
- hj
- 用下标 j 区分 h 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
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:若 gi(x⋆)<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
f′(c)=b−af(b)−f(a). 成立条件- 它满足 f(−1)=f(1)=1,并在 (−1,1) 上可导且恒有 f′=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 c 满足 ϕ′(c)=0,即 f′(c)=m。
变量与应用
变量
- f
- 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
- c
- 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
- b
- 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
- a
- 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
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
E[X]=x∑xpX(x) 变量与应用
变量
- pX
- 给取值 x 分配概率权重,单位:不适用
i=1∑nf(ξi)Δxi−I<ε, 成立条件- 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。
- 设 f 在 [a,b] 上有界。
变量与应用
变量
- i
- 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
- n
- 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
- f
- 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
- 用下标 i 区分 xi 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
- Δ
- 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
- xi
- 用下标 i 区分 x 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
- I
- 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
- 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
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
h2(1/4)=−41log241−43log243≈0.811278. 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 与非负乘子 μ。
变量与应用
变量
- h2
- 用下标 2 区分 h 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
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
q−1(h−1(V))=f−1(V) 成立条件- 若 [x]=[x′],则 x∼x′,由假设 f(x)=f(x′),所以定义良好。
- q 满射使满足 f=h∘q 的 h 必然唯一。
变量与应用
变量
- q
- 在“练习”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
- h
- 在“练习”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
- V
- 在“练习”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
- f
- 在“练习”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
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:这里必须使用 f 连续与商拓扑;仅有集合层面的因子化不能推出连续性。
- 推导:M15 · 拓扑空间、基与连续映射
P(A∩B)=P(A)P(B). 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。
- 若 P(B)>0,它等价于 P(A∣B)=P(A);若 P(A)>0,也等价于 P(B∣A)=P(B)。
变量与应用
变量
- A
- 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
- B
- 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
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
a0,a1,a2,… 成立条件- 使 A 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。
变量与应用
变量
- a0
- 用下标 0 区分 a 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
- a1
- 用下标 1 区分 a 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
- a2
- 用下标 2 区分 a 的分量、样本或离散状态,单位:不适用
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,… 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
Y=Xβ+ε, 成立条件- 若 rank(X)=p,称设计矩阵满列秩。
- 此时 XTX 可逆,β 在该设计下可识别,普通最小二乘解唯一。
变量与应用
变量
- Y
- 构成联合分布或条件分布的第二个变量,单位:不适用
- X
- 作为概率分布、期望或方差的对象,单位:不适用
- β
- 在“满列秩线性模型”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
- 在“满列秩线性模型”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
适用与边界
- 应用:把残差诊断、方差分析与显著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:三者不能互相替代:对任意数值矩阵都可以最小化残差平方和;只有把响应看成随机变量并说明条件均值与条件方差,才能讨论估计量的偏差和方差;要使用有限样本精确的 t、F 分布,还必须再加入正态误差条件。
- 推导:M06 · 线性模型中的统计推断
∀s∈S∃c∈C(sEc∧sPc). 成立条件- ”若不先说明学生集合、课程集合和“通过”关系,句子无法进入数学推理。
- 若题目给出“任意”“至少一个”“唯一”“只有”“除非”等词,写完符号后应反向读成一句完整中文,确认没有增强或削弱原命题。
变量与应用
变量
- s
- 在“命题的对象、条件与结论”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
- S
- 在“命题的对象、条件与结论”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
- c
- 在“命题的对象、条件与结论”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
- C
- 在“命题的对象、条件与结论”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
- E
- 在“命题的对象、条件与结论”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
- P
- 在“命题的对象、条件与结论”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
适用与边界
- 应用:把集合、映射与关系的串联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:”若不先说明学生集合、课程集合和“通过”关系,句子无法进入数学推理。
- 推导:M00 · 数学语言与证明综合复习
∃x∈D,P(x) 成立条件- 时,应任取 x∈D 并假设 P(x),随后推出 Q(x)。
- 若目标是 A=B,常把它拆成 A⊆B 与 B⊆A;若目标是“当且仅当”,则拆成两个方向。
变量与应用
变量
- x
- 在“命题结构与证明方法”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
- P
- 在“命题结构与证明方法”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
适用与边界
- 应用:把反证法中的否定与矛盾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:全称命题不能靠有限样例完成,存在命题却只需一个合法见证;否定全称命题只需反例,否定存在命题则要排除全部候选。
- 推导:M00 · 直接证明、反证法与构造法
¬(P∧Q)≡(¬P∨¬Q),¬(P∨Q)≡(¬P∧¬Q). 成立条件- 两个复合命题在所有基础真值组合下都取相同真值,称它们逻辑等价,记作 A≡B。
- 等价允许在证明中把一个命题换成结构更清楚的表达式。
变量与应用
变量
- P
- 在“命题逻辑的德摩根律”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
- Q
- 在“命题逻辑的德摩根律”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
适用与边界
- 应用:把量词、否定与等价变形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:这个例子同时说明,检验若干成功样例不能证明全称蕴含;直接代数推导覆盖了全部整数。
- 推导:M00 · 命题、量词与逻辑联结词
T(M)={m∈M:∃,0=r∈R,rm=0}. 成立条件- 设 R 是整环,M 是 R-模。
- 若 m∈M 满足存在非零 r∈R 使 rm=0,则称 m 为挠元素。
变量与应用
变量
- T
- 在“挠元素与挠子模”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
- M
- 在“挠元素与挠子模”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
- m
- 在“挠元素与挠子模”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
- r
- 在“挠元素与挠子模”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
- R
- 在“挠元素与挠子模”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
适用与边界
- 应用:把有限生成模的矩阵表示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 R 是主理想整环,则有限生成模能被结构定理精确分成自由部分与挠部分;换成一般环,这个结论不再自动成立。
- 推导:M14 · 模、线性表示与结构定理
∥x∥=⟨x,x⟩. 成立条件- 内积是满足共轭对称、第一变量线性和正定性的映射 ⟨⋅,⋅⟩:H×H→F。
- 若 H 关于该范数完备,即每个范数 Cauchy 列都在 H 中收敛,就称 H 为 Hilbert 空间。
变量与应用
变量
- x
- 在“内积空间与 Hilbert 空间”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
适用与边界
- 应用:把最佳逼近和正交投影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:若采用“第二个变量线性”的教材约定,Riesz 表示和伴随公式中的位置要相应交换,不能混用。
- 推导:M16 · Hilbert 空间、正交投影与对偶
x∧(y∨z)=(x∧y)∨(x∧z), 成立条件- 集合 P 上的关系 ⪯ 若满足自反性、反对称性和传递性,就称 (P,⪯) 为偏序集。
- 对 x,y∈P,若存在最大下界,记为 x∧y;若存在最小上界,记为 x∨y。
变量与应用
变量
- x
- 在“偏序集、格与布尔代数”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
- y
- 在“偏序集、格与布尔代数”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
- z
- 在“偏序集、格与布尔代数”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
适用与边界
- 应用:把布尔代数的运算和对偶律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:格也不要求存在补元;即使一个有界格中的每个元素都有补元,缺少分配律时仍不能称为布尔代数。
- 推导:M07 · 偏序集、格与布尔代数
C(X)={ϑ:L(X)≤ϑ≤U(X)} 成立条件- 函数 θ↦Pθ{θ∈C(X)} 称为覆盖率函数;若它对所有 θ 都恰等于 1−α,则称区间具有精确的等覆盖率。
- 某次抽样得到 [1.42,2.18] 后,频率学模型中的 θ 与两个端点都已经固定;此时应报告“该方法在给定模型下有 95% 的长期覆盖率”,不能改写成“θ 有 95% 的概率位于这个已实现区间”。
变量与应用
变量
- C
- 在“频率学置信区间与覆盖率”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
- X
- 作为概率分布、期望或方差的对象,单位:不适用
- ϑ
- 在“频率学置信区间与覆盖率”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
- L
- 在“频率学置信区间与覆盖率”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
- U
- 在“频率学置信区间与覆盖率”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
适用与边界
- 应用:把正态总体均值和方差的区间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:某次抽样得到 [1.42,2.18] 后,频率学模型中的 θ 与两个端点都已经固定;此时应报告“该方法在给定模型下有 95% 的长期覆盖率”,不能改写成“θ 有 95% 的概率位于这个已实现区间”。
- 推导:M06 · 置信区间与枢轴量
x˙=f(x),x∈Rn, 成立条件- 若 f(x∗)=0,则常值函数 x(t)≡x∗ 是一条轨线,x∗ 称为平衡点。
- 设 x∗ 是平衡点,并只考虑 t≥0。
变量与应用
变量
- x
- 在“平衡点与稳定性”中作为等号左侧的目标量参与关系计算,单位:不适用
- f
- 在“平衡点与稳定性”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
- n
- 在“平衡点与稳定性”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
适用与边界
- 应用:把非线性系统的线性化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:平面线性中心的邻近轨线围绕原点闭合,原点稳定却不吸引;一维方程 x˙=−x3 的原点既稳定又吸引,但收敛是代数速度,不能由此断言指数稳定。
- 推导:M08 · 稳定性、Lyapunov 方法与分岔