Предмет

Математика, страница 11

Формулы по алгебре, геометрии, тригонометрии, началам анализа и вероятности.

628 формул

Все формулы раздела

Показаны 601-628 из 628. Остальные формулы доступны на соседних страницах раздела.

Номинальная ставка с начислением m раз в год

Формула «Номинальная ставка с начислением m раз в год» связывает денежную сумму, ставку и время. Она показывает, как привести один поток к нужной дате или сравнить ставки с разной частотой начисления.

$j=m((1+EAR)^{1/m}-1)$

Дюрация Маколея облигации

Формула «Дюрация Маколея облигации» связывает денежную сумму, ставку и время. Она показывает, как привести один поток к нужной дате или сравнить ставки с разной частотой начисления.

$D_M=\frac{\sum t\frac{CF_t}{(1+y)^t}}{\sum \frac{CF_t}{(1+y)^t}}$

Модифицированная дюрация облигации

Формула «Модифицированная дюрация облигации» связывает денежную сумму, ставку и время. Она показывает, как привести один поток к нужной дате или сравнить ставки с разной частотой начисления.

$D_{mod}=\frac{D_M}{1+y}$

Перестановки с повторениями: одинаковые элементы

Число различных упорядоченных записей из заданного набора элементов, среди которых есть одинаковые. Формула делит все перестановки на перестановки внутри каждой группы неразличимых элементов.

$P=\frac{n!}{n_1!n_2!\cdots n_r!},\qquad n_1+\cdots+n_r=n$

Сочетания с повторениями: метод звёзд и перегородок

Формула считает наборы из k элементов n видов, когда один вид разрешено выбирать несколько раз, а порядок выбора не важен. Эквивалентная задача — распределить k одинаковых предметов по n различимым ящикам.

$\overline C_n^k=\binom{n+k-1}{k}=\frac{(n+k-1)!}{k!(n-1)!}$

Беспорядки: перестановки без неподвижных точек

Беспорядок — перестановка, в которой ни один элемент не остаётся на своём первоначальном месте. Формула включений и исключений считает такие перестановки и помогает находить вероятность полного несовпадения.

$D_n=n!\sum_{j=0}^{n}\frac{(-1)^j}{j!}$

Числа Каталана: правильные скобочные последовательности

Число Каталана Cₙ считает правильные последовательности из n пар скобок одного вида. В каждом начальном фрагменте открывающих скобок должно быть не меньше закрывающих, а в полной записи их количества равны.

$C_n=\frac{1}{n+1}\binom{2n}{n}$

Числа Стирлинга второго рода: разбиение на группы

Число Стирлинга второго рода S(n,k) показывает, сколькими способами можно разбить n различных элементов на k непустых неименованных групп. Рекурсия отделяет добавление элемента в старую группу от создания новой.

$S(n,k)=kS(n-1,k)+S(n-1,k-1)$

Числа Белла: все разбиения множества на группы

Число Белла считает все способы разделить различимые элементы на непустые непересекающиеся группы. Число групп заранее не задано, их порядок и порядок элементов внутри группы не учитываются.

$B_n=\sum_{k=0}^{n}S(n,k),\qquad B_0=1$

Числа Стирлинга первого рода: циклы перестановки

Беззнаковые числа Стирлинга первого рода считают перестановки n различных элементов, состоящие ровно из k циклов. Рекурсия отделяет новый одноэлементный цикл от вставки элемента в существующий цикл.

$c(n,k)=c(n-1,k-1)+(n-1)c(n-1,k)$

Круговые перестановки: рассадка за круглым столом

Число круговых перестановок n различных объектов равно (n−1)!, если повороты всей расстановки считаются одинаковыми. Зеркальное отражение при этом обычно даёт другой порядок соседей.

$P_{\mathrm{circle}}(n)=\frac{n!}{n}=(n-1)!,\qquad n\ge1$

Число сюръекций: распределение без пустых ящиков

Сюръективное отображение отправляет n различимых объектов в k различимых ящиков так, чтобы каждый ящик был занят. Формула считает такие распределения через числа Стирлинга или включения и исключения.

$N(n,k)=k!S(n,k)=\sum_{j=0}^{k}(-1)^j\binom{k}{j}(k-j)^n$

Формула Кэли: число деревьев с помеченными вершинами

Формула Кэли считает неориентированные деревья на заданных n различных вершинах: связные графы без циклов. Метки вершин сохраняются, а расположение рисунка на плоскости не создаёт новых деревьев.

$T_n=n^{n-2},\qquad n\ge2$

Функция Эйлера: произведение по простым делителям

Функция Эйлера φ(n) считает положительные целые числа от 1 до n, взаимно простые с n. Для вычисления достаточно знать различные простые делители n: каждый входит в произведение ровно один раз.

$\varphi(n)=n\prod_{p\mid n}\left(1-\frac1p\right)$

Число делителей по разложению на простые множители

Число положительных делителей n равно произведению увеличенных на единицу показателей в его простом разложении. Каждый делитель получается независимым выбором допустимой степени каждого простого множителя.

$n=\prod_{i=1}^{r}p_i^{a_i},\qquad \tau(n)=\prod_{i=1}^{r}(a_i+1)$

Сумма делителей по простому разложению числа

Сумма положительных делителей n получается перемножением сумм степеней каждого простого множителя от нуля до его показателя. В сумму входят единица и само число; для собственных делителей затем вычитают n.

$n=\prod_{i=1}^{r}p_i^{a_i},\qquad \sigma(n)=\prod_{i=1}^{r}(1+p_i+\cdots+p_i^{a_i})$

Обратный элемент по модулю через расширенный алгоритм Евклида

Обратный к a по модулю m — это остаток, произведение которого с a даёт единицу по модулю m. Расширенный алгоритм Евклида находит его как коэффициент при a в целочисленном равенстве Безу.

$au+mv=1\quad\Longrightarrow\quad a^{-1}\equiv u\pmod m$

Китайская теорема об остатках для двух взаимно простых модулей

Китайская теорема об остатках восстанавливает общий класс чисел по остаткам r и s при делении на взаимно простые m и n. Решение существует для любой пары остатков и единственно по модулю произведения mn.

$x\equiv r+m\bigl((s-r)m^{-1}\bmod n\bigr)\pmod{mn}$

Распределение Пуассона: вероятность числа событий

Распределение Пуассона даёт вероятность ровно k событий на фиксированном интервале, если известно их среднее число λ. Модель применяют к независимому потоку с постоянной интенсивностью.

$P(X=k)=e^{-\lambda}\frac{\lambda^k}{k!}$

Геометрическое распределение: номер первого успеха

Геометрическое распределение описывает число независимых попыток до первого успеха включительно. Вероятность успеха p остаётся одинаковой в каждой попытке, а предшествующие попытки заканчиваются неудачей.

$P(X=k)=(1-p)^{k-1}p$

Гипергеометрическое распределение: выбор без возвращения

Гипергеометрическая формула даёт вероятность выбрать ровно k объектов нужного типа среди n предметов, взятых без возвращения из N. В исходной совокупности ровно K объектов относятся к нужному типу.

$P(X=k)=\frac{\binom{K}{k}\binom{N-K}{n-k}}{\binom{N}{n}}$

Равномерное распределение: вероятность попасть в интервал

Для непрерывного равномерного распределения на отрезке [a,b] вероятность попадания в его часть [c,d] равна отношению длин. Равные по длине части имеют одинаковые вероятности независимо от положения.

$P(c\le X\le d)=\frac{d-c}{b-a},\qquad a\le c\le d\le b$

Экспоненциальное распределение: вероятность времени ожидания

Экспоненциальная модель даёт вероятность ждать событие дольше t при постоянной интенсивности λ. В отличие от счёта событий по Пуассону, случайной величиной здесь служит непрерывное время до ближайшего события.

$P(T>t)=e^{-\lambda t}$

Составная формула трапеций для вычисления интеграла

Составная формула трапеций приближает определённый интеграл суммой площадей под линейными отрезками между соседними узлами. Концевые значения получают половинный вес.

$T_n=h\left[\frac{f(a)+f(b)}2+\sum_{i=1}^{n-1}f(a+ih)\right],\quad h=\frac{b-a}{n}$

Формула Симпсона: интеграл по параболическим дугам

Составная формула Симпсона объединяет соседние промежутки попарно и заменяет функцию параболой через три узла. Для равномерной сетки число промежутков должно быть чётным.

$S_n=\frac h3\left[f_0+f_n+4\!\sum_{\substack{i=1\\i\text{ нечётное}}}^{n-1}f_i+2\!\sum_{\substack{i=2\\i\text{ чётное}}}^{n-2}f_i\right]$