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大学学部レベル質問スレ 11単位目
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0001132人目の素数さん
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2018/04/20(金) 05:50:10.46ID:KlG5+Hlw
大学で習う数学に関する質問を扱うスレ

・質問する前に教科書や参考書を読むなりググるなりして
・ただの計算は
http://wolframalpha.com
・数式の表記法は
http://mathmathmath.dote ra.net
・質問のマルチポストは非推奨
・煽り、荒らしはスルー

関連スレ
分からない問題はここに書いてね478
http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1511604229/

※前スレ
大学学部レベル質問スレ 10単位目
http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/math/1519715377/
0191132人目の素数さん
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2018/05/05(土) 10:34:40.23ID:tEdcrB57
0〜∞を−∞〜∞にしたということじゃない
0196132人目の素数さん
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2018/05/05(土) 15:36:05.92ID:UMWHPgmy
>>193
お好み次第。r>0にして0〜2πにしてもよし、r自由で0〜πにしてもよし。
0201132人目の素数さん
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2018/05/05(土) 17:20:39.73ID:EMULr+4U
>>197
n次元多様体Mの部分集合Sがk次元多様体構造を持つことの必要十分条件は,次のどちらかの条件を満たすこと.
(1)k=nかつSはMの開集合.
(2)0≦k<nかつSの任意の点pに対し,pを含むMの座標近傍(U;x_1,…,x_n)が存在してM⋂S={(x_1,…x_n)∈U|x_{k+1}=…=x_n=0}.

具体的には実数直線の半開区間[0,1)は0近傍でユークリッド空間の開集合に同相な開近傍を持たないので多様体構造を持たないという反例がある.
0202132人目の素数さん
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2018/05/05(土) 17:36:30.29ID:EMULr+4U
>>200
等比級数を計算すれば
Σe^{(ia-1)(2n-1)πi}
=(e^{(ia-1)πi})/(1-e^{(ia-1)2πi})
=(-e^{-aπ})/(1-e^{-2πa})
となるので教科書が正しいと思われる.
0203132人目の素数さん
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2018/05/05(土) 18:22:44.12ID:y3sGc/sx
>>201
境界持つ多様体じゃん
0206132人目の素数さん
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2018/05/05(土) 19:43:17.98ID:EMULr+4U
>>203
https://ja.wikipedia.org/wiki/境界付き多様体
私は↑にあるように境界付き多様体は多様体でないという立場です.
あなたのように境界付き多様体を多様体ととらえる人がいることを考慮していませんでした.
反例は>>201に挙げたものでなく,実数全体の部分集合として有理数全体を考えれば満足できるかと.

>>204
下から2行目まであってます.
e^{-2aπn+aπ}にn=1を入れるとe^{-aπ}なので分子に来るのはe^{aπ}ではなくe^{-aπ}です.

>>205
公比e^{(ia-1)2πi}なのでマイナスは不要です.
0207132人目の素数さん
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2018/05/05(土) 20:13:15.43ID:UMWHPgmy
>>201
次元が違う場合の証明はどうするんですか?例えばf:R→Mが連続単射でf^(-1)(開部分集合)の全体がRの位相を生成するという条件だけから>>201の(2)で述べられてる強い条件が証明できる気がしないんですけど。気のせいかな?
0209132人目の素数さん
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2018/05/05(土) 20:58:58.65ID:S3jerne2
>>206
>あなたのように境界付き多様体を多様体ととらえる人がいることを考慮していませんでした.
普通境界持つものも多様体
そうでないとボルディズムの発想は出ない
0210132人目の素数さん
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2018/05/05(土) 21:00:32.79ID:S3jerne2
境界持つものも多様体
というのは語弊あるかさすがに
境界持つものも排除しない
というべきかも
0212132人目の素数さん
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2018/05/05(土) 23:55:53.74ID:EMULr+4U
碌に勉強してないのに書き込んで申し訳ない
これ以上変なことを書かないために>>207に答えるのは控えておく
幸いこの板には多様体論に精通した人がいるようだからこのような学部レベルの証明はすぐ教えてもらえるだろう
0213132人目の素数さん
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2018/05/06(日) 02:21:17.30ID:ny/2znLb
境界付き多様体ってあんまり初学者向けの本に詳しく書いてないからわからんのだが、境界付き多様体上の関数とか微分形式とか接ベクトルってどうなんの?
例えば
関数が可微分⇔内部で可微分かつ境界で可微分
みたいな感じいいの?
接空間の次元だと、境界の接空間だと内部の接空間の次元より1小さいとかいう風になってると思えばいいんですかね?
0214132人目の素数さん
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2018/05/06(日) 08:08:39.65ID:FA4GGY5Q
>>213
いんでね?
0215132人目の素数さん
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2018/05/06(日) 12:26:47.88ID:S32GBWh6
Σ_{n = 0}^∞} a_n が絶対収束するとする。
自然数の集合 N を以下のように分割する。
N = ∪_{i = 0}^{∞} A_i
A_i ≠ A_j (i ≠ j)

Σ_{i = 0}^{k} Σ_{n ∈ A_i} a_n = Σ_{n ∈ ∪_{i = 0}^{k} A_i} a_n

が成り立つことを示せ。

これがよく分かりません。お願いします。
0216132人目の素数さん
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2018/05/06(日) 12:29:03.37ID:S32GBWh6
Σ_{n = 0}^{∞} a_n が絶対収束するとする。
自然数の集合 N を以下のように分割する。
N = ∪_{i = 0}^{∞} A_i
A_i ∩ A_j = φ (i ≠ j)

Σ_{i = 0}^{k} Σ_{n ∈ A_i} a_n = Σ_{n ∈ ∪_{i = 0}^{k} A_i} a_n

が成り立つことを示せ。

これがよく分かりません。お願いします。
0217132人目の素数さん
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2018/05/06(日) 12:48:51.75ID:i0xgdZwj
>>216
どこの問題か知らんけど酷い問題やな。
絶対収束するときは和は順番を自由に変えられる事を、使ったら自明になるけど問題文の

> Σ_{i = 0}^{k} Σ_{n ∈ A_i} a_n = Σ_{n ∈ ∪_{i = 0}^{k} A_i} a_n


は和が順序によらず決まることを利用しないと文章として成立してない。出題者にバーカっていっとけば?
0219132人目の素数さん
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2018/05/06(日) 13:09:39.55ID:S32GBWh6
>>217

絶対収束するときは和は順番を自由に変えられる事を、使って示してください。
0220132人目の素数さん
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2018/05/06(日) 13:09:48.42ID:i0xgdZwj
>>218
文章として成立させようと思うと示すべき命題が自明になる。
0221132人目の素数さん
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2018/05/06(日) 13:11:54.17ID:S32GBWh6
>>220

この問題の前に、絶対収束するときは和は順番を自由に変えられる事は示されています。
0222132人目の素数さん
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2018/05/06(日) 13:12:58.20ID:S32GBWh6
A_i は有限集合とは限りません。
0223132人目の素数さん
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2018/05/06(日) 16:57:42.99ID:w/ZmU6WN
運良く新しい定理を発見した場合、
ヘラクレスの定理とか吉沢明歩の定理とか
好きな名前を付けてもいいんですか?
(´・ω・`)
0224132人目の素数さん
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2018/05/06(日) 17:02:00.99ID:FA4GGY5Q
>>223
良いけど他の人がそれで呼んでくれるとは限るまい
0229132人目の素数さん
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2018/05/06(日) 19:31:01.43ID:S32GBWh6
| 4*arctan(1/5) - π/4 | < π/2

を証明してください。
0230132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 12:02:44.03ID:ARYCna+A
Σa_n^2 が収束するとき Σa_n/n の収束性はどうなるか?
0231132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 12:42:41.09ID:ARYCna+A
>>230

ヒントですが、収束します。
0233132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 12:53:27.60ID:ARYCna+A
>>232

A という記号は登場しません。
A_i です。
0234132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 13:31:08.58ID:ARYCna+A
正項級数 Σa_n が収束すれば lim n * a_n = 0 は成り立つか成り立たないか?
0235132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 16:25:32.67ID:DX61/i+S
>>233
> A という記号は登場しません。
> A_i です。
Σ{n∈A}の定義がないとAiでも定義ないけど??
0236132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 16:28:10.38ID:ARYCna+A
A_i は N の部分集合です。
0238132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 16:31:11.62ID:gEJLNVZC
θ~が微小のときのsin(θ~ +θe2)の加法定理だと思うんですが、なぜオーダーが入るんですか?
0241132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 16:33:40.91ID:ARYCna+A
>>239

ヒントですが、成り立ちません。
0243132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 16:37:00.07ID:DX61/i+S
>>236
で?
0244132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 16:38:52.46ID:0Jn5cTxT
>>241
ああスマン、やっぱり反例作れた
平方数のときだけそのまま、あと0とかでもいいね
単調減少とかないと成り立たないね
0245132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 16:40:21.40ID:ARYCna+A
テイラー展開ではなくテイラーの公式ではないでしょうか?
0247132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 16:44:15.11ID:ARYCna+A
>>238

f(x) = f(a) + f'(a) * (x - a) + O((x - a)^2)

という公式です。
0248132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 16:49:07.82ID:0Jn5cTxT
テイラー展開の方が馴染みがあるだけ
展開の形からもわかるから
テイラーの定理をつかってもいい
0249132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 16:52:33.59ID:gEJLNVZC
>>247
なるほど加法定理ではなくテーラー展開をしてるんですね。話が変わってしまうのですが、加法定理はその公式から導けるのですか?
0250132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 16:55:36.65ID:ARYCna+A
>>237

ありがとうございます。

a_1^2 + a_2^2 + … a_n^2 → S(n → ∞) とする。

|a_1|/1 + |a_2|/2 + … + |a_n|/n



sqrt(a_1^2 + a_2^2 + … a_n^2) * sqrt(1 + 1/2^2 + … + 1/n^2)



sqrt(S) * sqrt(π^2/6)

{|a_1|/1 + |a_2|/2 + … + |a_n|/n} は収束する。

絶対収束する級数は収束するから、

{a_1/1 + a_2/2 + … + a_n/n} は収束する。
0251132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 16:59:17.08ID:ARYCna+A
>>237

齋藤正彦著『齋藤正彦微分積分学』の解答は、以下です。

a_n^2 + 1/n^2 = (|a_n| - 1/n)^2 + 2*|a_n|/n ≧ 2*|a_n|/n
0253132人目の素数さん
垢版 |
2018/05/07(月) 18:42:27.50ID:pC2LS//C
Who 松坂君?
0256132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 21:07:26.93ID:dkZJD9G+
劣等感婆なんてのもいるんだ……
0258132人目の素数さん
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2018/05/07(月) 21:36:10.93ID:hIDdhzn1
教科書の粗探ししてるのが松坂くん
定期的に発狂してるのが劣等感婆
¥って書いてるのが¥
0260132人目の素数さん
垢版 |
2018/05/07(月) 23:04:16.22ID:ilQ0GyRv
「わからないんですね」や「ある無矛盾な〜」は劣等感婆
0261132人目の素数さん
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2018/05/08(火) 00:07:24.72ID:HFRZjrCA
荒らしは敬語を使う
0267132人目の素数さん
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2018/05/08(火) 18:23:04.59ID:TOL7lpPs
微分方程式です
dy/dx-(ln x)y=x^x

解き方教えてください
0268132人目の素数さん
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2018/05/08(火) 18:32:52.60ID:MbAKKwrj
X^x
0269132人目の素数さん
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2018/05/08(火) 21:52:21.13ID:TOL7lpPs
>>268
計算ミスしてました
無事たどり着けました
ありがとう
0270132人目の素数さん
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2018/05/09(水) 09:19:01.19ID:NevVJYaF
アーベルの定理について質問です。
以下の議論はOKですよね?
ちょっとややこしいですね。


1 / (1 + x) = 1 - x + x^2 - x^3 ± … (-1 < x < 1)

x = t^2 (-1 < t < 1) を代入

1 / (1 + t^2) = 1 - t^2 + t^4 - t^6 ± … (-1 < t < 1)

これを項別積分すると、

arctan(x) = x - x^3 / 3 + x^5 / 5 - x^7 / 7 ± … (-1 < x < 1)

±(1 - 1 / 3 + 1 / 5 - 1 / 7 ± …) は交項級数だから収束する。

アーベルの定理から

lim_{x → ±1} (x - x^3 / 3 + x^5 / 5 - x^7 / 7 ± …)

=

±(1 - 1 / 3 + 1 / 5 - 1 / 7 ± …)

arctan(x) は (-1, 1) の外でも定義され、 x = ±1 で連続だから

arctan(±1)

=

lim_{x → ±1} arctan(x)

=

lim_{x → ±1} (x - x^3 / 3 + x^5 / 5 - x^7 / 7 ± …)

=

±(1 - 1 / 3 + 1 / 5 - 1 / 7 ± …)
0271132人目の素数さん
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2018/05/09(水) 09:41:33.49ID:gnIjlof6
>>269
一般解は?
0272132人目の素数さん
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2018/05/09(水) 10:00:55.69ID:NevVJYaF
a_0 + a_1 * x_0 + a_2 * x_0^2 + …

は収束するが

a_1 + a_2 * x_0 + a_3 * x_0^2 + …

は発散するような例はありますか?
0273132人目の素数さん
垢版 |
2018/05/09(水) 10:09:23.45ID:NevVJYaF
あ、ないですね。
0274132人目の素数さん
垢版 |
2018/05/09(水) 10:26:29.06ID:sSiJOR5t
関数の微分値しかわからない二次元パラメータの制約なし局所最適化問題を解く必要があるんですが、いい感じのアルゴリズムってありますか?
0277132人目の素数さん
垢版 |
2018/05/09(水) 14:02:07.53ID:p50V6V2P
この↓解き方に関してですが、
https://imgur.com/a/sqgLUNV

高校数学では、ふつうこのような問題は場合分けして、f(x)の
グラフを書いて求めると思いますが、この解法はいきなり微分
してやってあります。
このようなことができる理由は
∫|g(t)|dt は微分して|g(t)|になる関数だから
f(x)=∫[x→x+1]|g(t)|dt → f'(x)=|g(x+1)|-|g(x)|
となるのは当然としてよいのか、本当はこれは証明が必要な
ことなのか考えあぐねています。
このようなことができる明確な理由、若しくは証明はありますか。
0279132人目の素数さん
垢版 |
2018/05/09(水) 14:14:11.99ID:QGO7kjYI
>>277
高校数学では微積分学の基本定理(連続関数の積分が微分可能で微分すると元に戻る)を認めてるから別にいい
0281132人目の素数さん
垢版 |
2018/05/09(水) 14:37:10.29ID:xpXWPMq2
その荻野の本に書いてないのかよ
側注にITEM云々と書いてあるようだが
0282132人目の素数さん
垢版 |
2018/05/09(水) 15:13:14.34ID:p50V6V2P
>>281

>その荻野の本に書いてないのかよ

書いてないです。
0283132人目の素数さん
垢版 |
2018/05/09(水) 15:14:27.89ID:p50V6V2P
証明するのは難しいものですか?
0284132人目の素数さん
垢版 |
2018/05/09(水) 15:18:49.79ID:p50V6V2P
ふつうの本の解法は場合分けです。
いきなり微分しても成り立つのが当然なら、どの本もそうなってるはず
だけどそうしないのはやはり引っ掛かるものがあるからだと思います。
0285132人目の素数さん
垢版 |
2018/05/09(水) 15:40:07.39ID:etaekrl3
>>283
証明するのが難しいというよりは、高校数学では証明しようがないよ
だから認めて使ってるわけだけど
積分したものを微分したらもとに戻る、ってのは大学以上でちゃんと証明するわけだけど
その証明自体はふつう連続関数でやるか 、らその範囲で使って問題ない
教科書にも書いてあるはず

てかtの積分がt^2/2になったりするのもその事実に基づいてるはずだから、それを使えないということはないと思うが
0286132人目の素数さん
垢版 |
2018/05/09(水) 15:43:52.79ID:etaekrl3
>>284
ふつうの本は、って言うけど何冊みたのやら
問題集のレベルにもよるし
あまり難しいことを考えさせない計算問題集みたいな色の強い物だと、あなたみたいに疑問に思う人のことを考えて、手間は掛かっても愚直にやる解法を採用したりする
0287132人目の素数さん
垢版 |
2018/05/09(水) 15:57:54.64ID:KCh8zfY4
>>284
は?
0288132人目の素数さん
垢版 |
2018/05/09(水) 19:10:29.38ID:NevVJYaF
>>285

でも直観的ではあるが証明の概要のようなものは習うのではないでしょうか?
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