可分離變數的微分方程式:從人口模型到放射性衰變
可分離變數是求解一階 ODE 最基本的方法。本文說明何謂可分離變數方程式、分離與積分的標準流程,並透過人口成長、放射性衰變、牛頓冷卻定律三個經典模型,展示這個方法如何連接微分方程式與自然界的指數規律。
可分離變數是求解一階 ODE 最基本的方法。本文說明何謂可分離變數方程式、分離與積分的標準流程,並透過人口成長、放射性衰變、牛頓冷卻定律三個經典模型,展示這個方法如何連接微分方程式與自然界的指數規律。
定積分不只是「反導數代入上下限」——它的真正定義來自黎曼和的極限。本文從面積直覺出發,介紹黎曼和、下和與上和、可積性的意義,再連結到微積分基本定理,幫你補上教科書常常跳過的那一段。
線性方程組是線性代數的入口。本文介紹係數矩陣與增廣矩陣的寫法、基本列運算的三種規則、列梯形與最簡列梯形的定義,並說明高斯消去法的兩階段流程,以及唯一解、無窮多解、無解三種情形的判斷方法。
正定矩陣(positive definite matrix)是線性代數中最重要的矩陣類型之一,出現在最佳化、統計、物理等領域。本文從二次型的幾何直覺出發,介紹正定的定義、三種等價判準(特徵值、主子式、Cholesky 分解),並附含參數的判別例題。
換元法是積分最核心的技巧。本文從「連鎖律倒過來用」的直覺出發,說明換元法的定理,介紹第一類(直接換元)與第二類(逆向換元)兩種操作,附多個從基本到進階的例題。
一組線性獨立的向量,如何變成正交(甚至標準正交)基底?Gram–Schmidt 正交化流程提供了系統性的答案。本文從幾何直覺出發,介紹投影、去除分量、正規化三個步驟,附完整例題與 QR 分解的連結。
碰撞問題是高中物理的難題重點。本文系統整理彈性碰撞、完全非彈性碰撞的解題架構,推導一維彈性碰撞的速度公式,說明二維碰撞的分量列式方法,附質心系分析,幫你建立完整的解題流程。
求 y = (2 - sin x)/(1 + cos x) 的極值。本文展示三種解法:幾何點線距離法、微分法、輔助角疊合法,並比較各自的計算量與洞察力。最優雅的解法只需畫一條直線。
特徵值(eigenvalue)與特徵向量(eigenvector)是線性代數最核心的概念。本文從「矩陣乘法只改變長度、不改變方向」的直覺出發,介紹特徵方程式、特徵多項式、特徵空間的求法,附完整計算例題與幾何詮釋。
動量守恆定律說明:在沒有外力(或合外力為零)的系統內,總動量永遠不變。本文從牛頓第三定律推導守恆條件,說明守恆的物理意義,並以射擊後座力、爆炸、碰撞為例示範計算。