数学

代数

代数方程式の解の個数と代数学の基本定理

\(n\)次の代数方程式 \begin{align}a_n x^n + a_{n-1} x^{n-1} + \cdots + a_1 x + a_0(a_n, \cdots ,a_0 \in \mathbb{C},a_{n} \neq 0)...
数学

線形関数の例

線形な関数であるとは \begin{align} f(x+y)&=f(x)+f(y)\\f(kx)&=kf(x) \end{align} を満たす関数のことで、実際にどのような例があるのか適当な値を代入しいくつか計算してみる。 例1\( f...
解析

オイラーの公式から加法定理を導出する

オイラーの公式 \begin{align}e^{i \theta} = \cos \theta + i \sin \theta\end{align} から加法定理を計算することができる。いま\(\theta_1,\theta_2\)の合成を...
幾何

円の方程式から円の面積公式を求める

円の方程式\(x^2+y^2=r^2\)より \begin{align}S=2\int_{-r}^{r} \sqrt{r^2-x^2}\end{align} \(x=r\sin\theta\:(-\frac{\pi}{2}\leq \the...
幾何

正弦定理と余弦定理

三角形ABCについて、次の二つの定理が成り立つ 正弦定理 \begin{align}\frac{a}{\sin A} =\frac{b}{\sin B} =\frac{c}{\sin C} = 2R\end{align} 余弦定理 \beg...
入試問題

共通テスト 数学Ⅰ・A 令和三年

\( 2x^2+(4c-3)x+2c^2-c-11=0 \)について \(c=1\)のとき左辺を因数分解 まず\(c=1\)を代入すると\( 2x^2+x+12=0 \) これより左辺=\(2x^2+x-10=(2x+5)(x-2) \) ...
代数

集合間の写像の定義

\(f\)が集合\(S\)から集合\(T\)への写像であるとは、 \begin{align}f:S \to T \hspace{10mm} S \xrightarrow{f} T\end{align} などと表す。これを一つの図で \beg...
数学

直積集合とは

集合\(S,T\)の直積\(S \times T\)とは、\(S\)の元と\(T\)の元の組の全体の集合のことをいう。すなわち \begin{align}S \times T := \{(s,t) | s\in S , t \in T \}...
幾何

正四面体の表面積

一片の長さが\(a\)の正四面体の表面積を考える。正四面体を構成する正三角形の高さは \begin{align}AH=\sqrt{a^2 - \left ( \frac{1}{2} a \right ) ^2} = \frac{\sqrt{...
代数

2×2の行列式

\begin{align}\begin{pmatrix}a & b \\c & d\end{pmatrix}\end{align} の行列式は \begin{align}ad-bc\end{align}
入試問題

センター 数学I 令和二年

\(a\)を定数とする。直線\(l:y=(a^2-2a-8)x+a \)の傾きが負になる\(a\)の範囲はいくらか。 \(a^2-2a-8\)について、因数分解すれば\((a-4)(x+2)\) これより\(-2<a<4\)
MATLAB/simulink

MATLABで簡易逆ガンマ関数を実装する

ガンマ関数を使えば階乗を一般化でき便利である。 \begin{align}\Gamma(n+1)=n!\end{align} 今回は\(n!\)となる\(x\)の値をmatlabを使って求める。 n=8256; f=@(x) abs(n-g...
入試問題

東大寺学園 数学

\( x^4 + 10 x^3 + 25x^2 -36 \)を因数分解せよ。 賢いやり方はyoutubeにあったので因数定理を使って解いてみる。いつの問題かはわからなかった・・・。 \( x=1 \)のとき\( x^4 + 10 x^3 +...
入試問題

20年 京都産業大 数学

極限\( \displaystyle \lim_{x \to 0} \frac{1-\cos2x}{x^2} \)を求めよ 半角の公式 \begin{align}\sin^2 x= \frac{1-\cos2x}{2}\end{align}...
数学

オイラーの公式とマクローリン展開

指数関数\(e^x\)のマクローリン展開は \begin{align}e^{x}=1+x+\frac{x^2}{2}+\frac{x^3}{6}+ \cdots\end{align} で与えられる。 いま\(x= j \theta \)とす...
MATLAB/simulink

χ²分布をプロットしてみる

確率分布にはよく使われる正規分部の他に\(\chi^2\)分布というものもある。 \(\chi^2\)分布は\(x\)が負の実数の時は\(0\)となる。グラフを書くだけであれば\(x\)が正の実数を取るときの値を調べればいい。 これより計算...
MATLAB/simulink

正規分布とパラメータの意味

ガウス分布は正規分布とも呼ばれ\begin{align}f(x)=\dfrac{1}{ \sqrt{2 \pi \it{σ}^2 }} \exp \left ( - \frac{\left ( x-\it{μ} \right )^2}{2 ...
代数

階乗の桁数とスターリングの公式

計算をする際、どの程度の大きさを持つ数であるか調べたい時がある。階乗の計算は\(n\)が小さな数でも急速に巨大な数となるため、例えば\(100!\)などを直接計算して求めるのは現実的ではない。 試しに階乗の対数を取ってみると \begin{...
代数

ガンマ関数を定義する

ガンマ関数\(\Gamma(z)\)を次のように定義する。 \begin{align}\Gamma(z)=\displaystyle\int_0^{\infty}t^{z-1}e^{-t}dt \hspace{5mm} (ただし\Re(z)...
MATLAB/simulink

MATLABでトーラスを描く

MATLABを使ったトーラスの描き方はMATLABのヘルプセンターにサンプルコードがある。そのコードはSymbolic Math Toolboxを使って書かれてるため不必要な形になるよう書き直した。 トーラスは次の式で与えられる \begi...