【深智書摘】利用Python,帶您遨遊數學世界!

更新 發佈閱讀 5 分鐘
相對於C、C++、Java等程式語言,Python對於非電腦類專業來講有著更為合適的生長土壤,我們不太可能用C語言來求解諸如熱處理問題、資源設定問題或實驗中某些因素的互動作用問題等。
  • l 高等數學」「線性代數」「機率論與數理統計」
  • l 作業研究」等課程教學大綱
  • l 使用Python語言實現相關計算、圖形展示及模型求解
  • l 內容包含Python程式語言入門、極限的運算
  • l 函數的求導及積分、微分方程求解、
  • l 級數、行列式計算、線性方程組求解、
  • l 隨機變數及其分佈、隨機變數的數字特徵
  • l 參數估計、假設檢驗、方差分析與回歸、
  • l 線性規劃、非線性規劃、動態規劃、圖與網路計畫及排隊論

【什麼是深度學習?】

深度學習中的Batch Norm是什麼?為何要用Relu而非Sigmoid啟動函數?梯度爆炸的解決之道是什麼?本書讓您在熟練了機器學習或深度學習之後,能把基礎再加強。所謂「知其然,也知其所以然」,整天被CNN、RNN、RL等高深技術所包圍,總不能連最基本的數學原理都搞不清楚吧!現在給你重讀一次的機會,從數學原理開始說起,把似是而非的理論基礎加強回來,補足你心中一直缺的那一塊!那麼這本「機器學習數學王國」就達到目的了!

【這本書會告訴你…】

這本高等數學(含「線性代數」)、「機率論與數理統計」和「作業研究」幾本傳統教材搭配的科學計算輔導用書。希望科學計算從這幾門基礎課開始生根。Python是當下的第一選項,原因在於就科學計算來說,基於Python的函數庫是相對完備且開放的,使用人群的基數也決定著學習資源的品質與多樣性。

【VS Code】

Visual Studio Code為我們提供了良好的工作環境。基本理論和手工計算是根本,然後才可以使用機器進行實踐,切莫本末倒置。如果自己無法解釋程式或程式輸出,那就要調整為理論優先。建議讀者依據自身對基礎的理解,可以採用理論與實踐按節融合、按章融合或學期後融合的策略。

【案例介紹】

極限運算案例:

對於商的極限的運算,limit()函數一般都可以處理得很好,舉例如下。

raw-image






X→3時,分子與分母極限都是零。程式如下:

import sympy as sy
x=sy.symbols('x')
print(sy.limit((x-3)/(x**2-9),x,3,dir='+-'))

執行結果為:1/6。

raw-image






X→1時,分母極限為零,分子不為零。程式如下:

x=sy.symbols('x')
print(sy.limit((2*x-3)/(x**2-5*x+4),x,1,dir='-'))
print(sy.limit((2*x-3)/(x**2-5*x+4),x,1))

執行結果為:

-∞

備註:x 趨於1 的左極限為-∞ ,右極限為+∞ ,所以x 趨於1 時的極限為∞。

極限存在準則:

raw-image






程式如下:

import sympy as sy
x=sy.symbols('x')
lim=sy.limit(sy.sin(x)/x,x,0,dir='+-')
print(lim)

執行結果為:1。

--

數學為我們提供了豐富多彩的素材用以學習程式設計:從讀者已掌握的知識(例如繪製一個抛物線,計算一個函數的導數)到未知的領域(如求一個複雜函數的極值),這期間有驗證的快樂,也有探索的艱辛,在不斷重複這些活動的過程中學會熟練運用這一工具,工具的熟練使用反過來也會幫助我們對特定問題進行更為深入的探討與研究。

--

raw-image

本文取自深智數位出版之〈Python AI人員必修的科學計算 - 數學、機率、統計、演算法〉

天瓏: https://reurl.cc/Rvr0rZ

博客來: https://reurl.cc/LNmbme

深智數位:https://deepmind.com.tw

留言
avatar-img
深智數位的沙龍
10會員
25內容數
深智數位的沙龍的其他內容
2023/08/02
在機器學習中,我們的目標是找到一種能夠最好地描述數據的模型。例如,在迴歸問題中,我們希望找到一種函數,該函數能以一種對我們的目標變數(例如:銷售量、股票價格等) 的最佳估計的方式,描述輸入特徵(例如:廣告支出、市場狀況等)。
Thumbnail
2023/08/02
在機器學習中,我們的目標是找到一種能夠最好地描述數據的模型。例如,在迴歸問題中,我們希望找到一種函數,該函數能以一種對我們的目標變數(例如:銷售量、股票價格等) 的最佳估計的方式,描述輸入特徵(例如:廣告支出、市場狀況等)。
Thumbnail
2023/07/21
  在程式設計中,變數(Variable)是一個代表內存位置的符號,用於存儲和操作數據。它是一個內存單元,可以存儲各種類型的數據,例如整數、浮點數、字符串等。變數的值可以在程式執行時改變,並在需要時被讀取。 變數是暫時存放資料用的,可以將變數想像成是一個箱子,箱子裡面可以是空的,
Thumbnail
2023/07/21
  在程式設計中,變數(Variable)是一個代表內存位置的符號,用於存儲和操作數據。它是一個內存單元,可以存儲各種類型的數據,例如整數、浮點數、字符串等。變數的值可以在程式執行時改變,並在需要時被讀取。 變數是暫時存放資料用的,可以將變數想像成是一個箱子,箱子裡面可以是空的,
Thumbnail
2023/05/17
新手在使用ChatGPT 時,對於ChatGPT的回答普遍印象是廢話連篇,而這通常是因為沒有給出足夠清晰的指示所導致,以下將介紹3個讓你跟ChatGPT溝通更有效的提示技巧,幫助讀者快速掌握提升回答品質的秘訣!
Thumbnail
2023/05/17
新手在使用ChatGPT 時,對於ChatGPT的回答普遍印象是廢話連篇,而這通常是因為沒有給出足夠清晰的指示所導致,以下將介紹3個讓你跟ChatGPT溝通更有效的提示技巧,幫助讀者快速掌握提升回答品質的秘訣!
Thumbnail
看更多
你可能也想看
Thumbnail
在 vocus 與你一起探索內容、發掘靈感的路上,我們又將啟動新的冒險——vocus App 正式推出! 現在起,你可以在 iOS App Store 下載全新上架的 vocus App。 無論是在通勤路上、日常空檔,或一天結束後的放鬆時刻,都能自在沈浸在內容宇宙中。
Thumbnail
在 vocus 與你一起探索內容、發掘靈感的路上,我們又將啟動新的冒險——vocus App 正式推出! 現在起,你可以在 iOS App Store 下載全新上架的 vocus App。 無論是在通勤路上、日常空檔,或一天結束後的放鬆時刻,都能自在沈浸在內容宇宙中。
Thumbnail
vocus 慶祝推出 App,舉辦 2026 全站慶。推出精選內容與數位商品折扣,訂單免費與紅包抽獎、新註冊會員專屬活動、Boba Boost 贊助抽紅包,以及全站徵文,並邀請你一起來回顧過去的一年, vocus 與創作者共同留下了哪些精彩創作。
Thumbnail
vocus 慶祝推出 App,舉辦 2026 全站慶。推出精選內容與數位商品折扣,訂單免費與紅包抽獎、新註冊會員專屬活動、Boba Boost 贊助抽紅包,以及全站徵文,並邀請你一起來回顧過去的一年, vocus 與創作者共同留下了哪些精彩創作。
Thumbnail
数学对于计算机编程来说重要性是毋庸置疑的,更何况我们现在不仅仅是编程,而是走在「人工智能」的路上。可以说,数学应该是最重要的基础。 我们在学习AI的过程当中可能会遇到的一些关于数学方面的一些东西,比如说线性代数里面的矩阵运算,比如说求导,还有一些概率统计,图论方面的一些东西。
Thumbnail
数学对于计算机编程来说重要性是毋庸置疑的,更何况我们现在不仅仅是编程,而是走在「人工智能」的路上。可以说,数学应该是最重要的基础。 我们在学习AI的过程当中可能会遇到的一些关于数学方面的一些东西,比如说线性代数里面的矩阵运算,比如说求导,还有一些概率统计,图论方面的一些东西。
Thumbnail
Python是一種廣泛使用的程式語言,它有許多內建的模組可以幫助我們進行各種數學運算,其中一個就是math模組,它提供了許多標準的數學函數,例如三角函數、對數函數、指數函數等,在這篇文章中,我們將介紹如何使用math模組。 導入math模組並計算圓周率的值: # 計算圓周率的值 math模組中
Thumbnail
Python是一種廣泛使用的程式語言,它有許多內建的模組可以幫助我們進行各種數學運算,其中一個就是math模組,它提供了許多標準的數學函數,例如三角函數、對數函數、指數函數等,在這篇文章中,我們將介紹如何使用math模組。 導入math模組並計算圓周率的值: # 計算圓周率的值 math模組中
Thumbnail
這篇文章會展示一下如何使用現代化工具,快速把論文上的公式轉換成程式碼 1.首先到 https://accounts.mathpix.com/login 網站註冊一個帳號並下載snipping 這個軟體是專門讓使用者利用截圖的方式把數學式子轉化成LATEX格式 我以一個論文看到的演算法為範例 好然後
Thumbnail
這篇文章會展示一下如何使用現代化工具,快速把論文上的公式轉換成程式碼 1.首先到 https://accounts.mathpix.com/login 網站註冊一個帳號並下載snipping 這個軟體是專門讓使用者利用截圖的方式把數學式子轉化成LATEX格式 我以一個論文看到的演算法為範例 好然後
Thumbnail
數學為我們提供了豐富多彩的素材用以學習程式設計:從讀者已掌握的知識(例如繪製一個抛物線,計算一個函數的導數)到未知的領域(如求一個複雜函數的極值),這期間有驗證的快樂,也有探索的艱辛,在不斷重複這些活動的過程中學會熟練運用這一工具,工具的熟練使用反過來也會幫助我們對特定問題進行更為深入的探討與研究。
Thumbnail
數學為我們提供了豐富多彩的素材用以學習程式設計:從讀者已掌握的知識(例如繪製一個抛物線,計算一個函數的導數)到未知的領域(如求一個複雜函數的極值),這期間有驗證的快樂,也有探索的艱辛,在不斷重複這些活動的過程中學會熟練運用這一工具,工具的熟練使用反過來也會幫助我們對特定問題進行更為深入的探討與研究。
Thumbnail
1.1 函數與圖形 定義域、對應域,每一元素只能對應一個函數值 (即不能一對多) 多項式函數、三角、指對 a>0,拋物線開口向上 a<0,拋物線開口向下 1.2 連續函數與極限 極限(Limit): limx→ ∞an = L f(x)在x=a是連續的,條件有三: e=2.718
Thumbnail
1.1 函數與圖形 定義域、對應域,每一元素只能對應一個函數值 (即不能一對多) 多項式函數、三角、指對 a>0,拋物線開口向上 a<0,拋物線開口向下 1.2 連續函數與極限 極限(Limit): limx→ ∞an = L f(x)在x=a是連續的,條件有三: e=2.718
Thumbnail
統全數理功用: 1.方便計算機計算過程直觀化,透過時輪系統,一步一步地理解計算過程 2.數理語言的統一規則化 3.可能方便初學者逐步理解   算法案例   二元算法 統全數理法化   次方/平方/立方.次方根,如何計算對數?   算法案例:加法與減法   算法案例:乘法除法
Thumbnail
統全數理功用: 1.方便計算機計算過程直觀化,透過時輪系統,一步一步地理解計算過程 2.數理語言的統一規則化 3.可能方便初學者逐步理解   算法案例   二元算法 統全數理法化   次方/平方/立方.次方根,如何計算對數?   算法案例:加法與減法   算法案例:乘法除法
Thumbnail
一、什麼是變數?   變數是指用來代表某一種資料型態的符號,以非數字的符號來表達,可以是英文字母也可以是一個英文單字,不過python有一些英文字母不能被當作變數,我們稱作保留字,例如:False、None、True、and、is、not、or、......,之後會在介紹。
Thumbnail
一、什麼是變數?   變數是指用來代表某一種資料型態的符號,以非數字的符號來表達,可以是英文字母也可以是一個英文單字,不過python有一些英文字母不能被當作變數,我們稱作保留字,例如:False、None、True、and、is、not、or、......,之後會在介紹。
Thumbnail
這是微積分科普系列文章的第三篇,本文分成兩個部分。第一部分:由於上文以極限的反思作結,告訴讀者透過實驗與推測,不能確定函數的極限,因此本文將以嚴格的數學定義,說明如何證明函數的極限,回答上文中的反思問題,了解定義後,未來再證明函數極限的加、減、乘、除;第二部分:將以生活對話向你解釋「無限大、無限小」
Thumbnail
這是微積分科普系列文章的第三篇,本文分成兩個部分。第一部分:由於上文以極限的反思作結,告訴讀者透過實驗與推測,不能確定函數的極限,因此本文將以嚴格的數學定義,說明如何證明函數的極限,回答上文中的反思問題,了解定義後,未來再證明函數極限的加、減、乘、除;第二部分:將以生活對話向你解釋「無限大、無限小」
Thumbnail
這是微積分科普系列文章的第二篇,本文將以生活情境向你解釋「靠近」的概念,了解趨近的含義後,再說明如何用數學語言表示極限,並讓讀者透過直覺的函數圖形和計算,了解函數極限的意義,最後引導讀者思考、提出質疑,更加嚴格的函數極限定義,應符合哪些要求。
Thumbnail
這是微積分科普系列文章的第二篇,本文將以生活情境向你解釋「靠近」的概念,了解趨近的含義後,再說明如何用數學語言表示極限,並讓讀者透過直覺的函數圖形和計算,了解函數極限的意義,最後引導讀者思考、提出質疑,更加嚴格的函數極限定義,應符合哪些要求。
追蹤感興趣的內容從 Google News 追蹤更多 vocus 的最新精選內容追蹤 Google News