Как стать автором
Обновить
371.16

Математика *

Царица всех наук

Сначала показывать
Период
Уровень сложности

Как устроены технические индикаторы на фондовых рынках

Время на прочтение5 мин
Количество просмотров25K
Любой кто когда-нибудь интересовался фондовыми или криптовалютными рынками видел эти дополнительные линии. И вы наверно слышали мнения от матерых трейдеров о том, что они не работают и как они не используют ничего. Но многим они очень помогают и мой торговый терминал, в который я лениво смотрю раз в день, выглядит примерно как на картинке ниже.

Как же все таки они устроены? И кому это может быть полезно? Вам определенно с этим следует ознакомиться, если:

  1. Вы ими пользуетесь в своей торговле
  2. Вы планируете написать торгового робота
  3. Вы хотите реализовать торговую стратегию сами

технические индикаторы
Читать дальше →

Выборы вообще не работают; во всём нужно винить математику

Время на прочтение6 мин
Количество просмотров22K

Избиратели делают отметки в бюллетенях на избирательном участке, расположенном в колумбарии Сан-Франциско, 5 июня 2018

Мэр Сан-Франциско Эд Ли умер в декабре 2017. Выборы его замены прошли в начале июня. Спустя почти неделю было ещё неизвестно, кто победил [оригинал статьи от 6 июня 2018 / прим. перев.]. Частично из-за того, что голоса всё ещё поступали. Голосование по почте можно просто отправить в день голосования, и спустя шесть дней, городские власти сообщали, что им осталось обработать ещё 87 000 голосов. Но это не единственное препятствие. Другая проблема кроется в математике.

Видите ли, выборы мэра Сан-Франциско – это не просто ещё одна история «побеждает набравший больше всего голосов». Эта гонка – ещё один пример культурной инновации, которую Калифорния иногда неожиданно выпускает на неподготовленную Америку, как это было со смартфонами и модными тостами. Сюрприз! Мы даже голосуем не так, как все.

Схема работы называется рейтинговым голосованием. Избиратели ранжируют три варианта выбора по степени предпочтительности. В процессе подсчёта отбрасывается кандидат, набравший наименьшее количество первых мест, затем голоса, отданные за него, передаются тому, кто стоял на втором месте у избирателей, предпочитавших этого кандидата, и потом процесс повторяется. Звучит безумно? На самом деле это гениально. И безумно.
Читать дальше →

Информационные системы с понятийными моделями. Часть первая

Время на прочтение13 мин
Количество просмотров12K
Внедряя современные информационные системы, крупные компании рассчитывают быстрее принимать решения, обнаруживать скрытые для бизнеса резервы и возможности, анализировать накопленный опыт и выстраивать прогнозы на основе выявленных закономерностей. Однако реальная отдача от информационных систем часто оказывается значительно ниже, а сроки внедрения и затраты – выше ожидаемых. Причин может быть великое множество, в том числе и связанных с неэффективным управлением, человеческим фактором, устарелой инфраструктурой.

Существенные недостатки есть и у самих информационных систем. В этой статье я предлагаю поговорить не о традиционных – трёхслойных – АИС, а о системах с четырехслойной архитектурой, где новый четвертый слой – слой представления – реализует понятийную модель предметной области. Для актуализации модели при изменениях в предметной области не требуется программировать. Более того, как актуализация модели, так и прикладные задачи решаются посредством семантически инвариантных для всех предметных областей операций над сущностями понятий.

В итоге удается улучшить вычислительные, технологические и эксплуатационные характеристики информационных систем с понятийными моделями предметной области. Но об этом далее.

Читать дальше →

Биомеханика. Начало

Время на прочтение8 мин
Количество просмотров14K

Представляем гостевой пост студентов Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина).

Всем доброго времени суток! Мы студенты «ЛЭТИ» Овсепьян Артур (Artsearcher) и Квиндт Павел (Paul_Quindt). Всю нашу осознанную деятельность в университете мы посвятили работе с 3D моделями анатомических структур человеческого организма и их биомеханическому анализу под руководством профессора, доктора технических наук Бегуна Петра Иосифовича, доцента, кандидата технических наук Лебедевой Елены Александровны, ассистента, кандидата технических наук Пустозерова Евгения Анатольевича.

Для чего это нужно?


Во-первых, информация, получаемая классическими методами визуализации анатомических структур, такими как компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная томография (МРТ) и ангиография чаще всего используется частично и оценивается врачами качественно. В то же время процессы, фиксируемые этими методами, несут информацию, которая, в частности, связана с объяснением природы возникновения патологий структур человека.

По нашим представлениям, понять природу патологий по изображению вряд ли возможно. Но в совокупности с математическим моделированием эта задача реальная.

Во-вторых, биомеханическое моделирование нашло широкое применение в предоперационном планировании, реабилитации и планировании лучевой терапии. Современные методы визуализации и анализа дают возможность предварительно оценить исход операции.

Рассмотрим это на примере.
Читать дальше →

Метод оптимизации Нелдера — Мида. Пример реализации на Python

Время на прочтение5 мин
Количество просмотров69K


Метод Нелдера — Мида — метод оптимизации (поиска минимума) функции от нескольких переменных. Простой и в тоже время эффективный метод, позволяющий оптимизировать функции без использования градиентов. Метод надежен и, как правило, показывает хорошие результаты, хотя и отсутствует теория сходимости. Может использоваться в функции optimize из модуля scipy.optimize популярной библиотеки для языка python, которая используется для математических расчетов.
Читать дальше →

Сглаживание изображений фильтром анизотропной диффузии Перона и Малика

Время на прочтение9 мин
Количество просмотров20K
Фильтр анизотропной диффузии Перона и Малика — это сглаживающий цифровые изображения фильтр, ключевая особенность которого состоит в том, что при сглаживании он сохраняет и «усиливает» границы областей на изображении.

В статье я кратко рассмотрю зачем нужен этот фильтр, теорию по нему и как его реализовать алгоритмически, приведу код на языке Fortran и примеры сглаженных изображений.


Крайнее левое изображение — оригинальное, справа от оригинального — фильтрованные с различными параметрами.
Читать дальше →

Решение линейных диофантовых уравнений с любым числом неизвестных

Время на прочтение4 мин
Количество просмотров39K
image

Здравствуйте, уважаемые читатели! Продолжаю серию дилетантских статей о математике.


Сегодня предлагаю поразмышлять над некоторой интересной математической задачкой.
А именно, давайте-ка для разминки решим следующее линейной уравнение:

$5a+8b+3c+2d = 17$


«Чего сложного?» — спросите вы. Действительно, лишь одно уравнение и целых четыре неизвестных. Следовательно, три переменных есть свободные, а последняя зависит от оных. Так давайте выразим скорее! Например, через переменную $a$, тогда множество решений следующее:

$ \begin{cases}\displaystyle{ a= \frac{17-8b-3c-2d}{5}\\ b,c,d\in\mathbb{R} } \end{cases} $


где $\mathbb{R}$ — множество любых действительных чисел.

Что же, решение действительно оказалось слишком тривиальным. Тогда будем нашу задачу усложнять и делать её более интересной.

Вспомним про линейные уравнения с целыми коэффициентами и целыми корнями, которые, собственно, являются разновидностью диофантовых уравнений. Конкретно — наложим на наше уравнение соответствующие ограничение на целочисленность коэффициентов и корней. Коэффициенты при неизвестных у нас и так целые ($5; 8; 3; 2; 17$), а вот сами неизвестные необходимо ограничить следующим:

$ a,b,c,d \in \mathbb{Z} $


где $\mathbb{Z}$ — множество целых чисел.

Теперь решение, полученное в начале статьи, «не проканает», так как мы рискуем получить $a$ как рациональное (дробное) число. Так как же решить это уравнение исключительно в целых числах?

Заинтересовавшихся решением данной задачи прошу под кат.
Читать дальше →

Логика сознания. Часть 12. Поиск закономерностей. Комбинаторное пространство

Время на прочтение26 мин
Количество просмотров36K
imageПоэзия — та же добыча радия.
В грамм добыча, в годы труды.
Изводишь единого слова ради
Тысячи тонн словесной руды.
Но как испепеляюще слов этих жжение
Рядом с тлением слова-сырца.
Эти слова приводят в движение
Тысячи лет миллионов сердца.

Владимир Маяковский


Напомню, что наша ближайшая задача — показать алгоритм универсального обобщения. Такое обобщение должно удовлетворять всем требованиям, сформулированным ранее в десятой части. Кроме того, оно должно быть свободно от традиционных для многих методов машинного обучения недостатков (комбинаторный взрыв, переобучение, схождение к локальному минимуму, дилемма стабильности-пластичности и тому подобное). При этом механизм такого обобщения должен не противоречить нашим знаниям о работе реальных нейронов живого мозга.

Сделаем еще один шаг в сторону универсального обобщения. Опишем идею комбинаторного пространства и то, как это пространство помогает искать закономерности и тем самым решать задачу обучения с учителем.

Расчет корректирующего КИХ-фильтра на ПЛИС

Время на прочтение9 мин
Количество просмотров26K


Всем привет! Написать эту статью меня побудило выступление на семинарах по цифровой обработке сигналов, где слушатели всегда заостряли интерес к методике вычисления корректирующих FIR-фильтров, несмотря на то, что эту тему я затрагивал поверхностно и по большей части рассказывал об этом в ознакомительных чертах. Если публика желает получить тайные знания, то почему бы ими не поделиться. В этой статье я постараюсь в доступной форме изложить алгоритм расчета корректирующих КИХ фильтров, который необходим для выравнивания АЧХ в полосе пропускания после звеньев CIC фильтров в задачах децимации и интерполяции сигналов. В частности, рассмотрим проектирование фильтров на современных ПЛИС Xilinx. Как обычно, в конце статьи будет ссылка на полезные скрипты для расчета различных фильтров и получение файла коэффициентов фильтра-корректора.

Предполагается, что читатель знаком с основами цифровой обработки сигналов и имеет представление о CIC и FIR фильтрах. Приступим.
Читать дальше →

От моноидов к алгебрам де Моргана. Строим абстракции на Haskell

Время на прочтение14 мин
Количество просмотров13K

Что общего у нормального распределения, конечных автоматов, хеш-таблиц, произвольных предикатов, строк, выпуклых оболочек, афинных преобразований, файлов конфигураций и стилей CSS? А что объединяет целые числа, типы в Haskell, произвольные графы, альтернативные функторы, матрицы, регулярные выражения и статистические выборки? Наконец, можно ли как-то связать между собой булеву алгебру, электрические цепи, прямоугольные таблицы, теплоизоляцию труб или зданий и изображения на плоскости? На эти вопросы есть два важных ответа: 1) со всеми этими объектами работают программисты, 2) эти объекты имеют сходную алгебраическую структуру: первые являются моноидами, вторые — полукольцами, третьи — алгебрами де Моргана.

Читать дальше →

«Правда, чистая правда и статистика» или «15 распределений вероятности на все случаи жизни»

Время на прочтение15 мин
Количество просмотров275K
Статистика приходит к нам на помощь при решении многих задач, например: когда нет возможности построить детерминированную модель, когда слишком много факторов или когда нам необходимо оценить правдоподобие построенной модели с учётом имеющихся данных. Отношение к статистике неоднозначное. Есть мнение, что существует три вида лжи: ложь, наглая ложь и статистика. С другой стороны, многие «пользователи» статистики слишком ей верят, не понимая до конца, как она работает: применяя, например, тест Стьюдента к любым данным без проверки их нормальности. Такая небрежность способна порождать серьёзные ошибки и превращать «поклонников» теста Стьюдента в ненавистников статистики. Попробуем поставить точки над i и разобраться, какие модели случайных величин должны использоваться для описания тех или иных явлений и какая между ними существует генетическая связь.
Читать дальше →

Функторы (глава книги «Теория категорий для программистов»)

Время на прочтение17 мин
Количество просмотров32K

Это седьмая статья из цикла «Теория категорий для программистов». Предыдущие статьи уже публиковались на Хабре:



Функторы


За понятием функтора стоит очень простая, но мощная идея (как бы заезжено это ни прозвучало). Просто теория категорий полна простых и мощных идей. Функтор есть отображение между категориями. Пусть даны две категории C и D, а функтор F отображает объекты из C в объекты из D — это функция над объектами. Если a — это объект из C, то будем обозначать его образ из D как F a (без скобок). Но ведь категория — это не только объекты, но еще и соединяющие их морфизмы. Функтор также отображает и морфизмы — это функция над морфизмами. Но морфизмы отображаются не как попало, а так, чтобы сохранять связи. А именно, если морфизм f из C связывает объект a с объектом b,


f :: a -> b

то образ f в D, F f, связывает образ a с образом b:


F f :: F a -> F b

(Надеемся, что такая смесь математических обозначений и синтаксиса Haskell понятна читателю. Мы не будем писать скобки, применяя функторы к объектам или морфизмам.)


Читать дальше →

Мысль — материальна: Алан Тьюринг как «универсальный вычислитель»

Время на прочтение11 мин
Количество просмотров46K
image
Источник: geektimes.ru

В первой половине XX века, когда были изобретены первые вычислительные машины. Однако наряду с физически осязаемыми машинами появлялись и машины-концепции. Одной из них была «машина Тьюринга» — абстрактное вычислительное устройство, придуманное в 1936 году Аланом Тьюрингом — учёным, которого считают одним из основоположников информатики.

Его кругозор распространялся от квантовой теории и принципа относительности до психологии и неврологии. А в качестве способа познания и передачи своих знаний Тьюринг использовал аппарат математики и логики. Он находил решения, казалось бы, нерешаемых задач, но был сильнее всего увлечен идеей «Универсальной машины», способной вычислить всё, что в принципе вычислимо.
Читать дальше →

Ближайшие события

Магия тензорной алгебры: Часть 2 — Векторные и тензорные операции. Ранги тензоров

Время на прочтение10 мин
Количество просмотров136K

Содержание


  1. Что такое тензор и для чего он нужен?
  2. Векторные и тензорные операции. Ранги тензоров
  3. Криволинейные координаты
  4. Динамика точки в тензорном изложении
  5. Действия над тензорами и некоторые другие теоретические вопросы
  6. Кинематика свободного твердого тела. Природа угловой скорости
  7. Конечный поворот твердого тела. Свойства тензора поворота и способ его вычисления
  8. О свертках тензора Леви-Чивиты
  9. Вывод тензора угловой скорости через параметры конечного поворота. Применяем голову и Maxima
  10. Получаем вектор угловой скорости. Работаем над недочетами
  11. Ускорение точки тела при свободном движении. Угловое ускорение твердого тела
  12. Параметры Родрига-Гамильтона в кинематике твердого тела
  13. СКА Maxima в задачах преобразования тензорных выражений. Угловые скорость и ускорения в параметрах Родрига-Гамильтона
  14. Нестандартное введение в динамику твердого тела
  15. Движение несвободного твердого тела
  16. Свойства тензора инерции твердого тела
  17. Зарисовка о гайке Джанибекова
  18. Математическое моделирование эффекта Джанибекова


Введение


Несказанно рад, что читателям понравилась предыдущая статья. Сразу сделаю оговорку — просто рассказать о таком ёмком понятии как тензор не получится — велик объем информации. Могу обещать, что к концу цикла мозаика сложится.

А в прошлый раз мы остановились на том, что рассмотрев представление вектора в косоугольном базисе, и определив, что он представляется двумя разными (ковариантными и контравариантными) наборами координат, получили общие выражения для скалярного произведения, учитывающие изменение метрики пространства. Таким образом, мы весьма осторожно подошли к понятию тензора
Тензор — математический объект, не изменяющийся при изменении системы координат, представленный набором >своих компонент и правилом преобразования компонент при смене базиса.

Скалярное произведение — это хорошо. Но как же быть с остальными операциями? Как они связываются с геометрией пространства и представимы ли в тензорном виде? Разумеется представимы, ведь векторы — это… тензоры! И скаляры — это тоже тензоры. Привычные нам математические объекты лишь частные примеры более общего понятия, коим является тензор.

Вот об этом мы и поговорим под катом.
Читать дальше →

3/14/15 9:26:53 Празднование «Дня числа Пи» века, а также рассказ о том, как получить свою очень личную частичку числа пи

Время на прочтение8 мин
Количество просмотров56K

Перевод поста Стивена Вольфрама (Stephen Wolfram) "Pi or Pie?! Celebrating Pi Day of the Century (And How to Get Your Very Own Piece of Pi)"
Выражаю огромную благодарность тем, кто помог мне сделать этот перевод: Курбану Магомедову и Ольге Лавренюк.


Эта суббота будет «Днем числа Пи» века. Дата 3/14/15 в формате месяц/день/год задает первые цифры числа π=3.1415… А 9:26:53.589… утра будет «супер моментом дня числа Пи».


Благодаря Mathematica и Wolfram|Alpha, я уверен, что наша компания выдала миру больше раз число π, чем какая-либо другая организация в истории. Поэтому, конечно, мы должны сделать нечно особенное (мероприятие SXSW) для этого особенного Дня числа Пи.


Читать дальше →

Формализм Лагранжа в задачах с сухим трением

Время на прочтение9 мин
Количество просмотров21K

Введение


Данная статья являет собой логическое продолжение темы, начатой в предыдущей публикации . Как и было обещано в комментариях, рассмотрим применимость метода избыточных координат к динамическому анализу механических систем движущихся под действием сил сухого кулоновского трения. В качестве иллюстративного примера решим следующую задачу



Тонкий однородный стержень массы m = 2 кг, длины AB = 2l = 1 м в точке A шарнирно прикреплен к невесомому ползуну, перемещающемуся в горизонтальных шероховатых направляющих. В начальный момент времени стержень расположен вертикально, затем его отклоняют от вертикали на ничтожно малый угол и отпускают без начальной скорости. Необходимо составить уравнения движения данной механической системы и найти закон её движения. Коэффициент трения между ползуном и направляющими равен f = 0,1.


Прежде чем приступить к решению задачи предлагаемым автором методом, рассмотрим немножко элементарной теории, касающейся сухого трения.
Читать дальше →

Построение конических сечений

Время на прочтение4 мин
Количество просмотров13K

Намедни, отлаживая фрагмент программы, связанной с геометрическими вычислениями я заметил, что одна из переменных имеет одно и то же значение вне зависимости от значений входных параметров. Естественно, в первую очередь я заподозрил ошибку и потратил некоторое время на ее поиски, но, немного подумав, я понял, что это не ошибка, а одно из известных свойств конических сечений о котором зачастую забывают. После этого я потратил уже значительно больше времени, рисуя красивые геометрические построения, и в итоге решил, что стоит поделиться картинками с кем-то. Так появилась эта пятничная статья.
Берем циркуль и линейку

Целимся из пушки

Время на прочтение3 мин
Количество просмотров31K

В статье описан простой алгоритм наведения пушки, когда оси вращения не пересекаются с осью ствола. Быстро найти готовый не получилось – пришлось вспоминать школьные времена. Ну а раз вспомнил – грех не поделиться с остальными. А кто-то где-то, сэкономив время, использует его на создание еще чего-то полезного…

Результат приведенных расчетов используется в аркадной игре. За месяц промахов не было. Если вы разрабатываете симулятор, скорее всего, понадобится что-то более изощренное.
Читать дальше →

Гипотеза Била подорожала до 1 миллиона долларов

Время на прочтение1 мин
Количество просмотров62K
Американское математическое общество во вторник объявило о повышении награды до 1 миллиона долларов за доказательство гипотезы Била или за нахождение контрпримера.

Гипотеза

Если

где — натуральные и , то имеют общий простой делитель.

То есть если вы подберёте такие числа, чтобы у A, B, C не было общего простого делителя, то заработаете миллион долларов.
Читать дальше →

Свёртки в Intel Cilk Plus

Время на прочтение8 мин
Количество просмотров3K
Допустим нам зачем-то нужно найти сумму элементов массива. Мы можем разбить массив на две части, просуммировать каждую часть отдельно и сложить результаты. При этом суммировать эти части можно параллельно. Но суммирование части массива это в точности исходная задача, и каждую часть снова можно разбить на две части и просуммировать каждую часть отдельно, а затем сложить результаты и т. д. Такая стратегия вычислений называется «разделяй и властвуй».

Таким способом можно вычислять много других функций от массивов, ниже в первой части статьи будет приведено математическое объяснение этой идеи, а во второй — как с помощью Intel Cilk Plus эту идею использовать в своих программах.

Итак, если есть желание посмотреть на математические формулы и куски кода на C++ в последние дни лета, то добро пожаловать под хабракат.

Читать дальше →