Math

概要

数学。

Memo

org-modeで数式を入力する

\begin{equation} x = 1 \end{equation}

C-c C-x C-l でプレビューできる。 latexdvipng が必要。

Tasks

TODO O’Reilly Japan - 行列プログラマー

行列をプログラムを通して学ぶ。

  • 線形代数で使うツールとして、ベクトルや行列がある
  • ベクトルや行列を学ぶのに必要な数学の基本概念
    • 集合
    • 数列
    • 関数
    • 確率論

TODO 行列入門

行列の教科書。

行列は表データを扱うためにある。

TODO 中学数学からはじめるAI(人工知能)のための数学入門 - YouTube

必要な3つのジャンル。

  • 微分
  • 線形代数
  • 統計

TODO 長岡先生の授業が聞ける高校数学の教科書(音声DL付) | 長岡亮介 | 数学 | Kindleストア | Amazon

1冊にまとまった教科書。

TODO 高校数学+α:基礎と論理の物語 | 忠, 宮腰 |本 | 通販 | Amazon

教科書。PDFで公開されている。

  • 29, 39, 57

1: 数

  • 「厳密」は具体的実体を捨てる代わりに得られるご褒美

Reference

四元数 - Wikipedia

クォータニオン。回転軸(ベクトル)と回転角(スカラー)よりなる4成分で3次元空間の回転を表現する。CGなどでよく使う。

MATLAB - Wikipedia

数値解析ソフトウェア。

トーラス - Wikipedia

回転面のこと。

テンソル - Wikipedia

テンソル(英: tensor, 独: Tensor)とは、線形的な量または線形的な幾何概念を一般化したもので、基底を選べば、多次元の配列として表現できるようなものである。しかし、テンソル自身は、特定の座標系によらないで定まる対象である。個々のテンソルについて、対応する量を記述するのに必要な配列の添字の組の数は、そのテンソルの階数とよばれる。

Archives

DONE 【大学数学】線形代数入門②(行列)【線形代数】 - YouTube

解説。

  • 行列の積が少しややこしい
  • 非可換性。積の順番を入れ替えると結果が異なる

DONE 【大学数学】なぜ線形代数か(行列の意味)【線形代数】 - YouTube

線形代数の解説。

  • 新情報 = 法則 x 旧情報
  • 古い情報をつなぎ合わせる法則 = 行列
  • 関数のようなものか
  • 行列は旧情報と新情報の間の関係を与える法則
  • 線形代数・行列を扱うということは系に内在する性質を探ること

DONE 中学数学からはじめる三角関数 - YouTube

三角関数。

  • 三平方の定理
    • 3つの2乗(平方)だから
  • どうしてこんな名前がついてるんだろう、と考えることの重要性
  • 今考えている範囲を広げるとうれしいことがよくある
  • 直角三角形から、円による定義によって拡張。角度の制限がなくなる
  • 拡張すると良いことがある。自然数だけだったのが、ゼロや負の数によって便利になっていくのと同じ。
  • 三角形は捨て、円で考える
    • sinはy座標
    • cosはx座標
    • tanは傾き
  • 円の方程式
    • x**2 + y**2 = 1
  • 方程式のグラフは式を満たす点の集合体
  • 方程式: 特別な x に対して成り立つ
  • 恒等式: どんな x に対しても成り立つ
  • 三角関数の相互関係。円ということを思い出して適用する
    • tan-sin-cosと、sin-cos、cos-tan
  • 単位円のときに弧の長さが1になるような角度を1ラジアンとする
    • 単位円の半周の円周はπ。弧の長さがπなので、単位円の半分の円はπ[rad]
    • 度数法と弧度法の変換に利用できる
    • 180(度数法) = π[rad]
  • 物体の運動、波は三角関数で表せる
    • フーリエ解析
    • 複雑な波も、きれいな波の足し算で表現できる

DONE 中学数学からはじめる微分積分 - YouTube

  • 運動方程式は微分方程式の一部
  • 世界は微分で記述され、積分で読み解く
  • 学ぶメリット -> 世界を見る目が変わる
  • f(x) は入力 x を入れた f という意味
  • グラフとは、入力と出力の関係を図示したもの
    • x: 入力 / y: 出力
  • 微分とは傾きのこと
    • 等速ではない運動で、ある瞬間の速度は何か -> 微分が必要
    • 変化
    • “⊿t”という1つの記号
  • 2点とって直線にすれば、瞬間速度に近い値が求められる(平均)
  • できるだけ2点が近いほうが、値が正確になる
  • 最終的に限りなく近い2点になる。このときに2点間に引いた線を接線という
  • 2点を近くする = ⊿tを限りなく0に近くする = lim(⊿t->0)
  • 時間がちょっと進んだときに、 x がどれだけ変わるか
  • 微分とは、小さな変化を見ること
  • 積分とは、面積。小さい変化を足していくこと

DONE 中学数学からはじめる複素数 - YouTube

複素数の解説。

  • 便利だから虚数はある。日常生活で便利だからマイナスを使うようなもの
  • フィボナッチ数列は整数で構成されているが、一般項には無理数が出てくる。より広い範囲を持つ数値を使わないと解けない場合がある
  • トリボナッチ数列の一般項には複素数が出てくる
  • 複素数平面でグラフにする
  • 絶対値(原点からの距離)も平面として考え、式にできる
  • 複素数の乗法・除法は回転・拡大に相当する
  • ○ x i は、絶対値1なので、矢印の大きさは変えず90度回転させる操作になる
  • i x i は、90度の矢印を90度回転させるので、180度になる。そこでの虚部の値は-1なので、i x i = -1 の定義と一致する
  • -i x -i は、180度の矢印を180度回転させるので、0度に戻る。そこでの虚部の値は1なので、−1 x -1 = 1 となることを確かめられる。

DONE 中学数学からはじめる指数対数 - YouTube

指数対数の解説動画。

  • 概念を拡張したとき、最初にイメージした考え方から卒業する必要がある
    • 例: 累乗に負の指数を導入したとき、〜回かけたもの、というイメージは適さない。指数の計算法則のうえで自然だから、と考える
  • 対数は、範囲の大きい数を扱うのに便利
    • たとえば人間の可聴域は広い。10の6乗ほどの開きがある。対数を使うと差は4だけになる
    • たとえば地震の大きさ。エネルギーの大きさは開きがある
  • 人間の感覚器官の多くは対数的。聞く音の大きさ、星の明るさ

DONE 数学書の読みかた | 竹山美宏 |本 | 通販 | Amazon

読み方。

  • 地の文が重要
  • 「なぜこんなことを考えるのか」という意味がわからないのが、数学書を読むのが難しい原因
  • 定義だけは覚えなければいけない
    • 数学用語や記号が登場するたびに定義を思い出してみて、正確に言えなかったら定義をもう一度読み直す
    • 数学書は行ったり来たりを繰り返して読むのが当たり前
  • 数学では異なる設定で同じ用語を使うことがある
  • 自分が定義を知っている数学用語と似た用語が出てきたときに、勝手にその意味を推測してはならない
  • 主題・主張・理由に着目する
  • 定義・例・定理・命題・補題・系
  • 全体の話の流れを、何も見ずに自分の記憶だけで再現しようとすると「自分が何を理解できていないか」がわかる。再現できてないところは、理解できていないところだ