CCG 模块 0:零基础数学语言

这个模块为何必须先学

旧版课程从流形、基本群和 Hodge 分解开始,对没有数学背景的读者跨度过大。本模块不假定线性代数、微积分或复分析基础,只假定会四则运算。

每课只回答一个问题,建议每天最多学习两课。不要只读;必须完成每页末尾的三道自测。

阅读顺序

课次页面学完应能回答
00-01数学符号不是密码一个公式中的对象、运算、条件和结论分别是什么?
00-02函数与坐标参数点与曲面点有什么区别?
00-03角度与三角函数怎样从三条边恢复一个角?
00-04向量、长度与内积怎样计算长度、夹角、投影和面积?
00-05矩阵是线性映射怎样从矩阵的列看懂几何变换?
00-06线性方程组秩、零空间与边界约束有什么关系?
00-07导数与线性近似“局部”怎样用导数精确定义?
00-08偏导、梯度与 Jacobian怎样从 Jacobian 判断拉伸、面积和翻转?
00-09积分与面积为什么连续能量是积分,离散能量是求和?
00-10复数与复平面复数乘法为什么天然表示旋转加缩放?
00-11能量与优化为什么参数化会变成带约束的能量最小化?

出口标准

进入拓扑模块前,应能独立完成:

  1. 逐字解释E(u)=12uTLuE(u)=\frac12u^TLu;
  2. 用内积计算两个二维向量的夹角;
  3. 从一个2×22\times2 Jacobian 判断面积缩放和翻转;
  4. 解释为什么L1=0L\mathbf1=0 会导致解不唯一;
  5. 解释复数乘法为何保持角度。

若其中任何一项只能背公式,返回对应短课,不要强行进入下一模块。

下一模块

模块 1:曲面拓扑——洞、边界和网格结构