4. アルゴリズムと密接に関わる数学＜中級編＞ 2 章では問題文を読むために必要なテクニックを 12 個のポイントに絞ってまとめました。しかし、競プロに出題されるようなアルゴリズムだけを考えても、数学と結びつく場面はまだまだたくさんあります。例えば、 3-2. 節では、二分探索の計算量 $O(\log N)$ と対数関数の関係 3-6. 節・3-7. 節では、幾何計算と三角関数・ベクトルの関係 3-11. 節では、経路の数の計算とフェルマーの小定理の関係 について紹介してきました。4 章ではさらに追加で 8 個のトピックを紹介し、アルゴリズムを数学的側面から捉えていきたいと思います。皆さんにアルゴリズムと数学が如何に密接に関わっているかを体感してもらうことが最大の目標です。 なお、3 章・4 章の構成は次のようになっています。 4-12. 最大値検索に学ぶ、微分法（レベル：3） まず、次の

フィボナッチ数列に着想を得たキネティックスピナー「Square Wave」がKickstarterに登場し、開始から7時間で目標額を達成するほど人気を集めている。 フィボナッチ数列とは、イタリアの数学者レオナルド・フィボナッチが1202年に書いた『Liber Abaci』（算盤の書）で述べられた数列。最初の2つの項を1とし、第3項以降はその直前の2つの項を足して得られる数列で、1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, ……と続く。 フィボナッチ数列にはさまざまな性質があるが、特に有名なのは、各項を一辺の長さとする正方形を内側に巻き込むように配置し、対角線上の頂点を結んで曲線を引くと美しいらせん模様が描かれる点だ。このらせん模様は、貝殻、水流、動物の角など自然界の至るところで見出すことができる。フィボナッチ数列は自然界の規則を思わせる神秘的な数列だ。

おことわり：わいは数学教師でも文科省でもないけどな ・∠ABC(角ABC)って言うのかが理解できない。 ＊みたいな図形の真ん中の交点がＢの場合、他の２点を指定しなければどの角かを指定できたことにならないから、「ＡとＣの方角にのびてる線にはさまれてて頂点がＢである角ですよ」という意味でＡＢＣと呼ぶ。もちろんかくＡＢＣはかくＣＢＡと同一の角である。 ・2(2x-3y)があったとしてなぜ×を省略するのかわからない ２×（２×ｘ－３×ｙ）　だととても見づらいからです ・函数 昭和前記まではそうでした。大学にいくとそう書いてよくなります(たしか大学で使った教科書にもそのタイトルのがあった）。当用漢字に函が搭載されてないから漢字教育の都合上関数とされただけです。 ・台形だと上底＋下底ってなるのか 台形の上底の幅を０になるまで狭めると三角形になります。その場合台形とおなじように（底辺＋０）×高さ÷２とい

Ｑ．なぜ分散は、単純な差（偏差の絶対値）ではなく、差の２乗を計算するのか？ Ａ．分散を最も小さくする点が平均値だから。（単純な差を最も小さくする点は中央値となる。） “分散”というキーワードは統計学の基礎中の基礎であり、どんな教科書にも“平均”の次くらいに載っていることがらです。 しかしながら、いきなり登場する“分散”の意味が分からず、統計学の入り口で挫折する人は少なくありません。 偏差の２乗の平均、つまり、各値と平均との差の２乗の平均を分散といい、 分散の平方根の正の方を標準偏差という。 統計で、ちらばりを表すものとして、標準偏差や分散が多く用いられる。 -- 高校の教科書（啓林館）より. 教科書にはこのように書かれているのですが、これで分かった気になるでしょうか。 ・なぜ、差の２乗を計算するのか？ ・差そのものであってはいけないのか？ ・なぜ、分散と標準偏差の２種類があるのか？ 最後の

Final Fantasy Ⅴ（以下、FF5）というゲームをご存知でしょうか？ 私が小学生ぐらいの頃に流行したロールプレイングゲームです。当時、私はFFの魅力がわからずプレイしたことすらなかったのですが、大人になってからその面白さに気づき、はまっています。 今回は、FF5にまつわるちょっぴり整数論っぽい問題についてです。 背景 さて、そのFFの5作目のFF5ですが、面白いシステムが導入されました。それが 青魔法 です。青魔法を使う青魔導士は、敵が使ってくる魔法を受けると、「ラーニング」といって、その魔法を習得し、次回以降の戦闘で使用することができるのです。もちろん、敵の扱う魔法すべてをラーニングできるわけではないのですが、バラエティ豊かな魔法を手にいれることができ、青魔法を収集することもゲームの楽しみの一つでした。 参考： FF5 青魔法の効果と習得方法 その中でも、特に面白いなと思ったの

みなさんは、好きな複素数ってありますか？（ただし実数は除く） 「好きな整数」を持ってる人なら少なくないと思います。それこそラッキー7の7とか。自分の誕生日とか。691とか。 「好きな実数」まで広げても、eとかπとかとか、いろいろあるでしょう。 でも、「複素数」となると？　「私の好きな複素数は○○です」って言ってる人、ほとんど聞いたことないです。あったとしても、2乗して-1の「」そのものとか、3乗すると1になる「ω（）」とかぐらいのものでしょう。 これって不思議だと思うんですよね。整数だったら2でも3でも163でも、それぞれに面白い性質が山ほどあることを思うと、例えば「」や「」などという個別の複素数にもそれぞれに面白い性質はいくらでもある、と考えるのは当然でしょう。でも、個別の整数について面白い性質を知っているほどには、個別の複素数の持つ面白い性質をわれわれは知らない。不思議です。 そういう

AAA と BBB が互いに素なとき，AAA 円の硬貨と BBB 円の硬貨を使って支払えない金額の最大値は (AB−A−B)={(A−1)(B−1)−1}(AB-A-B)=\{(A-1)(B-1)-1\}(AB−A−B)={(A−1)(B−1)−1} 円。

吉田匠 @takuYSD 小2長男「算数の問題教えて。」 俺「いいよー。どんな問題？」 長男「5と8の和で表すことができない最大の整数を求めよ。」 俺「！？」 小4向けの問題集だけど大学入試で出てもおかしくないレベル。なかなか良問だった。

数学的な内容を表現したアニメーションをいろいろ作って遊んでます。例えばこんなのとか。 素因数ビジュアライズ。大きく灰色で表示された数字の素因数が線を横切ります pic.twitter.com/z1MHJzPtbv — 鯵坂もっちょ🐟 (@motcho_tw) February 7, 2018 たくさんの点を、それぞれの点に書かれた数に応じた速度で回すことにより、大きく灰色で表示された数の素因数を表現しているわけです。楽しいですね。 こんなのもあります。 3Dで図示してみました。 pic.twitter.com/AF2R1QEtqk — 鯵坂もっちょ🐟 (@motcho_tw) April 12, 2017 九九におけるの段の「一の位」は、ぐるぐる回る点によって表現することができます。面白いですね。 変わったものでは、こういうのもあります。 惑星が「惑星」と呼ばれる理由ですhttps:/

中学高校時代からずっと思っていたことだけど「公式を覚える」という言葉を聞くたび「なんでそんなことするんだろう」と思っていた。しかもこれがどうもポピュラーな学習法であることに疑問を感じている。 公式って「そういう計算いっぱいあってめんどくさいだろうから一般化しといてやったぞ」ってやつで、知っとくと早く解けて便利だけど別に知らなくてもがんばれば解けるわけだから、公式を教えられると「そりゃそうなるだろ」ってなってたし、「そりゃそうだろ」ってならないときは「なんでそうなるんだ」って感じでイライラしながら証明してた。それでほぼスッキリして、腑に落ちないところだけ教師に聞いていた。あとは問題を見て「解けそう」と思ったら答え見て「そんな感じだよね」と納得して、暇だからそのままゲームしたりマンガ読んでて、そうやって国立二次試験の前まではずっと満点を維持してきた。大学には合格した。数学は別に好きではなくむし

「ハァっ……ハァっ……」 機関銃を抱えた兵士達が戦場を駆け回る。荒野のほとんど至る所で砲弾の音が鳴り、土埃が舞っている。 １人の兵士は、物陰に隠れながら息を荒くしていた。 「くそっ……俺もここまでか……！！」 男の隣には、先ほどまで親友だった兵士が横たわっている。男は親友から水筒を奪いゴクゴクと飲み干す。 「第一、そもそも戦力が違うんだ。向こうが最新鋭の兵器を使っているのに、こっちには旧時代のガラクタばかりだ。これで勝てるわけがない」 男は水筒を投げ捨てると、隊長からくすねておいた煙草を取り出した。どうにか火を付けて一服する。しかし、咳き込んでしまいほとんど吸うことができない。やがて、男は煙草も捨て、機関銃を握りしめる。 「メアリー……レイチェル……愛してるぞ……」 男は力の限り引き金を引いて、荒野へと飛び出した。男の弾丸により敵の兵士達が次々と倒されていく。しかし、後一歩というところで男

「他にこんなのがある」というのがあったら是非いっぱい教えてください！ 歴史的に最も古くからある用途は「測量」でしょう。三角関数誕生のキッカケはまさに測量の必要性にありました。比較的日常生活でも見る機会がありそうな用途でしょうか。 ログハウス ケーキカット 震災時の家の傾き推定 現代では「波」としての用途が多いでしょうか。Twitter での様々な人のコメントを見ていても、 おっぱい関数 jpeg 画像 音声処理 といった具合に、波に関する話がかなり多いイメージです。これらの三角関数の使われ方を特集してみます。様々な分野に共通する三角関数の使い方のエッセンスを抽出したつもりですが、これでもかなり分量が多くなりました。摘み食いするような感覚で読んでいただけたら幸いです。 2. 三角関数の 3 つの顔 最初に三角関数には大きく 3 つの定義があったことを振り返っておきます。以下の記事にとてもよく

【基本】三角比の定義（直角三角形による定義）で、$\sin$, $\cos$, $\tan$ の3つの三角比を紹介しました。これらは互いに独立した値ではなく、ある関係式を満たします。ここでは、その相互関係について見ていきます。 三角比の相互関係 直角三角形と三角比の対応は下の図の通りでしたね。 これから、 $y=r\sin\theta$ と $x=r\cos\theta$ という式が得られます。ちなみに、 $y=\sin\theta r$ とは書きません。「 $(\sin\theta)\times r$ 」なのか「 $\sin(\theta\times r)$ 」なのかがわからないからです。 さて、この2つの式を、 $\tan$ の式に入れて見ましょう。 \begin{eqnarray} \tan \theta &=& \frac{y}{x} \\[5pt] &=& \frac{r\sin

一般に、境目は大事です。どこまでが友人で、どこからが恋人なのか、とか。 この記事は「好きな証明」アドベントカレンダー1日目の記事です。 上記の式のことを考えます。今回はは正の実数とします。そのが無限に乗じられているわけです。一見面食らってしまう見た目をしていますが、という列の極限として捉えられる、と考えればそこまで異常な概念でもないと思います。あるいは、この式全体を「」とでも置けば与式はと閉じた見た目にできるので怖くないです。（※極限値があると仮定） さて、当然のこととして、に値を入れてみたときにこの式がどう振る舞うのか知りたくなるのが人情です。とりあえず試しにだとしてみましょう。これはすなわち「」のことなわけですが、これはまあ1を何回乗じても1なのでも1になると予想がつくでしょう。 今度はだとしてみます。という数列は、実際に計算するととなり、明らかに発散（いくらでも大きくなる）しそうな雰

このホッテントリに関連して、たまたまちょうどよいサンプルを見かけたところなので、ささっとエントリーに仕立ててしまいたい。 rentwi.textfile.org おっしゃることはごもっともだと思う。心情的には同意したい。しかし、数式には、結城先生が連ツイ中で例として引いている漢字や英語にはない怖さがあると思う。その怖さは、むしろ「文系」の人より「理系」の人のほうが、わかってもらえるんじゃないだろうか？ つまり「数式アレルギーの理系」の人がいたっておかしくないんじゃなかろうか？ どころかアレルギーの度合いは、ひょっとしたらそういう人の激しいんじゃなかろうかとすら想像する。 怖さというのは、数式の難易度が、見た目からは即座に判断できないということが、ままあるということだ。 スポンサーリンク こんな数式がある。 標準正規分布の確率密度を与える関数である。「理系」の人間だったら、知らないと恥ずかし

大学の数学を，Youtubeの動画で独学できる。 実際に大学で講義している様子を録画したビデオなので， 板書を読めるし，先生の説明も聞ける。 大学生の定期試験・院試対策や，社会人になってからの復習にもどうぞ。 これがあれば，通勤・通学中の電車内で， あるいはベッドの中にいても 時間や場所を問わずに勉強ができる。 なお，大学の「物理学」の動画はこちら。 ※PDF形式の講義ノートはこちらのサイトに集約されているので，動画とあわせて活用しよう。 大学の初年度 統計学 物理数学 微分方程式 解析学・応用 代数学・応用 圏論 幾何 その他数学 数学検定 大学の初年度 行列論と「線形代数」の講義を動画で学ぶ。Youtubeで大学の授業を勉強 大学の数学で，一変数と多変数の微積分の講義を，Youtubeの動画で学ぶ 統計学 統計学の基礎の講義を，Youtube動画で。明治薬科大の「DAIWA統計学」 生

数学書と言えば、定理の説明とその証明の組み合わせが続く如何にもと言う内容のものが典型だが、定理が導き出されるまでの模索について説明されることは少ない。学術史的に動機が説明される事はあるが、数学者がどのような試行錯誤を行なっているのかは、大学院に進学して教員に指導されてみないと中々見えない世界であろう。 『定理のつくりかた』は高校生に数学研究の進め方、考え方を説明した公開講座の内容を膨らませた本で、著者の数学研究の方法を中学校で教わる範囲の数学を例に説明してくれる。著者は自分の研究の進め方が普遍的なものとは限らないことを注意喚起していたが、褒める数学者はいても、疑念を挟む数学者はまだいないようなので、少なくともオーソドックスな方法の説明になっていると思う。 学習教材としてみると、証明問題の解き方の本になる。問題と言うか命題を理解し、証明をしていく道筋を模索する方法が説明されているので、証明問