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[No.6776] 世にも美しき数学の公式19「最大の素数」 投稿者:多摩のけん  投稿日:2014/09/16(Tue) 21:43
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19.「最大の素数」
6.で素数は1と自分以外の数では割れない数字で、現在判明している素数の最大値は分からないそうだ、
と書いたが、現在判明している最大の素数は、図に示した数字である。

この数字の読み方は知らないが、億や兆では表現できない。
何しろ、630万桁以上になるそうだ。

              つづく


[No.6775] 世にも美しき数学の公式18「幾何と代数」 投稿者:多摩のけん  投稿日:2014/09/16(Tue) 21:39
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18.「幾何と代数」

図のように、正方形を斜めに切ると、斜辺は√2になり、無理数になる。(図左)
斜辺を1にすると正方形の1辺が√1/2 になり、やはり無理数だ。(図右)

で、これでは代数(数学)では説明しにくいので、図形は幾何でやりましょう、と言うことになったそうだ。

図形は美しいが、無理数が出てきたので、幾何を分離してしまったのは、なにかご都合主義のような気がしないでもない。

蛇足だが、無理数とは、有理数ではない実数、つまり分子・分母ともに整数である分数(比)として表すことのできない実数を指す。
実数は非可算個で有理数は可算個であるから、ほとんど全ての実数は無理数である。

この蛇足、われわれ素人には、何を言っているのかサッパリわからない。

                つづく


[No.6772] 世にも美しき数学の公式17「ピタゴラスの定理」 投稿者:多摩のけん  投稿日:2014/09/16(Tue) 20:48
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17.「ピタゴラスの定理」

頭が痛くなり、目がチカチカする公式が続いたので、万人が知っている「ピタゴラスの定理」を取り上げた。

参考書の「世にも美しき数学入門」には、ピタゴラスの名前程度しか記載されていないが、あまりにも有名なので、ことさら話題にする必要もないだろう、と思ったのではなかろうか。

ピタゴラス(紀元前582年 - 紀元前496年)は古代ギリシアの数学者、哲学者である。
今から2500年も前に、このような定理を発見したことに驚嘆するばかりである。

それにしても、美しい定理ではないか!

                 つづく


[No.6770] 世にも美しき数学の公式16「自然数の3乗の和を求める方法」 投稿者:多摩のけん  投稿日:2014/09/16(Tue) 20:26
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16.「自然数の3乗の和を求める方法」

ホラ、早速15.の類題が出てきた。
このような場合は、すぐ15.の「2乗の和」を参考にするとよい。

図下の<2>では、「四角数」を利用している。
「四角数」については、3.で述べた。

               つづく


[No.6769] 世にも美しき数学の公式15自然数の2乗の和を求める方法「」 投稿者:多摩のけん  投稿日:2014/09/15(Mon) 23:15
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15.「自然数の2乗の和を求める方法」

「自然数の2乗の和」とは、図の1行目の左である。

で、そのあと、取り敢えず手計算で実数を出し、元の自然数との「比」を出したりするのは、研究者の試行錯誤の結果であって、最初から、そうすればよいとわかっているわけではないらしい。

このように試行錯誤することを、研究者の間では「数字をころがす」と言うそうだ。
しかし、まったくアテもなく試行錯誤するわけではなく、既に確立している定理・公式などと比較しながらやるらしい。

掲題の方法が、どのようにして導き出されたかは、読者自身で確認して欲しい。

少々頭が痛くなり、目がチカチカしてくるが、当方は責任は負いません。

頭痛く、目チカチカだけど、この公式を導入する過程は美しい。

            つづく


[No.6768] 世にも美しき数学の公式14「『0』の発見」 投稿者:多摩のけん  投稿日:2014/09/15(Mon) 22:20
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14.「『0』の発見」
6.「素数」のところでも述べたが、当時ヨーロッパでは「−」(マイナス)はあったが、「0」(ゼロ)はなかったのである。
マイナスは「借金」だから、その概念は理解できた。
しかし、「0」は単に「エンプティ」なので数ではなかった。
小鳥が枝に1羽とまっていたら「1」であるが、飛び去ったら、「もうなにもない(エンプティ)」である。
「0羽の鳥がいる」「1−1=0」の概念はない。

0を発見したのは、インド人であった。
インドは哲学が進んでいたので、「0」の概念をスンナリ受け止めたらしい。
数や量を123のような形で表示することをはじめたのもインド人らしい。

素晴らしいことに、この「0」を数字の中に加えても、今まであった数式や定理に影響を与えなかったことである。

ヨーロッパ人が、アラビア数字(本当はインド数字と言うべき)を採用したのは、ルネッサンス以後なので、ずいぶん遅い。

             つづく


[No.6764] 世にも美しき数学の公式13「日本での円周率の研究」 投稿者:多摩のけん  投稿日:2014/09/15(Mon) 02:03
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13.日本での円周率の研究

日本でも江戸時代から円周率に関する研究が行われていた。
前稿の1.1から1/奇数を引いたり、足したりするとπ/4になる公式は、何と江戸時代に日本の建部賢弘が発見したのである。

江戸時代の数学者で有名なのは関孝和であるが、関は円に内接する多角形と外接する多角形を書いて(図右)、円周率の小数点以下12桁まで正確に計算した。

円周率とは関係ないが、関は「行列式」を世界で最初に発見している。

日本では「和算」で微分、積分に似た研究も、すでに行っていたそうである。

                     つづく


[No.6762] 世にも美しき数学の公式12「円周率πの不思議」 投稿者:多摩のけん  投稿日:2014/09/15(Mon) 01:13
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12.円周率πの不思議

 4.「ビュフォッンの針」でも、意外なところに円周率πが出てきたが、円に全く関係のない他のところにも頻繁に顔を出す。

図1 1から1/奇数を引いたり、足したりするとπ/4になる。

図2 1/自然数の4乗を足していくと、πの4乗/90になる。

図3 1/自然数の2乗を足していくとπの2乗/6になる。

図4 偶数の2乗/奇数の2乗の積はπ/2になる

このような変な公式はどのようにして発見するのだろうか。
変な公式ではあるが、式の形態は整然としていて美しい。

本には、この公式に限らず「天才の閃き」によりいろいろなことが発見される、とかいてあった。

                   つづく


[No.6761] 世にも美しき数学の公式11「ノーベル数学賞」 投稿者:多摩のけん  投稿日:2014/09/14(Sun) 23:48
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11.ノーベル賞に数学賞はない

ノーベル賞には、科学賞や物理賞があるが、数学賞はない。
理由は諸説あるようだが、一番有名なのは

ノーベルはソーニャ・コワレフスカに恋をしたが、大数学者ミッタク・レフラーも彼女に恋をしていた。
もし、数学賞を作れば、レフラーが受賞するに決まっているので、作らなかった。

というのである。

偉大な学者も、男女の問題は俗人と同じのようである。

                  つづく


[No.6760] 世にも美しき数学の公式10「自然数の和を求める法2」 投稿者:多摩のけん  投稿日:2014/09/14(Sun) 22:47
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10.自然数の和を求める法2

7.では、自然数の和を三角形を使って求めたが、ここでは数式を使って求める。

1〜10の和を求める場合、2桁の10は別にして、1〜9を考え、この中央は5でこれが9個の平均値と考える。
5×9=45 これに10を加えて55となる。

藤原氏は、小学3年生の時、この計算をして大変褒められ、それがキッカケで数学者になったそうである。

ガウス(ヨハン・カール・フリードリヒ・ガウス:1777年 - 1855年:ドイツの数学者、天文学者、物理学者)は、1から100までの数字の和を求める宿題を出され、図に示したように、1〜100と100〜1を足すと、どの数字も101になる方法で和を計算した。

この方法から、一般式 n(n+1)/2 が誘導できる。

                      つづく


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