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思考

  • 工業革命為何發生在歐洲 (17 世紀的英國)?(金觀濤、黃仁宇)
  • 數學在西方工業文明當中扮演何種角色?
  • 中國為何沒發展出工業革命?(金觀濤、黃仁宇、吳思、李約瑟)
  • 日本明治維新為何成功?數學在日本明治維新時期扮演了甚麼角色? (邱成桐的演講)

請說明以下數學名詞的差別

  • 定義:(definition)
  • 公理:(axiom)
  • 定理:(theorem)

範例:皮亞諾公理系統

  1. 1 是自然數;
  2. 每一個確定的自然數 a,都有一個確定的後繼數 a' ,a' 也是自然數(一個數的後繼數就是緊接在這個數後面的數,例如,1的後繼數是2,2的後繼數是3等等);
  3. 如果自然數 b、c 的後繼數都是自然數 a,那麼 b = c;
  4. 1 不是任何自然數的後繼數;
  5. 任意關於自然數的命題,如果證明了它對自然數 1 是對的,又假定它對自然數 n 為真時,可以證明它對 n' 也真,那麼,命題對所有自然數都真。(這條公理保證了數學歸納法的正確性)

練習:

  • 假如在皮亞諾公理系統中加上一條額外的公理:1=1' (2),那麼請證明 3=5。
  • 如此就能證明對於任何自然數 a, b ; a=b 成立。
  • 這樣當然就天下大亂了。

幾何級數的總和

(1)
\begin{align} \sum^{\infty}_{k=1} {a r^{k-1}} = \frac{a}{1-r} ; 當 |r| < 1 時 \end{align}
(2)
\begin{align} \sum^{n}_{k=1} {a r^{k-1}} = \frac{a (1-r^n) }{1-r} ; 當 |r| \ne 1 時 \end{align}

$e^x$ 的泰勒展開式 (Maclaurin Series Expension)

(3)
\begin{equation} e^x = 1+x+x^2/2!+x^3/3!+ ... + x^k/k! + .... \end{equation}

$e^x$ 是微分的基本元素

(4)
\begin{align} \frac{d}{dx} e^x = e^x \end{align}

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