22 Sep

一个人的数学建模:碎纸复原

suizhiji

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笔者一直无心参加数学竞赛,主要原因是我喜欢能够持续深入地思考一个问题,而不想被竞赛的时间限制所束缚。我并不是一个机灵的人,因此很难有竞赛所需要的“灵光一现”。大概一个多星期前全国数学建模的预赛开始了,我也饶有兴致地关注了一下,并且留意到了B题这道有趣的题目——碎纸复原,然后就开始思考算法了。那时候应该是9月13日中午,我开始了一个人的数学建模,“一个人”并不是说我一个人就组成一支队了,而是我一个人自由高效地在构思算法、摸索代码,不为比赛,只为达到目的,那种兴奋一直持续到了当晚凌晨三点。

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28 Dec

《费恩曼物理讲义》在线版

在线阅读地址:
http://www.feynmanlectures.caltech.edu/

刚在浏览《朗道集结号》的微博时,发现了这一造福大众的消息。难得的是,这个在线版通过MathJax使用Latex排版,阅读效果完全丝毫不输于纸质版的,还可以自由复制。只是遗憾只有英文版的,也许有一天心血来潮,我也弄个在线的中文版出来,呵呵。一切皆有可能。

费曼的物理讲义是一套地地道道的物理书,它是一次美妙的物理之旅。纵使你可能已经读过相当多的物理教材,但是读读费曼的讲义还是大有裨益的,它给我们讲述了什么才是物理,怎么才能学物理。

5 Jan

不确定性原理的矩阵形式

作为量子理论的一个重要定理,不确定性原理总是伴随着物理意义出现的,但是从数学的角度来讲,把不确定性原理的数学形式抽象出来,有助于我们发现更多领域的“不确定性原理”。

本文中,我们将谈及不确定性原理的n维矩阵形式。首先需要解释给大家的是,不确定性原理其实是关于“两个厄密算符与一个单位向量之间的一条不等式”。在量子力学中,厄密算符对应着无穷维的厄密矩阵;而所谓厄密矩阵,就是一个矩阵同时取共轭和转置之后,等于它自身。但是本文讨论一个更简单的情况,那就是n维实矩阵,n维实矩阵中的厄密矩阵就是我们所说的实对称矩阵了。

设$\boldsymbol{x}$是一个$n$维单位向量,即$|\boldsymbol{x}|=1$,而$\boldsymbol{A}$和$\boldsymbol{B}$是n阶实对称矩阵。在量子力学中,$\boldsymbol{x}$就是波函数,但是在这里,它只不过是一个单位实向量;并记$\boldsymbol{I}$是$n$阶单位阵。

考虑
$$\bar{A}=\boldsymbol{x}^{T}\boldsymbol{A}\boldsymbol{x},\bar{B}=\boldsymbol{x}^{T}\boldsymbol{B}\boldsymbol{x}$$
从这些记号可以看出,这些量对应着可观测量的期望值。当然,如果不懂量子力学,可以只看上面的矩阵形式。

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7 Oct

班门弄斧:Python的代码能有多简洁?

此文很水,高手略过...

Python以它的开发效率而闻名,优秀的开发效率自然意味着它能够用更少的代码实现更多的功能。那么,对于同一个问题,Python的代码能有多简洁?而我们怎么平衡开发效率和运行效率?笔者学了几个月Python,略懂一点,在此班门弄斧一翻。

在此,我们来编程计算
$$\sum_{n=0}^{10} n^2$$
这当然是一道非常简单的习题。按照一般思路,写出来的最自然的代码就是:

s=0
for i in range(11):
    s = s + i**2

print(s)

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20 Jan

有限素域上的乘法群是循环群

对于任意的素数$p$,集合$\mathbb{Z}_p=\{0,1,2,\dots,p-1\}$在模$p$的加法和乘法之下,构成一个域,这是学过抽象代数或者初等数论的读者都会知道的一个事实。其中,根据域的定义,$\mathbb{Z}_p$首先要在模$p$的加法下成为一个交换群,而且由于$\mathbb{Z}_p$的特殊性,它还是一个循环群,这也是比较平凡的事实。但是,考虑乘法呢?

首先,$0$是没有逆元的,我们考虑乘法,是在$\mathbb{Z}^\cdot _p=\mathbb{Z}_p \verb|\| \{0\}=\{1,2,\dots,p-1\}$上考虑的。如果我说,$\mathbb{Z}^\cdot _p$在模$p$之下的乘法也作成一个循环群,这结论就不是很平凡的了!然而这确实是事实,对于所有的素数$p$均成立。而有了这事实,数论中的一些结论就会相当显然了,比如当$d\mid (p-1)$时,$\mathbb{Z}_p$中的$d$次剩余就只有$\frac{p-1}{d}$个了,这是循环群的基本结论。

在《数学天书中的证明》一书中,有该结论的一个证明,但这个证明是存在性的,而我在另外一本书上也看到过类似的存在性证明,也就是说,似乎流行的证明都是存在性的,它告诉我们$\mathbb{Z}^\cdot _p$是一个循环群,但是没告诉我们怎么找到它的生成元。而事实上,高斯在他的《算术探索》中就给出了一个构造性的证明。(在数论中,本文的结论是“原根”那一章的基本知识。)下面笔者正是要重复高斯的证明,供读者参考。

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30 May

【备忘】维基百科与DNSCrypt

中文维基百科的域名zh.wikipedia.org于5月19日被关键字屏蔽和DNS污染,目前从中国已无法访问中文维基百科,中文维基百科的域名也无法解析出正确的IP地址,而英文维基百科目前未受影响,可以正常访问。

来自“月光博客”:http://www.williamlong.info/archives/4240.html

类似的新闻还有:http://www.freebuf.com/news/68011.html

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4 Mar

趣题:如何编程列出一个集合的所有子集

最近在一个编程中,需要实现一个功能,就是给定集合,如何列出它的所有子集。有兴趣的读者不妨自己想想怎么做?

在找资料的时候,发现了一个很奇妙的方法。

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29 Mar

【备忘】电脑远程控制手机的解决方案

最近由于数据挖掘上的研究,需要想办法通过电脑远程控制手机(主要是安卓),遂查找了网络上的一些工具,这里记录一下结果,纯粹做备忘。有同样需要的读者可以参考。

之前在阿里云的服务器和树莓派上都做过远程控制的,记得Linux下的远程控制工具叫做VNC,于是我google和百度了vnc server android、vnc server apk等,发现这类工具确实不少,比如最知名的当属droid vnc server。但是同类的几个软件我都测试了,它确实是VNC软件,但是在我的几个安卓4.x上,显示都不正常(花屏),无奈抛弃了。再看一下日期,发现原来这些软件基本到2013年就停止更新了,一般支持到安卓2.3而已,怪不得。

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