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■31888 / inTopicNo.1)  数学用語について
  
□投稿者/ yy 一般人(1回)-(2008/03/02(Sun) 16:36:08)
    「恒等式」と「関数等式」の違いが分かりません。
    誰か説明してもらえませんか?
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■31889 / inTopicNo.2)  Re[1]: 数学用語について
□投稿者/ モノトーン・コンバージェンス 付き人(82回)-(2008/03/02(Sun) 17:10:45)
    ほとんどおなじようなイメージですね・・。

    あえていうなら注目しているのが変数なのか関数なのかの違いでしょうか。



    が任意の実数について成り立っている。とみると恒等式ですが、

    という実数関数の元に関してが成り立つとみると関数等式になります。


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■31892 / inTopicNo.3)  Re[2]: 数学用語について
□投稿者/ yy 一般人(2回)-(2008/03/02(Sun) 18:57:01)
    レスどうもです。
    なるほど違いがわかりました。
    お願いなのですが、次の3つの例が「関数等式」か「恒等式」どっちに当たるのかそれぞれ教えてもらえますか?
    1、微分公式 (sinx)'=cosxなど
    2、因数分解公式 x^2-1=(x+1)(x-1)
    3、縦x,横x+1の長方形の面積S(x)を解く際に立式するS(x)=x(x+1)=x^2+x
    面倒かもしれませんよろしくおねがいします
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■31897 / inTopicNo.4)  Re[3]: 数学用語について
□投稿者/ モノトーン・コンバージェンス 付き人(83回)-(2008/03/02(Sun) 21:27:18)
    前述したとおり、同じ式であっても「関数」に注目してるか、「変数」に注目するかで異なってくるので、100%そうでないといけないというものではないことに注意して下さい。

    私の判断だと
    >1.(sinx)'=cosxなど
    関数等式
    >2.x^2-1=(x+1)(x-1)
    恒等式
    >3.S(x)=x(x+1)=x^2+x
    定義式+恒等式

    1はxとよりもsinxやcosxの「関数」としての等式ということで
    2,3はxの変形つまり、xについての等式と見ることで判断しました。

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■31901 / inTopicNo.5)  Re[4]: 数学用語について
□投稿者/ yy 一般人(3回)-(2008/03/03(Mon) 06:30:12)
    ご返事ありがとうございます。
    微分公式は関数等式、因数分解の変形は恒等式ということですが、
    {(1/4)x^4+x^3+3x^2+2x}'=x^3+3x^2+2=x(x^2+3x+2)=x(x+1)(x+2)
    のように微分して、因数分解したみたいなケースだとどうなります?
    求めるものは関数だから最初と最後の等号は関数等式で途中の等号だけ
    恒等式ということになるのでしょうか?



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■31906 / inTopicNo.6)  Re[5]: 数学用語について
□投稿者/ モノトーン・コンバージェンス 付き人(86回)-(2008/03/03(Mon) 10:41:52)
    定義自体があいまいですので、

    微分公式なら関数等式、因数分解の変形なら恒等式

    というのはあくまで私がどちらが自然かというように判断したということを再度注意しておきます。つまり、極端にいえば

    > {(1/4)x^4+x^3+3x^2+2x}'=x^3+3x^2+2=x(x^2+3x+2)=x(x+1)(x+2)

    を全て関数等式と見てもよいし、恒等式とみてもよいです。
    ですが、高校数学であれば、『関数等式』という言葉はあまり聴かないので恒等式で判断してもよいかと思います。

    > 求めるものは関数だから最初と最後の等号は関数等式で途中の等号だけ
    > 恒等式ということになるのでしょうか?

    上にのことからそのように判断しても間違いではありません。すべて恒等式と見てもよいかと思います。
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■31914 / inTopicNo.7)  Re[6]: 数学用語について
□投稿者/ yy 一般人(4回)-(2008/03/04(Tue) 09:56:03)
    どっちに判断してもいいということですね。
    では、モノトーンさんの場合,
    (1/4)x^4+x^3+3x^2+2xの導関数を求めよという問題をとくとき、
    {(1/4)x^4+x^3+3x^2+2x}'=x^3+3x^2+2=x(x^2+3x+2)=x(x+1)(x+2)
    と答案に書くと思いますが、どちらを意図して書くことが多いですか?

    縦x,横x+1の長方形の面積S(x)を解く際の
    S(x)=x(x+1)=x^2+x
    という式も、モノトーンさんの場合でいいんで、
    どういう意図で書くことが多いか参考にさせてもらえますか?

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■31915 / inTopicNo.8)  Re[7]: 数学用語について
□投稿者/ miyup 大御所(363回)-(2008/03/04(Tue) 12:22:55)
    No31914に返信(yyさんの記事)
    > (1/4)x^4+x^3+3x^2+2xの導関数を求めよという問題をとくとき、
    > {(1/4)x^4+x^3+3x^2+2x}'=x^3+3x^2+2=x(x^2+3x+2)=x(x+1)(x+2)
    > と答案に書くと思いますが、どちらを意図して書くことが多いですか?
    >
    > 縦x,横x+1の長方形の面積S(x)を解く際の
    > S(x)=x(x+1)=x^2+x
    > という式も、モノトーンさんの場合でいいんで、
    > どういう意図で書くことが多いか参考にさせてもらえますか?

    横から失礼します。
    ずっと見ていますが、yyさんはどのような意図で質問されているのでしょうか。
    是非お教えくださいませんか(隔靴掻痒で… ^^;)

    例にあげた導関数も必要でなければ因数分解しませんし、面積の式も必要でなければ展開しません。
    必要なのは第2式までで、それ以降はただの恒等式ですね。
    それをあえて恒等変形するのは、なにがしかの必要性があるからだと思いますが。
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■31916 / inTopicNo.9)  Re[7]: 数学用語について
□投稿者/ モノトーン・コンバージェンス 付き人(87回)-(2008/03/04(Tue) 15:39:33)
    > どういう意図で書くことが多いか参考にさせてもらえますか?

    いずれの場合も恒等式と見ているかと思います。が、それも「いわれてもみれば」という程度で解答を書く際にいちいち、「この=は恒等式で...」などとは考えてはないです。

    miyupさんの意見に書かれているとおり、意図が読めないこともあって、果たして私の解答がyyさんが求めてるものなのかが不安ですが。

    ところで、yyさんは『関数を元のひとつとしてみる』としてみるということは納得しているでしょうか?高校数学とはやや逸脱しますが、本質的な違いはおそらくそこにあります。
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■31924 / inTopicNo.10)  Re[8]: 数学用語について
□投稿者/ yy 一般人(5回)-(2008/03/04(Tue) 17:00:35)
    なんか頭の中が混乱してまして・・・
    根幹としてわからないのは、関数の変形と
    方程式の同値変形の相関性なんですが。。
    x^2+2x+1=0を(x+1)^2=0と変形できるのはなぜかということについてです。

    「関数x^2+2x+1と関数(x+1)^2が等しい、故に∀x∈R.x^2+2x+1=(x+1)^2なので
    後者は前者の必十条件である」と考えたいところなんですが、
    関数が等しいってそもそも始域、終域、グラフが等しいことと同値だから、関数が等しいということを元に、∀x∈R.x^2+2x+1=(x+1)^2を導出するのはおかしくないですか?
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■31935 / inTopicNo.11)  Re[9]: 数学用語について
□投稿者/ miyup 大御所(364回)-(2008/03/04(Tue) 18:53:56)
    2008/03/04(Tue) 19:48:40 編集(投稿者)

    「関数」である以前に「(多項)式」です。
     (x+1)^2=x^2+2x+1 という変形は、関数である必要はありませんね。
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■31939 / inTopicNo.12)  Re[9]: 数学用語について
□投稿者/ らすかる ベテラン(224回)-(2008/03/04(Tue) 20:39:19)
http://www10.plala.or.jp/rascalhp
    >x^2+2x+1=0を(x+1)^2=0と変形できるのはなぜか

    x^2+2x+1=x^2+x+x+1=x(x+1)+(x+1)=(x+1)(x+1)=(x+1)^2 のように変形できて
    すべて同値変形だから
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■31944 / inTopicNo.13)  Re[9]: 数学用語について
□投稿者/ モノトーン・コンバージェンス 付き人(88回)-(2008/03/04(Tue) 23:34:42)
    > 「関数x^2+2x+1と関数(x+1)^2が等しい、故に∀x∈R.x^2+2x+1=(x+1)^2なので
    > 後者は前者の必十条件である」と考えたいところなんですが、

    おそらく定義と逆ではないでしょうか。
    ∀x∈R.x^2+2x+1=(x+1)^2が成り立つので、関数x^2+2x+1と関数(x+1)^2が等しいといえるはずです。

    関数が等しいの定義は



    で慣例的には、始集合と終集合が明らかな場合は省略します。
    ここではAからBへの写像(関数)の集合です。

    ではなぜ、がなりたつのかというとらすかるさんがかかれているような恒等変形が成り立つためです。
    もっと厳密にいえば、この恒等変形がなりたつのは結合法則、分配法則など演算として基礎となる法則が成り立ってるためです。

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■31946 / inTopicNo.14)  Re[10]: 数学用語について
□投稿者/ yy 一般人(1回)-(2008/03/05(Wed) 01:02:08)
    やっぱ逆でしたか。
    同値変形が可能なのは、∀x∈R.x^2+2x+1=(x+1)^2ということを根拠としてるからですよね。
    ただ、導関数を求めた後の式変形をすべて関数等式と見ると、式変形する度に
    ∀a,f(a)=g(a) + f,g∈MAP(A,B)を考慮にいれないといけないから、
    ただの、∀a,f(a)=g(a)のみを根拠とする恒等変形に比べて無駄なことをしてるということになりますよね?

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■31948 / inTopicNo.15)  Re[11]: 数学用語について
□投稿者/ モノトーン・コンバージェンス 付き人(89回)-(2008/03/05(Wed) 01:52:02)
    2008/03/05(Wed) 16:45:20 編集(投稿者)

    > 同値変形が可能なのは、∀x∈R.x^2+2x+1=(x+1)^2ということを根拠としてるからですよね。

    同値変形は結合法則や分配法則の繰り返し(実数が環であることの性質を使っている)で得られたものです。
    結果として『∀x∈R.x^2+2x+1=(x+1)^2』が得られたので、根拠としているわけではありません。

    > ただ、導関数を求めた後の式変形をすべて関数等式と見ると、式変形する度に
    > ∀a,f(a)=g(a) + f,g∈MAP(A,B)を考慮にいれないといけないから、
    > ただの、∀a,f(a)=g(a)のみを根拠とする恒等変形に比べて無駄なことをしてるということになりますよね?

    その関数が級であるならば、いちいちかは考えなくてもよいかと思います。
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■31950 / inTopicNo.16)  Re[12]: 数学用語について
□投稿者/ yy 一般人(2回)-(2008/03/05(Wed) 11:53:25)
    同値変形って方程式の変形のことを言ってるんですよ?
    x^2+2x+1=0を(x+1)^2=0に同値変形できるのは、∀x∈R,x^2+2x+1=0=(x+1)^2・・・@が成立するからで、@の根拠が、交換結合分配法則ってことですよね?

    {(1/4)x^4+x^3+3x^2+2x}'=x^3+3x^2+2=x(x^2+3x+2)=x(x+1)(x+2)を全て関数等式とした場合そこで行われている推論は、(左から、関数をそれぞれf,g,h,iとします)
    ∀x,∈R.f'(x)=g(x)が真・・@ f,g∈MAP(A,B)・・A  f'=g ・・@'
    ∀x,∈R. g(x)=h(x)が真・・B g,h∈MAP(A,B)・・C g=h・・B'
    ∀x,∈R. h(x)=i(x)が真・・D h,i∈MAP(A,B)・・E h=i・・D'
    ∀x,∈R.f'(x)=i(x)が真・・F f'i,∈MAP(A,B)・・G f'=i・・F'
    とすると、

    @が真。@∧A→@'が真。∴@'
    Bが真。B∧C→B'が真。∴B'
    Dが真。D∧E→D'が真。∴D''よりF'(結論) となりますが、
    @∧B∧D→Fが真 ∴Fが真 
    F∧G→F'が真 ∴F'が真

    恒等式の同値変形で考えれば

    @が真。
    Bが真。
    Dが真。
    @∧B∧D→Fが真 ∴F
    F∧G→F'が真 ∴F'

    関数等式の方は恒等式で解く場合に比べ余計な推論をしていませんか?
    長文すみませんm(..)m






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■31951 / inTopicNo.17)  Re[13]: 数学用語について
□投稿者/ yy 一般人(3回)-(2008/03/05(Wed) 11:56:26)
    すみません。真ん中あたりの

    'よりF'(結論) となりますが、

    は余計でしたorz
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■31956 / inTopicNo.18)  Re[13]: 数学用語について
□投稿者/ モノトーン・コンバージェンス 付き人(90回)-(2008/03/05(Wed) 13:17:28)
    2008/03/05(Wed) 13:19:27 編集(投稿者)

    > x^2+2x+1=0を(x+1)^2=0に同値変形できるのは、∀x∈R,x^2+2x+1=0=(x+1)^2・・・@が成立するからで、@の根拠が、交換結合分配法則ってことですよね?

    ∀x∈R,x^2+2x+1=0=(x+1)^2

    は成立しませんので恒等式ではありません。


    ∀x∈R,x^2+2x+1=(x+1)^2

    の根拠として交換結合分配則(この場合、積の可換性はいりませんが)を用いてます。


    > {(1/4)x^4+x^3+3x^2+2x}'=x^3+3x^2+2=x(x^2+3x+2)=x(x+1)(x+2)を全て関数等式とした場合そこで行われている推論は、(左から、関数をそれぞれf,g,h,iとします)
    > ∀x,∈R.f'(x)=g(x)が真・・@ f,g∈MAP(A,B)・・A  f'=g ・・@'
    > ∀x,∈R. g(x)=h(x)が真・・B g,h∈MAP(A,B)・・C g=h・・B'
    > ∀x,∈R. h(x)=i(x)が真・・D h,i∈MAP(A,B)・・E h=i・・D'
    > ∀x,∈R.f'(x)=i(x)が真・・F f'i,∈MAP(A,B)・・G f'=i・・F'
    > とすると、
    >
    > @が真。@∧A→@'が真。∴@'
    > Bが真。B∧C→B'が真。∴B'
    > Dが真。D∧E→D'が真。∴D''よりF'(結論) となりますが、
    > @∧B∧D→Fが真 ∴Fが真 
    > F∧G→F'が真 ∴F'が真
    >
    > 恒等式の同値変形で考えれば
    >
    > @が真。
    > Bが真。
    > Dが真。
    > @∧B∧D→Fが真 ∴F
    > F∧G→F'が真 ∴F'

    厳密な議論のときに、A、C、E、Gの分だけ余分ということでしょうか?
    ほとんど自明なことですので、あまり気にしなくても・・・と思いますが、これでは「関数等式」は何のためにあるのかということになるので補足しておくと、

    「恒等式」は変数に対してのいつでも成り立つというということですが、関数自体に注目することで変数などをいちいち気にしなくてよくなります。(任意の実数に対してf(x)=g(x)が...などいわなくても、f=gの一言で終わる。)専門外なので、やや自信がないのですが、関数を点としてみる空間などを考えることができ、それらに完備な距離を入れられたりと、議論をする上で簡単になるわけです。

    高校数学程度で与えられる空間などはなど限られたものしか扱わないため「関数等式」を考える意味はあまりなくむしろyyさんが感じているように余分な概念のように感じるのかもしれませんが、解析学などでは非常に重要な概念となります。
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■31959 / inTopicNo.19)  Re[14]: 数学用語について
□投稿者/ yy 一般人(5回)-(2008/03/05(Wed) 17:14:25)
    一番上の=0はミスです、すみません。

    はい、推論過程を細かくみると、ACEGを考える必要があるので(自明ですが)余計なことをしてる気がして・・。決して関数等式を無意味といってるわけではありません。(微分方程式などもありますし)
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■31960 / inTopicNo.20)  Re[15]: 数学用語について
□投稿者/ yy 一般人(6回)-(2008/03/05(Wed) 17:31:07)
    モノトーンさん詳しそうなので、いくつか用語(記法)について質問させてください。

    lim,()',∫dxなどは値域を関数とする関数の関数ですよね。
    だからlimx^2や(x^2),∫x^2dxはlim<x→x^2>,(<x→x^2>)'∫(<x→x^2>)dxなどと
    書かなくていいんでしょうか?

    因数分解の定義がいまいちわかりません。
    x^2+2x+1を因数分解するとは<x→x^2+2x+1>という関数を<x→(x+1)^2>という
    表記に直すことを言うわけではないんですか?
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