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微分という概念について

    打方 佑弥 (id: 3729) (2024年12月28日20:45)
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    微分というのは瞬間の変化率を表すものだということは理解できます。ですが、微分係数を出す公式においてリミットを使用しているため、Δtが限りなく0に近い値となり0にはならないと学びました。この事実を疑問に思い、数学における瞬間の変化率(1つの点における変化率)というのはものすごく小さい間隔(2点のものすごく小さい間隔における変化率)を表し、瞬間=限りなく瞬間に近い平均となるのではないのかな?と考えました。この考えについてどう思われますか?誰か返答お願いします。

    回答

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2024年12月28日21:51)
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    打方 佑弥 さん、こんばんは。 「Δtが限りなく0に近い値となり0にはならない」は正しいですが、「瞬間=限りなく瞬間に近い平均」というのは違いますね。 リミットlimの意味をしっかりつかむことが大事です。 $$\lim_{\varDelta t \to 0}f(a+\varDelta t)=p$$ というのは 関数値とは違い、その値をとるわけではありません。あくまでも「$\varDelta t \to 0$ のとき、関数値がその値に近づく」とか「$\varDelta t \to 0$ のときに関数値が近づいていく値」ということです。 速度で言えば、「t=2の時の瞬間速度は14だ」というのは「時刻が2と2+Δtの間の平均速度は、Δtが0に近くなればなるほど14に近づくぞ。その値14をt=2のときの瞬間速度と名付けよう、決めよう」というだけなんです。 これで大丈夫ですか?なかなか大丈夫にはならないでしょうとは思いますが… 必要ならば、さらに突っ込んでください。 それから「微分」「微分する」「導関数」「導関数を求める」「微分係数」「微分係数を求める」などはそれぞれ意味が違いますから、混同しないように気を付けてくださいね。 「微分というのは瞬間の変化率を表すものだということは理解できます」というのも言葉遣いとしておかしいです。「微分」という言葉だけでは別なものを表します。「微分する」なら意味はいいですが、それは「導関数を求める」ということで、「微分係数を求める」のとは違います。 まずx=aでの微分係数があって、そのaを変数xとして変化させたときの微分係数が導関数です。導関数を求めることを微分するといいますよ。単なる「微分」という言葉は「極めて小さい変化」のような意味で使います。dxやdyなどをxの微分、yの微分などと言うことがあります。
    打方 佑弥 (id: 3729) (2024年12月29日5:34)
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    近づいていく値を瞬間の変化率として扱うということですか?

    打方 佑弥 (id: 3729) (2024年12月29日5:51)
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    もう一つ言いたいことがあるのですが、積分してあるグラフの面積を求める場合、そのグラフを長方形に分けて計算するということをならいました。しかし、その長方形の横の幅をリミットで限りなく近づけると、近づく値が求まってしまい、それは0になるのではないでしょうか?そうなると長方形は存在しないことになりますが…。

    打方 佑弥 (id: 3729) (2024年12月29日5:56)
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    ごめんなさい。上の質問ですが、くさぼうぼうさんの考え方を使えば、リミットはその値をとるわけではないので0にはならず、かぎりなく0に近い値になる。この時、微分の考え方では「じゃあ、近づく値0を瞬間の変化率としてしまおう」となりますが、積分ではそうではなく限りなく0に近い値で長方形の面積、つまり、グラフ上の面積を計算するのですね。

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2024年12月29日12:47)
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    「近づいていく値を瞬間の変化率として扱うということですか?」扱うというか、決めたのですね。定義です。 次。積分で面積を求めるのは不定積分から考えていく方法と、区分求積法から求めていく方法とがあります。あなたが長方形でと言っていますから、たぶん区分求積法の方だと思います。確かに長方形1つについて極限を考えるなら0になりますが、極限を考える対象は長方形ではなく長方形のすべての和です。limのあとに1/nという長方形の幅があり、次にΣで長方形を足します。足した結果についてlim極限を取る形になっていますから、0にはなりませんよ。安心してください!限りなく0に近づく長方形の面積を限りなくたくさん足していくのです。これで大丈夫ですか?

    打方 佑弥 (id: 3729) (2024年12月29日13:40)
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    う~~ん?僕、いま数Ⅱの微分積分だけを学習していて、あとはそこまで知識がないんですよね。だから、いったん学習を進めてみてその考え方に立ち返ります。

    打方 佑弥 (id: 3729) (2024年12月29日13:45)
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    今、数Ⅲの微分積分をさらさら~とみて、自分は三角関数とか、証明とかの基礎がなっておらず、いっそのことなら年末休みなので数Ⅰからすべてやり直します。

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2024年12月29日15:35)
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    「いま数Ⅱの微分積分だけを学習していて」あ、そうなんですか。質問のページに書いてありますが、質問の際にはできるだけ小中高大や学年、あるいは一般の方とかの情報も書いてほしいのです。説明の仕方が変わりますから。積分で四角形が出てきたので、あなたは高校3年で区分求積法を学習済みなのかと思って書いてしまいました。「いっそのことなら年末休みなので数Ⅰからすべてやり直します」いや、意気込みは素晴らしいですが、高校数学はそう短期間では身につけるのは難しいと思います。しかも数学って積み上げの学問なので、前のことを理解していないと次のことを理解するのが難しい学問です。ぜひ時間をかけてじっくり学んでください。 もう少しお話を続けるのでしたら、ぜひ上に書いた情報を教えてくださいね。

    打方 佑弥 (id: 3729) (2024年12月29日15:55)
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    一応中学二年生の後期です

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2024年12月29日17:32)
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    了解です。では、数学を楽しんでください。ただし、つまみ食いばかりしていても身につかないと思いますので、数Ⅰ、Ⅱ、Ⅲはなるべく順を追って、理解できたら先に進むようにしないと苦しいかも。数A,B(,C?)もある程度ⅠⅡⅢが進んでそれに合わせてやってみてはどうかな。がんばってください。あ、教科書は持っていますか?あまり通俗的な解説書ではきちんとした理解は無理です。大きな本屋さんで高校の教科書は取り扱っているので、買ってくださいね。やはり教科書が一番です。質問があったらまたどうぞ。

    打方 佑弥 (id: 3729) (2024年12月29日18:26)
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    やさしい高校数学という参考書はどうですか?

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2024年12月29日18:54)
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    サンプルをアマゾンで見ました。物語として読むのは楽しいと思います。高校で学習する数学をざっと見渡すのにはいいかもしれません。ただこの本で高校数学をキチンと理解するのは難しいかも。サンプルでは例題ばかりで練習問題がなかったのですが、あるのですか?読むだけでなく自分の手を使って解く、考えるのが大事ですよ!

    打方 佑弥 (id: 3729) (2024年12月29日20:17)
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    確かに、例題しかありませんでした。でも、例題を何も見ずに解けるようになればそれはそれで数学の力がつくのではないでしょうか?

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2024年12月29日20:21)
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    はい、それは確かですね。

    打方 佑弥 (id: 3729) (2024年12月29日20:24)
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    そして、僕は来年から受験生なので参考書の出費がかさんで高校の教科書を買うお金がありません

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2024年12月29日20:35)
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    メルカリに安く出品されてますよ。家族でメルカリやっている人はいない?

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2024年12月29日20:38)
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    https://jp.mercari.com/item/m84439447444 見られるかな?

    打方 佑弥 (id: 3729) (2024年12月29日20:51)
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    見れました

    打方 佑弥 (id: 3729) (2024年12月29日20:53)
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    それと、家族でメルカリをやっている人はいません。(すいません。そろそろ寝る時間なのでまた明日お願いします…)

    打方 佑弥 (id: 3729) (2024年12月29日20:55)
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    よろしければまた明日も付き合ってくれるとうれしいです…ではおやすみなさい。

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2024年12月29日21:11)
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    はい、おやすみなさい。

    打方 佑弥 (id: 3729) (2024年12月30日6:26)
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    朝起きて考えたんですが、お年玉をもらう時期なので、そのお年玉で教科書をメルカリで買おうと思います。長い間、僕にアドバイスを下さり、ありがとうございました。😉また質問をするときにはもっと数学の力がついていると思いますので期待してください!👌😁💪🟰

    くさぼうぼう : (id: 1236) (2024年12月30日7:14)
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    どういたしまして。質問、お待ちしています。お年玉、景気がいいと良いですね。

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