Ecuación de Laplace

Se trata de un problema históricamente notable en matemáticas. Su resolución negativa por Leonhard Euler en 1736 sentó las bases de la teoría de grafos y prefiguró la idea de topología. El problema consistía en saber si los siete puentes de la ciudad de Königsberg podían recorrerse en un solo viaje sin volver atrás, y si el viaje terminaba en el mismo terreno en el que había comenzado.

Teorema fundamental de topología y geometría que establece que, para cualquier poliedro convexo, el número de vértices (V), aristas (E) y caras (F) está relacionado por la fórmula [latex]V - E + F = 2[/latex]. Este valor, 2, es la característica de Euler de una esfera, lo que revela una profunda propiedad topológica independiente de la forma específica del poliedro.

El teorema de Bayes describe la probabilidad de un evento basándose en el conocimiento previo de las condiciones que podrían estar relacionadas con dicho evento. Es un concepto fundamental en la teoría de la probabilidad y la estadística. Matemáticamente, se expresa como [latex]P(A|B) = \frac{P(B|A)P(A)}{P(B)}[/latex], donde A y B son eventos y [latex]P(B) \neq 0[/latex]. Relaciona las probabilidades condicionales y marginales de dos eventos aleatorios.

Enfoque estándar para aproximar soluciones a sistemas sobredeterminados mediante la búsqueda de parámetros del modelo que minimicen la suma de las diferencias al cuadrado entre los valores observados y los predichos. Esta suma se conoce como suma de residuos al cuadrado (SSR). El objetivo es encontrar los parámetros [latex]\hat{\beta}[/latex] que minimicen la función [latex]S(\beta) = \sum_{i=1}^{n} (y_i - x_i^T \beta)^2[/latex].

Ecuación diferencial parcial parabólica lineal fundamental de segundo orden que describe la distribución de calor u otros procesos de difusión. Su forma canónica es [latex]\frac{parcial u}{parcial t} = \alpha \nabla^2 u[/latex], donde [latex]u(\vec{x},t)[/latex] es la temperatura, [latex]t[/latex] es el tiempo, y [latex]\alpha[/latex] es la difusividad térmica. Las soluciones modelan cómo evoluciona una distribución inicial de temperatura, suavizando las irregularidades con el tiempo y aproximándose a un estado estacionario.

Los coeficientes de la serie de Fourier de una función [latex]s(x)[/latex] con período [latex]P[/latex] se calculan utilizando fórmulas integrales. El componente de CC es [latex]a_0 = frac{2}{P} int_{P} s(x) , dx[/latex]. Los coeficientes del coseno son [latex]a_n = frac{2}{P} int_{P} s(x) cosleft(frac{2pi nx}{P}right) , dx[/latex], y los coeficientes del seno son [latex]b_n = frac{2}{P} int_{P} s(x) sinleft(frac{2pi nx}{P}right) , dx[/latex] para [latex]n ge 1[/latex].

La inducción matemática es una técnica utilizada para demostrar que una propiedad [latex]P(n)[/latex] se cumple para cada número natural [latex]n[/latex]. Implica dos pasos: el caso base, que demuestra que [latex]P(0)[/latex] o [latex]P(1)[/latex] es verdadero, y el paso inductivo, que demuestra que si [latex]P(k)[/latex] es verdadero para algún número natural [latex]k[/latex] (la hipótesis de inducción), entonces [latex]P(k+1)[/latex] también es verdadero.

Ecuación diferencial parcial hiperbólica lineal de segundo orden que gobierna la propagación de varios tipos de ondas. En su forma más simple, se escribe como [latex]\frac{\partial^2 u}{\partial t^2} = c^2 \nabla^2 u[/latex], donde [latex]u(\vec{x},t)[/latex] es la amplitud de la onda, [latex]c[/latex] es la velocidad de la onda, y [latex]\nabla^2[/latex] es el operador de Laplace. Modela fenómenos como las cuerdas vibrantes, las ondas sonoras y las ondas luminosas.

La característica de Euler es una invariante topológica, un número que describe la estructura o forma de un espacio topológico independientemente de cómo se doble. Para los poliedros, se define mediante la fórmula [latex]\chi = V - E + F[/latex], donde V, E y F son el número de vértices, aristas y caras, respectivamente. Para una esfera, [latex]\chi = 2[/latex], mientras que para un toro, [latex]\chi = 0[/latex].

Es uno de los primeros problemas de probabilidad geométrica y se considera precursor del método de Montecarlo. Consiste en dejar caer una aguja de longitud [latex]l[/latex] sobre un suelo con líneas paralelas a una distancia [latex]t[/latex]. La probabilidad de que la aguja cruce una línea es [latex]P = \frac{2l}{pi t}[/latex] (para [latex]l \le t[/latex]). Esto proporciona un experimento físico para estimar [latex]\pi[/latex].

El teorema de Parseval relaciona la energía total de una señal (la integral de su cuadrado sobre un período) con la suma de las energías al cuadrado de sus componentes de la serie de Fourier. Para una función [latex]s(x)[/latex] con período [latex]P[/latex], el teorema establece: [latex]frac{1}{P} int_P |s(x)|^2 , dx = sum_{n=-infty}^{infty} |c_n|^2[/latex], donde [latex]c_n[/latex] son ​​los coeficientes complejos de Fourier.

La inferencia bayesiana es un método estadístico que utiliza el teorema de Bayes para actualizar la probabilidad de una hipótesis a medida que se dispone de más evidencia o información. Es un principio fundamental de la estadística bayesiana. La idea central se expresa como: la probabilidad posterior es proporcional al producto de la probabilidad previa y la verosimilitud, [latex]p(theta|D) propto p(D|theta)p(theta)[/latex], donde [latex]theta[/latex] es el parámetro y D son los datos.

Una serie de Fourier descompone cualquier función o señal periódica en una suma de funciones oscilantes simples, a saber, senos y cosenos. Para una función [latex]s(x)[/latex] con periodo [latex]P[/latex], la serie viene dada por [latex]s(x) approx frac{a_0}{2} + sum_{n=1}^{infty} left[ a_n cosleft(frac{2pi nx}{P}right) + b_n sinleft(frac{2pi nx}{P}right)right][/latex]. Los términos [latex]a_n[/latex] y [latex]b_n[/latex] son ​​los coeficientes de Fourier.

El Teorema Egregium (teorema notable en latín) afirma que la curvatura gaussiana de una superficie es una propiedad intrínseca. Esto significa que sólo depende de cómo se midan las distancias en la propia superficie, no de cómo se inserte la superficie en el espacio tridimensional. Una hoja de papel plana puede enrollarse hasta formar un cilindro, pero no una esfera sin estirarse.