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Twitterで数学に関する話題を発信しています。本家のサイトはログインしなければ閲覧できない仕様になってしまったので,当サイトに移して誰でも見られるようにしました。(2023.8.1)

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

「6分の1公式」を悪者扱いする記事が出ているようですが,あれは計算を楽にするだけの公式ではありません。放物線を図形として捉えたり,面積の性質を考えるための大事な教材でもあります。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

例えば,「6分の1公式」で面積が切り口の幅の3乗に比例することは,中3で学習する「相似な図形の面積比は相似比の2乗」の延長にあり,その認識を広げてくれます。また,x²の係数や切り口を変えたときの放物線の変化が,面積にどう影響を与えるかを考えさせるのも有意義です。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

f(z)=z^nによる複素数平面上の平行線の写像です。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

1/z,√z,sinz,e^zではこうなります。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

部分積分を体積を使って視覚化してみました。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

曲線 y=f(x) に斜めの漸近線があるかどうかを求めるのに,参考書には lim を使った説明がよく書かれていますが,あれは発見法というよりは,漸近線があることが分かったうえでそれを示すための方法だと思った方がいいです。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

ではどうやって発見するかというと,f(x)を最高位の部分だけ見たときに x の1次式になっている場合です。
例えば,
y=(2x²+x+1)/(x+3) → y=2x+b
y=2x+√(x²-1) → y=3x+b
y=∛(8x³+x+1) → y=2x+b
これらを f(x) のオーダーが1次関数であるといいます。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

このようにして,あらかじめ斜めの漸近線があることを見抜いておいて,答案では lim を使って示せばよいということです。
数学によくある「本音の建前のギャップ」です。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

「実数」という用語を教えるときは,後々実数以外の数が登場することも合わせて話しておく必要があります。そうしなければ,なぜすべての数にわざわざ名前を付けるのか,「数」と「実数」という言葉は何が違うのか,生徒は虚数の登場まで1年間も分からないままです。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

後から登場したものと区別するために,元からあったものに改めて付けた名前をレトロニムといいます。実数はレトロニムです。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

関数 f(x)/g(x) が x=a で極値をとるとき,
f'(a)g(a)−f(a)g'(a)=0 より,
f(a)/g(a)=f'(a)/g'(a) が成り立ちます。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

直感的に言うと,f(x)/g(x) が x=a で極値をとるのは,その付近でfとgの比が不変ということなので,
f/g=(f+Δf)/(g+Δg)=Δf/Δg

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

このとき,2曲線 y=f(x) と y=g(x) の x=a における接線が,x軸上で交わります。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

2曲線 y=f(x), y=g(x) よりも,曲線 (f(t), g(t)) でイメージする方が簡単でした。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

ロピタルの定理のイメージもこれに近いです。点Pが原点に飛び込んでくるとき,入る間際のPの方向ベクトルとOPが同じ向きになるのがロピタルの定理です。