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ベクトル値関数

曲線の弧長パラメータ表示

ベクトル値関数から定義される曲線を弧長パラメータ表示するメリットについて解説します。通常のパラメータ表示で混入する点の移動速度というノイズを除去し、主法線ベクトルや曲率を幾何学的な純粋さで導出する方法を説明します。

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ベクトル値関数

滑らかな曲線と正則な曲線

ベクトル値関数から定義される滑らかな曲線と正則な曲線の違いを具体例とともに解説します。一見滑らかに見える曲線に潜む「尖点(カスプ)」や「点の引き返し」の正体を説明。正則ではないことの問題について解説します。

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ベクトル値関数

曲線の曲率ベクトル(曲率)

ベクトル値関数から定義された曲線の曲率ベクトルと曲率について解説します。曲率が要請される背景、曲率の定義、パラメータ変換に関する曲率の不変性などを説明します。

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ベクトル値関数

曲線の長さ(弧長)の定義と積分による導出

ベクトル値関数から定義された曲線の長さ(弧長)の定義を、折れ線近似の上限(sup)にもとづいて厳密な視点から解説します。さらに、曲線が連続微分可能である場合には、積分を用いて弧長を導出できることを示します。

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ベクトル値関数

曲線の主法線ベクトル

ベクトル値関数から定義された曲線の主法線ベクトルとは何かを、直感と数式の両面から解説します。単位接ベクトルとの関係や、加速度の分解を通じて、曲がる方向をどのように捉えるかを明確にします。

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ベクトル値関数

曲線の接ベクトル(単位接ベクトル)

ベクトル値関数から定義される曲線の接ベクトル(単位接ベクトル)について、定義から幾何学的意味、具体例までを解説します。速度ベクトルとの関係や接線方向との理解を通じて、曲線の局所的な性質を把握するための基礎を学びます。

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偶関数

偶関数と奇関数

偶関数と奇関数を定義するとともに、具体例を提示します。さらに、偶関数や奇関数どうしを組み合わせることにより得られる関数の偶奇を判定する方法について解説します。

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ナッシュ均衡

公共財ゲーム:フリーライド問題

公共財ゲームの具体例を挙げるとともに、ゲームを完備情報の静学ゲームとして定式化した上で、均衡を導出します。また、均衡においてフリーライド問題が起こることの意味および対策などについて解説します。

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定積分

定積分の逆数対称性(x→k/x型)

定積分の逆数対称性(x→k/x型)を用いた解法を体系的に解説します。解法の基本原理から、和が定数になるパターンや低次化までを整理し、見抜き方と具体例を紹介します。

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定積分

定積分の中点対称性(x→a+b-x型)

定積分の中点対称性(x→a+b-x型)を用いた解法を体系的に解説します。解法の基本原理から、和が定数になるパターン、低次化、分離型までを整理し、見抜き方と具体例を紹介します。

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三角置換

三角置換

三角置換は、一見複雑に見える無理関数の積分を解くための手法です。三角置換の基本3パターンを対象に、積分の解き方、置換の選び方、定義域の扱いまで解説します。

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アフィン包

凸集合の相対的内部

凸集合の内部が空集合になってしまう典型例を出発点に、アフィン次元を導入した上で、相対的内部という概念を体系的に整理します。相対的内部は凸解析や凸最適化において不可欠な概念です。

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相乗平均

重み付き相乗平均(幾何平均)

相乗平均と相加平均を一般化した重み付きの相乗平均および相加平均について解説するとともに、両者の間に成立する重み付き相加相乗平均の定理を導出します。

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フーリエ・モツキンの消去法

ミンコフスキー・ワイルの定理

有限個のベクトルから生成された凸錐は多面錐であり(ワイルの定理)、逆に、多面錐は有限個のベクトルから生成された凸錐です(ミンコフスキーの定理)。両者をあわせてミンコフスキー・ワイルの定理と呼びます。

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凸錐

錐の定義と具体例

ユークリッド空間の部分集合が非負のスカラー倍について閉じている場合、そのような集合を錐と呼びます。錐は原点を中心とする方向を集めることにより得られる集合です。

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