我对数学的顿悟,就是从“傅里叶级数”开始的
上高中时,数学里有个内容叫“数列”,大家还记得不?
“数列”的一个重要内容就是求和,比如下面这个自然数的求和公式:
类似的求和公式还有很多,什么等比数列、平方数列、立方数列等等。
当时我突然有了个一个奇怪的想法,倒数数列的求和公式又是什么呢?
就是下面这个问题:
那个时候我的数学知识还非常贫乏,粗略做了一些推导后一无所获。当时没有互联网,我获得知识的唯一途径就是去书店买书。
然后我买了一堆廉价处理的、论斤卖的数学方面的数,都是大学数学课本之类的,从这些天书里寻找蛛丝马迹。
虽然没有找到我想要的答案,但是我知道了我这个问题在数学中有个专门的概念叫“级数”。
然后我就进入了“级数”的世界,看看各种“级数”理论中有没有我想要的答案。
首先学的是“幂级数”,这部分内容虽然也很精彩,但不是我要说的重点。
某天,我看到一本教材里讲述“傅里叶级数”的推导。正是这个推导过程,让我对数学的认识产生了翻天覆地的变化。
因为这个推导是如此的简单,如此的优美,但其结果在数学中却具有划时代的意义。
书里首先提出了一个问题,假如我们想把一个函数表现成如下的形式:
那么,其中各项的系数a1、a2、a3....应该如何确定呢?
初看起来,这是一个极其困难的问题。当时的我只不过才学过高中数学,这就是一个根本无法解决的问题。
然而,答案却出乎意料的简单。
在方程两边同时取积分如下:
而其中的对三角函数的积分恰好具有如下性质:
由此可以得到:
由此得到系数公式:
这个推导过程让我目瞪口呆,如遭五雷轰顶。
其中的每一步都没有脱离高中的数学知识,然而这就是这么简单的推导,却诞生了一个划时代的成就。
我这话一点也不夸张,你今天在电脑上看到的所有图片、视频,听到的所有歌曲,包括所有的芯片,都离不开“傅里叶级数”,它是一切电子信号处理的底层数学基础。
我说的“顿悟”,并不是我的数学考试成绩突然产生了飞跃,那个格局可就太小了。
我是突然意识到,以前学的那些数学知识,如何证明一个平面几何问题,如何解方程等等,根本就不配叫“数学”,都他妈的是小儿科中的小儿科。
数学的本质并不是计算,而是:变换。
我悟道了。
真正的数学就如同变魔术一样,拿着一个平淡无奇的破碗,这里捣鼓一下,那里捣鼓一下,哎,突然在碗里出现一个大美女,就这么神奇。
自打我在“傅里叶级数”上产生了“顿悟”以后,再返过头来看高中的数学考试,就像一个已经得道飞升的仙人,俯下身来看那些还在练气期苦苦挣扎的入门弟子一样,就那种感觉。
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回复 明日天气:
确实,现在的b站,老师讲的真好,深入浅出,从原理上就然你明白,只言片语看了高中的一数,阿不什么的,真棒。当初要是有这个,我数学不是学霸,也不会渣啊。当初老师讲课我犯困,实在没劲啊。关键一入学,还给我分到高数快班了,他们不看数学单科分,只看高考总分。这玩儿弄得我更崩溃了。
9月12日北京 8 4 -
数学和哲学才是一切科学的基石。9月12日湖北 8 4
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楼主聊聊小波变换9月12日广东 8 4
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9月12日辽宁 8 4
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在床上来了一个傅里叶转换,接着拉格朗日
9月11日北京 8 4 -
回复 拉呆:
国内各种输入手机号就可以注册的大模型,讯飞星火,字节豆包,moonshot,通义千问。学习线性代数最直接就是学习opengl c++编程。*****
9月11日北京 8 4 -
回复 拉呆:
哈佛大學數學博士
9月11日未知 8 4 -
回复 HotCat:
热猫大神推荐个学习的好地方,谢谢
9月11日广东 8 4 -
回复 蓝色的星3:
别人哪有你那么聪明
9月11日广东 8 4 -
只學過"算術"
倆孩子從小學二年級開始英文數學
跟這邊的學霸對過陣
發覺大家的思維(考)方式完全不一樣9月11日广东 8 4