代数
几何
点到直线距离公式:
自然底数
要了解 的由来,一个最直观的方法是引入一个经济学名称“复利(Compound Interest)” — 复利率法(英文:compound interest),是一种计算利息的方法。按照这种方法,利息除了会根据本金计算外,新得到的利息同样可以生息,因此俗称“利滚利”、“驴打滚”或“利叠利”。只要计算利息的周期越密,财富增长越快,而随着年期越长,复利效应亦会越为明显。
我们知道,很多细菌是通过二分裂进行繁殖的,假设某种细菌天会分裂次,也就是个增长周期为天,这意味着:每一天,细菌的总数量都是前一天的两倍。显然,如果经过天(或者说,经过个增长周期)的分裂,就相当于翻了倍。即,在第天时,细菌总数将是初始数量的倍。
如果假设初始数量为,那么天后的细菌数量则为。因此,只要保证所有细菌天分裂次,不管初始数量是多少,最终数量都将是初始数量的倍。因此,此计算关系也可以写为:
如果将 “分裂”或“翻倍”换一种更文艺的说法,也可以说是:“增长率为”。也就是说,可以将上式写为:
而当增长率不是,而是、之类的时候,则只需要将上式的换成想要的增长率即可。这样就可以得到更加普适的公式:
这个公式的数学内涵是:一个增长周期内的增长率为,在增长了个周期之后,总数量将为初始数量的倍。以上为指数增长的一个简单实例,下面来看看雅可比·伯努利的发现:
假设你有元钱存在银行里,此时发生了严重的通货膨胀,银行的利率飙到了(夸张一下,为了方便计算)。如果银行一年付一次利息,自然在一年后你可以拿到元的本金(蓝色圆)和元的利息(绿色圆),总共两元的余额。
现在银行的年利率不变,但银行为了招揽客户,推出一项惠民政策,每半年就付一次利息。那么到第六个月(也就是半年)的时候,你就能够提前从银行拿到元的利息了。
机智的你会马上把这元的利息再次存入银行,这元的利息也将在下一结算周期产生利息(红色圆),专业术语叫“复利”,那么年底的存款余额将等于元。
此时,我们可以换个角度这样看:即,每个结算(增长)周期为半年,每半年的利率是(或者说),一年结算两次利息,且第一次结算完后,立马将利息存入。此时我们的计算公式和结果如下:
继续,假设现在银行为了和其他银行抢生意,短期不想赚钱了,每四个月就付一次利息!而机智的你依然一拿到利息就立马存入,与半年结算一次利息类似:即,每个结算周期为四个月,每四个月的利率是(或者说 ),一年结算三次利息,且前两次结算完后,都立马将所有利息存入。
此时计算公式和结果如下:
我的天,年利率虽然没有变,但随着每年利息交付次数的增加,你年底能从银行拿到的钱居然也在增加!那么是不是会一直增大到无穷大呢?想得倒美…
现在假设存款人和银行都疯了,银行在保证年利率为的前提下连续不断地付给存款人利息,存款人天天呆在银行不走,拿到利息就往银行里存。这样,所得利息即所谓“连续复利”。
但是,你会发现,似乎有一个“天花板”挡住了你企图靠块钱疯狂赚取个亿的小目标,这个“天花板”就是!如果,我们进行一系列的迭代运算,我们将看到以下结果:
其中,指的是一年中结算利息的次数。只要在年利率保持不变的情况下,不断地提高利息的结算次数,余额就将会逼近
然后,终于可以祭出这个高等数学微积分里计算 的一个重要极限了:
现在再回头看这个重要极限,想必会有更加直观的理解。
大数定律
小数定律
喜欢总结规律是人类的天性。例如,人们抱着娱乐或者认真的态度总结了世界杯足球赛的各种“定律”,其中比较著名的有“巴西队的礼物”——“巴西队的礼物”是指:只要巴西夺冠,下一届的冠军就将是主办大赛的东道主,除非是巴西队自己夺冠。我们来看下历史下真实的数据:1962年巴西夺冠后,4年后英格兰在本土称雄。1970年巴西三夺金杯,1974年轮到东道主西德捧杯。1994年巴西在美国夺冠,下一届东道主法国队在本土夺冠。1958年,巴西队在瑞典夺冠,4年后他们未免成功,收回了“礼物”。看起来这个定律很有意思,但是这一定律在2006年被打破。2006年在德国的世界杯,德国和巴西队都没有夺冠,而是由我们中国人耳熟能详的主队里皮率领的意大利队夺冠。还有一些未被打破的定律,这些看似没有规律的神奇定律,之所有神奇,完全纯属巧合。世界杯每4年举办一次,总共才举办了20多届。只要数据足够少,我们总能发现一些神奇的定律。
如果数据少,随机现象可以看起来很不随机。甚至非常整齐,好像真的有规律一样。即小数定律——如果统计数据很少,那么事件就表现为各种极端情况,而这些情况都是偶然事件,跟它的期望值一点关系也没有
大数定律
大数定律就是我们从统计学中推测真相的理论基础——大数定律说如果统计数据足够大,那么事物出现的频率就能无限接近它的期望值。
某个事件的期望,也就是收益,实际上各种不同结果出现的概率乘结果的收益的和。拿我们最熟悉的投骰子举例,游戏规则是投中1点获得1元,投中2点获得2元,以此类推。那么,这个事件的期望是多少呢?
显然是
这个期望3.5代表什么意思呢?也就是说,只要你一直玩下去,你每次游戏的预期收益是3.5元。可能你某次赢了1元,某一次赢了6元,只要你长期投下去, 你平均下来每次就赢3.5元。
中心极限定理
中心极限定理是许多统计活动的“动力源泉”,这些活动存在着一个共同的特点,那就是使用样本对总体进行估计,例如我们经常看到的民意调查就是这方面的经典案例。
中心极限定理是说:
- 样本的平均值约等于总体的平均值。
- 不管总体是什么分布,任意一个总体的样本平均值都会围绕在总体的整体平均值周围,并且呈正态分布。
假设有一个群体,如我们之前提到的清华毕业的人,我们对这类人群的收入感兴趣。怎么知道这群人的收入呢?我会做这样4步:
- 随机抽取1个样本,求该样本的平均值。例如我们抽取了100名毕业于清华的人,然后对这些人的收入求平均值。该样本里的100名清华的人,这里的100就是该样本的大小。有一个经验是,样本大小必须达到30,中心极限定理才能保证成立。
- 我将第1步样本抽取的工作重复再三,不断地从毕业的人中随机抽取100个人,例如我抽取了5个样本,并计算出每个样本的平均值,那么5个样本,就会有5个平均值。这里的5个样本,就是指样本数量是5,即抽取了5次,形成了5个样本。
- 根据中心极限定理,这些样本平均值中的绝大部分都极为接近总体的平均收入。有一些会稍高一点,有一些会稍低一点,只有极少数的样本平均值大大高于或低于群体平均值。
- 中心极限定理告诉我们,不论所研究的群体是怎样分布的,这些样本平均值会在总体平均值周围呈现一个正态分布。
Source
https://zhuanlan.zhihu.com/p/48391055
https://blog.csdn.net/anshuai_aw1/article/details/82771784
https://blog.csdn.net/anshuai_aw1/article/details/82769742