高等数学与Python

        概述

        高等数学作为一门研究数学的基础和高级概念的学科，在大学数学课程中占据着重要的地位。它不仅是数学学科发展历程的承载者，也为其他科学领域的建模和分析提供了理论基础。在职业经历中信号处理要用数学中的微积分和线性代数，深度学习中要用到高等数学中的线代、微积分，概率统计、数值优化等，3D打印运动学中也要用到线性代数和微积分等。可以说做工程高等数学无处不在，是大多数工程的父类。

        然而，很多人在学习高等数学时遇到困难，主要原因是对其中的核心概念理解不够透彻，以及学习方法的问题。这个专栏将介绍如何利用Python这个功能强大且易于使用的编程语言，与高等数学结合起来，为数学学习提供新的方式和途径。

一、Python与数学的密切联系

• 数学问题的求解：Python提供了丰富的数学库，如NumPy和SciPy，可以用于高效地解决数学问题。通过利用这些库中的函数和算法，数学家和科学家们可以快速计算和求解微积分、线性代数、概率统计、数值优化等高等数学中的核心概念和问题。
• 探索数学理论：Python的灵活性使得数学家们可以轻松地编写代码来探索数学理论。他们可以使用Python进行数学建模、验证数学猜想、分析数学规律等。通过编写简洁而高效的Python代码，数学家们能够更好地理解和推进数学学科的发展。
• 数据分析与可视化：Python的数据分析库（如Pandas）和可视化库（如Matplotlib）为数学家们提供了强大的工具，可以分析和可视化数学数据。这对于理解数学概念、发现数学模式和趋势，以及进行数据驱动的数学研究都具有重要意义。

二、Python为高等数学学习带来的优势

• 直观的可视化：Python的图形库（如Matplotlib和Plotly）可以将数学概念以图形形式直观地展示出来。通过绘制函数图像、曲线拟合和三维图形等，学生们可以更好地理解和掌握高等数学中的概念和性质。
• 交互式学习：Python提供了交互式学习的环境，例如Jupyter Notebook，使学生们能够实时运行和修改数学代码，并观察结果的变化。这种亲身参与的学习方式有助于加深对高等数学概念的理解。
• 实践性学习：Python使学生们能够通过编写代码来应用高等数学知识解决实际问题。例如，在信号处理中使用微积分和线性代数，或在深度学习中应用高等数学中的线性代数、微积分、概率统计和数值优化等。这种实践性的学习方法培养了学生们的问题解决能力和创造性思维。

工具安装

        我平时主要是使用vscode 方式，下面是在VSCode中安装和配置Python的简单步骤：

        步骤1：安装Python 首先，您需要在计算机上安装Python。您可以从Python官方网站（https://www.python.org）下载最新版本的Python安装程序，并按照安装向导的指示进行安装。在安装过程中，请确保勾选"Add Python to PATH"（将Python添加到环境变量中）选项，这样您就可以在命令行中直接运行Python命令。

        步骤2：安装Visual Studio Code 如果您还没有安装Visual Studio Code，请前往官方网站（https://code.visualstudio.com）下载并安装适用于您操作系统的版本。根据您的操作系统，下载并运行安装程序，并按照指示进行安装。

        步骤3：安装Python插件 打开Visual Studio Code，点击左侧的"扩展"（Extensions）图标（或使用快捷键Ctrl+Shift+X），在搜索框中输入"Python"。找到"Python"插件（由Microsoft提供），然后点击"安装"按钮以安装插件。

        步骤4：配置Python解释器 安装完"Python"插件后，点击VSCode左下角的"选择解释器"（Select Interpreter）按钮（或使用快捷键Ctrl+Shift+P），然后在命令面板中选择您想要用于Python开发的Python解释器。如果您已经在步骤1中将Python添加到环境变量中，您应该能够在列表中看到已安装的Python解释器。

        步骤5：创建和运行Python文件 现在，您可以在VSCode中创建和运行Python文件了。点击左侧的"资源管理器"（Explorer）图标（或使用快捷键Ctrl+Shift+E），选择您要保存Python文件的文件夹。右键单击文件夹，选择"新建文件"（New File），并将文件保存为以".py"为后缀的Python文件名。

安装完python后可以把pip 源改为清华源，pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple，或者以后安装模块的时候带上-i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple