Twitter

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

与えられた点から4点を選んで正方形をつくるパズルです。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

答えです。それぞれ答えは1つしかありません。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

関数の合成について g∘f=f∘g は一般には成り立ちませんが,f と g によっては成り立つこともあります。それはどのような場合があるでしょうか。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

すぐ分かる例は,
f = g (2つが同一の関数のとき)
f = id (一方が恒等関数 f(x)=x のとき)
f = g⁻¹ (互いに逆関数のとき,ただし共通の定義域において)

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

1次関数では,
f(x)=x+2,g(x)=x+3 や,
f(x)=2x,g(x)=3x があります。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

これは,+,× がそれぞれ交換法則・結合法則を満たすからです。+ の場合は,
(g∘f)(x)
=(x+2)+3
=x+(2+3)
=x+(3+2)
=(x+3)+2
=(f∘g)(x)

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

f,g が1次関数のとき,g∘f=f∘g となる必要十分条件は何でしょうか。f(x)=ax+b,g(x)=cx+d とおいて調べてみてください。
すでにあげた例(同一の関数,一方が恒等関数,互いに逆関数,+,×の交換法則・結合法則によるもの)以外にも見つかるはずです。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

f,g が1次関数と2次関数の場合,あるいは2次関数どうしの場合はどうでしょうか。
これは自明な例しかなく,前者は一方が恒等関数のとき,後者は同一の関数になる場合に限られます。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

合成関数の微分に使う dy/dx = dy/du ∙ du/dx には名前があって「チェイン・ルール」といいます。日本語では「連鎖律」というそうです。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

「連鎖律」の方は,律というからにはもっと幅広く適用したくなりますが,
a/b ∙ b/c = a/c
log_a(b) ∙ log_b(c) = log_a(c)
→AB + →BC = →AC
こういうものには使わず,微分専用の言葉のようです。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

教科書では,ベクトルの内積の分配法則 a∙(b+c) = a∙b+a∙c は,成分内積の公式 a∙b=a₁b₁+a₂b₂ の後で証明します。その方が簡単だからですが,内積の定義 a∙b=|a||b|cosθ から証明するのも十分簡単なので,やったことがない人は試してみてください。

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

a, bはベクトルとします。
|a+b|² = |a|²+2a∙b+|b|²
|a+b+c|² = |a|²+|b|²+|c|²+2a∙b+2b∙c+2c∙a
|a+b|³ = ?

浜田昌宏 / 浜田塾@hamadajuku

y=tanθのグラフの形は「正接曲線」といいます。教科書には書かれていない言葉なので聞き慣れないかもしれませんが,「正弦曲線」と同様に「正接曲線」といいます。