Ответы пользователя по тегу Математика
  • Почему скалярное произведение не нормализованных и коллинеарных векторов разное при изменении их точек?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Ну, скалярное произведение вектора самого на себя - даст квадрат его длины по определению (|a|*|a|*cos(0)). Если менять точки - меняется длина вектора - меняется скалярное произведение.
    Ответ написан
    Комментировать
  • Доказать рекуррентную формулу. Кто может решить? Что с этим вообще можно сделать?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    В задаче опечатка, там где-то должно быть J(n-2) вместо J(n-1), и в коэффициентах я не уверен.

    По идее в таких интегралах надо интегрированием по частям выводить рекуррентную формулу. Посмотрите на ответ - интеграл равен функции минус какой-то еще, похожий на изначальный, интеграл. Именно так и выглядит интегрирование по частям.

    Осталось поэксперементировать перебирая разные части x^n и корня из квадртатного выражения: что из них интегрировать, а что дифференцировать.

    Интегрировать корень в знаменателе будет очень тяжко, там логарифмы какие-нибудь вылезут и вообще форма выражения будет совсем другой. Попробуйте продифференцировать 1/sqrt(), а оставшеюся часть интегрировать. Или можно домножить числитель и знаменатель на корень, тогда корень можно уже интегрировать, а оставшееся рациональное полиномиальное выражение дифференцировать.

    Еще можно с конца идти - перенесите все интегралы в одну сторону, сгрупируйте. Получите интеграл равен функции. Можно проверить равенство просто продифференцировав функцию.

    Похоже в задании опечатка - там должны быть J(n-1) и J(n-2), потому что дифференцируя вот эту свободную штуку получается (C1x^n+C2x^(n-1) + C3x^(n-2)) / sqrt(ax^2+bx+c). Значит, с другой стороны должны быть линейная комбинация J(n), J(n-1) и J(n-2).
    Ответ написан
    Комментировать
  • Как позиция объекта соответствует четырёхмерной матрице?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Матрицы используются для записи преобразований. Надо домножать на них вектор из координат точки - получится новый вектор, который и будет результатом преобразования. Любое линейное преобразование можно записать в виде матрицы.

    Четвертая координата позволяет записывать одной матрицей повороты/растяжения и сдвиги. Если у вас матрица 3x3 (не "трехмерная" - у нее все так же есть только ширина и высота), то точка (0, 0, 0) всегда останется (0, 0, 0). Ведь на что 0 не домножай - останется 0. Поэтому матрицами 3x3 можно записать только повороты и сжатия, но не сдвиги.

    Поэтому вводят фиктивное четвертое измерение w. При этом удобно считать, что координаты точки (x, y, z, w) - Это (x/w, y/w, z/w). Это еще иногда называют однородными координатами. Еще один плюс этого объекта в том, что им можно описать точки на бесконечности (когда w = 0).

    Вот тут уже можно составить линейное преобразование (т.е. взять матрицу), которое оставляет w нетронутым, но использует его для сдвига:
    x' = a11*x + a12*y + a13*z + a14*w
    ...
    w' = w

    Вот в a14 - как раз и находится сдвиг по оси X.
    Ответ написан
    3 комментария
  • Можно ли бесконечное число планет выпрямить в бесконечную плоскость?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Да.

    Количество планет - счетное (Можно по спирали их все занумеровать).
    Каждая планета в форме блина - континуум ("количество" точек в плоскости или в круге, или на отрезке).

    Счетное количество континуумов - тоже котнинуум по мощности.
    Плоскость - тоже континуум.

    С точки зрения теории множеств - плоскость и поверхности всех планет равномощны.
    Ответ написан
    5 комментариев
  • Как вычислить центр дуги окружности?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Знаете 2 точки дуги - знаете длину хорды. Дальше надо на листке нарисовать окружность, хорду и серидинный перпендикуляр. Нарисовать несколько прямоугольных треугольников и найти длину куска от центра хорды до искомой середины. Пусть центр O, исходные точки A,B а искомая точка - M. Середина хорды С. OM = R. OС^2+CB^2=R^2, CM = OM-OC.

    Итого - длина искомого куска CM = R - sqrt(R^2-|AB|^2/4)

    Для нахождения координат M надо взять середину отрезка AB и отложить от нее перпендикулярный AB вектор длины по формуле выше.
    Ответ написан
    Комментировать
  • Почему функция y=x^x начинает возрастать, начиная с аргумента 1/e?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    В смысле почему? Почему y=x^2 имеет минимум в 0, почему синус имеет период в 2 пи? Ну вот просто такое свойство у данной функции. Так получилось. Это свойство можно вывести, например, посчитав производную заданной функции.

    Хочется какую-то интуицию? При маленьких x вы маленькое число возводите в маленькую степень при увеличении x вы увеличиваете и основание и степень. Увеличивая основание, вы увеличиваете результат. Ведь если большее число возвести в ту же степень, то результат увеличится. С другой стороны, основание-то меньше 1. Если увеличивать степень, то вы больше домножаете на маленькое число и результат должен уменьшатся. Для каких-то чисел основание перевешивает степень и результат при изменении x увеличивается. Для каких-то - наоборот.
    Ответ написан
    Комментировать
  • Как составить диаграмму Эйлера и решить ее?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Нарисуйте 3 круга. Они пересекаются и разделяются на 7 областей. Обозначте их 7 переменными. АНФ - область всех 3 кругов, АФ - внутри кругов А и Ф, но не Н. Н - кусок круга для немецкого, но не в одном другом круге. И т.д.

    Составьте уравнения. 4 куска в каддом круге суммируются к количеству преподавателей этого языка. 2 куска в каждой дольке из 2 кругов в сумме дают заданное число. Скмма всех 7 кусков - сколько всего преподов. 7 уравнений, 7 неизвестных. Решайте. Можно уравнения складывать и вычитать.
    Ответ написан
    8 комментариев
  • Как нарисовать кривую Лагранжа через полином?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Надо на P домножать координаты i-ой точки.
    Ответ написан
  • Как определить коллизию квадратов?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Вот тут программисту и нужна математика (совсем чуть чуть).

    Квадрат - это все точки (X, Y), которые удовлетворяют неравенствам:
    x1 <= X <= x1 + w1
    y1 <= Y <= y1 + w1


    Пересечение двух квадратов - это точки, которые удовлетворяют одновременно каждой паре неравенств, т.е. удовлетворяют сразу четырем неравенствам:
    x1 <= X <= x1 + w1
    y1 <= Y <= y1 + w1
    x2 <= X <= x2 + w2
    y2 <= Y <= y2 + w2


    Тут уже видно, что фактически есть пара неравенств на X, и есть пара неравенств на Y. Они независимые. Вот и получается, что пересечение можно искать отдельно по каждой оси.

    Рассмотрим одну пару:
    x1 <= X <= x1 + w1
    x2 <= X <= x2 + w2


    Вообще, такие системы неравнеств решают в школе, классе этак в 7.

    Сконцентрируемся на левых границах. Что значит, что X >= x1 и X >= x2? Это значит, что X больше обоих чисел x1 и x2. Это можно записать одним неравнеством - X больше максимума из двух чисел:
    max(x1, x2) <= X

    Так же и по правым границам:
    X <= min(x1 + w1, x2 + w2)

    В итоге:
    max(x1, x2) <= X <= min(x1 + w1, x2 + w2)

    Эти неравенства имеют решение, если левая граница не превосходит правой:
    max(x1, x2) <= min(x1 + w1, x2 + w2)

    Вот у вас условие, что по оси OX есть хоть одна точка пересечения. Если вам касающиеся квадраты не надо считать пересекающимеся, то замените знак <= на строгое неравенство.

    Точно также проверьте, что есть пересечение по OY. Если пересечение есть и там и там, то квадраты пересекаются. Т.е. весь ваш код должен найти 2 минимума, 2 максимума, сделать 2 сравнения и соединить их через логичиское И.
    Ответ написан
    5 комментариев
  • Является ли множество рациональных чисел подмножеством рациональных чисел?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Да. По определению. "Подмножество" - это как меньше-равно для чисел. Поэтому еще выделяют определение "собственное подмножество". Это уже как "меньше". В этом определении само множество не включается.
    Ответ написан
    Комментировать
  • Как сделать чтобы число с каждым разом увеличивалось, до определенного значения, за определенное кол-во раз?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Гуглите логарифмы и экспоненты. Берите арифметическую прогрессию после логарифма. Получится геометрическая прогрессия.

    exp_i= exp_1*k^i
    k=exp(( log(exp_n)-log(exp_1) )/(n-1))
    Ответ написан
    7 комментариев
  • Как правильно решить задачу, используя формулу комбинаторики?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Размещение тут не лучшая идея, потому что придется перебирать, сколько же двоек будет в пути.

    Тут вообще-то ответ - числа фиббоначи. Подумайте, почему.
    Ответ написан
    Комментировать
  • Как модифицировать формулу что бы найти неизвестную?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    У вас одно уравнение с двумя неизвестными (x и y).
    Что вы с ним ни делайте, оно так и останется одно, с двумя неизвестными. Оно дает вам какую-то связь неизвестных, но, само по себе, не даст их найти.

    Уравнение линейное.
    Вы или можете его привести или к виду x= Ay+B (A=-p, B=zp-n) или к виду y=Cx+D (C=-1/p, D=z-n/p)

    Больше ничего и никак вы из этого уравнения не получите.
    Ответ написан
  • Как рассчитать пройденное расстояние, которое тело пройдёт при разгоне с 0 до 100 км/час?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Ускорение: a=v/t
    Расстояние: s=at^2/2

    t= 11 сек
    v= 100 км/ч = 27.777(7) м/с

    Подставьте сами
    Ответ написан
    4 комментария
  • Как сделать поворот фигуры?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Повороты вдоль какой-то оси на 90 градусов все выглядят одинаково: 2 координаты меняются местами и одна из них меняет знак. Осталось только порисовать и сформулировать правила.

    Так, поворот против часовой стрелке вдоль оси Z, меняяет местами X, Y и делает меняет знак у X, т.е. X' = -Y, Y' = X, Z' = Z. Вам надо все тройки вот таким побразом поизменять. Поворот по часовой стрелки вдоль Z делает наоборот. Опять же меняет X и Y и меняет знак Y.

    Повороты вдоль других осей придумайте сами. Меняются местами две другие оси, и какая-то из них меняет знак. Представьте, куда двигаются (1,0,0), (0, 1, 0) и (0, 0, 1), что бы понять правила.

    При реализации только аккуратно делайте. Если помене на месте, то надо именно swap делать, ведь если выполнить x=-y; y=x, то у вас изначальная x координата затрется в первом выражении и потеряется навсегда.
    Ответ написан
    Комментировать
  • Как изменить уравнения?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    s/i=delta/gamma

    Вторую часть не совсем понял, вы хотите подставить s из первого уравнения во второе и обособить i?

    Тогда Result1= (d/i+1)*gamma/delta

    Upd: ответ на отредактированный вопрос - никак. i всегда будет входить в выражение в степени -1.
    Ответ написан
  • Возможно ли полностью покрыть поле паркетом без пересечений?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Не указаны ограничения, поэтому нельзя точно сказать, что это решение будет самым быстрым, но скорее всего задача решается через паросочетание на двудольном графе.

    Покрасьте поле как шахматную доску. Черные и белые клетки. Каждая доминошка будет лежать на двух соседних белой и черной клетках. Постройте граф. Назначьте каждой клетке вершину, а ребра проведите между соседними клетками, если там нет перегородки. Граф - двудольный, ведь черные клетки окружены белыми, а белые - черными. Любое заполнение поля доминошками будет идентично паросочетанию в этом графе и наоборт. Найдите максимальное паросочетание: если оно не полное, то поле покрыть нельзя. Иначе ребра в паросочетании будут местами, куда надо класть доминошки.

    Вот статья с описанием алгоритма и реализацией.

    Это будет решение за O(n^2m^2).

    Другое решение, которое будет быстрее, если одно из измерений очень маленькое, а второе очень большое - динамическое программирование по профилю. Гуглите эти слова. Это сложнее реализовать, но зато будет работать за O(4^n m)

    Edit:
    Alexandroppolus в коментариях предложил использовать Алгоритм Хопкрофта — Карпа для поиска паросочетания, что для данного графа будет быстрее предложенного мной алгоритма Куна и будет работать за O(nm sqrt(nm)) вместо O(n^2 m^2)
    Ответ написан
    7 комментариев
  • Как расширить вычисление до 2^120?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Код в вопросе найдет такое i, что result станет равен 1, если цикл сделать до N. Для любых дельта и гамма. (но там цикл не нужен вообще).

    И наоборот. Какие бы вы дельта и гамма не взяли, может прийти такой Input, что result станет 1, только для очень большого i.

    Во-первых, вам цикл не нужен. Вычисления ваши можно упростить.
    result = (input / delta) / (i / gamma) = input * (gamma / delta) / i

    Если result = 1, то получается i = input * (gamma / delta) (естественно, умножение и деление по модулю N).
    Цикла не надо. Можно сразу вычислить искомое i.
    Решение единственно (если N простое. А если оно не простое, то делить по модулю нельзя).

    И это самое i может оказаться очень большим. Не всегда N-1, потому что у вас ограничение на Input есть дополнительное, Но даже в самом лучшем случае подбора гамма и дельта (обе по 1), вам может прийти input такой, что i будет равно 2^120.

    Ну и, во-вторых, вам не нужны две константы дельта и гамма. Тут есть ровно одна степень свободы - значение gamma / delta. Это должна быть единственная константа в вашем коде. В итоге оно все упрощается до:
    beta = 0x42
    i = beta * input % N
    result = 1


    И вообще тут, очевидно, проблема XY. У вас есть какая-то задача X, вы придумали какую-то фигню, как-то сформулировали вот эту вот задачу в вопросе (У), но вы ошиблись. Решение вот этой фигни в вопросе вам никак не поможет решить вашу изначальную задачу, пототму что вам не хватает знаний (теории групп, например, да и математики в целом). Вы задаете практически бессмысленные вопросы (уже не первый раз). Если хотите, чтобы вам тут действительно помогли - давайте вашу изначальную задачу. Я подозреваю, что это взлом криптографии и вам тут популярно объяснят, что вы зря тратите время.
    Ответ написан
  • Почему мы имеем право решать уравнения методом замены переменной?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Ну, это просто подстановка. Если, как в моем примере, предположить, что z=x^2, то из-за равенства получается и x^2=z. А дальше можно каждый x^2 переписать как z, ведь они равны.

    Или это можно еще понимать как абстрактное мышление. Вот есть у вас уравнение на x. Вы можете заметить какое-то повторяющееся выражение. Оно имеет какое-то значение. Вот это значение можно обозначить новой буквой. Вот вы же можете буквой x обозначить "сколько у вас яблок". Вы точно также можете обозначить буквой z "сколько у вас яблок в квадрате".

    Это можно делать всегда, но в результате этого могут получиться лишние корни. Как например тут, если есть решения с отрицательными z, то никакой x ему не соответствует. Надо аккуратно проверять все значения z и искать соответсвующие им x.

    Кто это придумал, я хз. Наверно примерно тогда же, когда догадались вообще буквы в уравнения вставлять, там же и придумали вставлять их по мере надобности.
    Ответ написан
    1 комментарий
  • Как вычислить правильно в скрипте python?

    wataru
    @wataru Куратор тега Математика
    Разработчик на С++, экс-олимпиадник.
    Я так понял, надо подобрать константы a,b,c,d?
    Вообще, можно a, b1, c считать равными 1 и менять только d.

    Но у вас там умножение и деление по модулю. Так что все очень сложно.

    Вообще, ваша задача не имеет решения.

    Модуль у вас в вопросе порядка 10^78. А X может быть 10^119-10^120. Если x взять по модулю N, то там может получится вообще любой остаток (потому что 10^120-10^119 = 9*10^119 > N)

    А дальше, умножая эти числа на константу, если N простое (а оно должно быть простым, иначе деление по модулю не определено), то можно получить любой остаток до N. Не только до 2^60 - 2^70.
    Ответ написан