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等数学などという名まえがいけなかゆたのですが,その考え方そのものはなんで もありません。円の画積をいまのよ5にしてだすのは,小学校の教科書匿もでて ぎます。小学生にも警微分積分のアイデアはわかるはずですが,それを欝算術と むナびつけると。これは重だ小学生蓼こ紘わかりません。なぜ蹴ら,それにはまた べつの考え方が必要だからです◎それは織関数もという考え方です。

下翼なにか

さて,微妙というのになにかということに移りましょう。錘⑧にあるよ5に,謬 がちょっと変化すると,颪積Ψもちょっと変化していますが,この変化の割合を 調べるのが,じつは徴愚なのですb

ところで,微分積分学のいろいろな点画というのは,じつ厭日昆一トンではなく て,ライプニッツが考えだしたのです。ライヅ轟ヅツは詑号をつくるのがひごよ うにうまかった人です。 τがちょっと変化し丸とぎの量をいろいろな並並で書き ますが,ふつう4¢げルタのと書きます。これは一体のものなのです。代数だと,

ζう書けば4と劣をかけたということになりますが,そういう意味で紋ありませ ん。これでひとつのものなのです。4というのは英語のdで,醗勧¢a¢eの頭文 字です。d…ff砿e塵oeとは差,つまり,躍がち柔ウと変化し彪その差です。 d纏ギ

リシア語では4ですから勝この遅を便います一醗⑨。

      すると,座⑩のように,躍が4躍だけちょっとi変化す

廻卜一一変化率について

      ると,㌢演4Ψだけ変化する。この4蟹というの絃斜

・線の部分の面諭です。ζれを図形で考えると・函Oのようになります。ですから・

拶がちょっと変化した吻というのは,偲0でいうと,まず謬×4躍が二うあり

ます。すな:わも,

   2(謬x爾

でナ。それ.から残りのかどのちょっぴりした,

   血X4¢

の部分があります。式に譲くと,

   吻騙;2(¢×d4』かト〈∠躍X423)

です。4叢鳳ひじょうに小さいので,輻がうんとせまいから,もちろん長:方形の 面積はひじょうに小さいわけです。しかも,かどの正方形にいたっては,その小 ささの程度がなおひどいわけです。そこで,この吻を廊でわってみます。

2磯x4㊨も4¢x4¢も廊も小さいのですが筆では,このわった商は小さいか というと,かならずしもそうで纏あり捜せん。小さいもの1を小さいものでわれば 小さいかというと,そうで露ないのです。大きいかもしれません。

たとえ蔭心ある人の身長が悠0センチちょっととします。それで,その人が跳びあ がったとします。そのとき,跳びあがった高さを4,その人の身長:をδとします。

そうすると,号囎分の嫉痢駅路ぴあがれるか嬢わし蛭.かりに

   号諾2

だとすると,膚分の身長の2借だけ跳びあがっ粍ことになります。では,ノミだ ったらどうでしょうか。!ξの身長を6㌧跳びあがる高さを〆とします。こ

櫨燗蹴べると,うんと小一しかしわ・嫡の多はどうでし・う。

ζれは2どζろではないのです。ノミ鳳ずいぶん高く跳びますから20ぐらいはあ るでしょう。この比はノミのほうがはるかに大i語い。小さいからといってバカに

鑓q賢 ンα㎡

湧0一ヱが少し憂目やると」Ψも少し喪紀ナるく斜線粥分}Q この密化の割合を纒べ纂のが 徽分輪で鳥る◎

問題は「分母も分子も小さいとき,わった答えは小さいかどうかわからない」とい うことなのです。ひじょう濫大きいかもしれない。つまり,4澱もひじょうにち ょっとした変化ザ吻もちょっとした変化であるけれども,その商が4、さいかど うかはわからないのです。5であるかもしれないし,6であるかもしれない。分 子が100分の1,分母が100万分の1とかになっていたら,商はひじょうに大き いのです。いわれればあたりまえのことなのですが,そこのところがひじょうに 大事で,鍛分というのは,これを閣題にするのです。

・瞠鱈わ・即・つまり・嘉捌ヒ率とい・軌変伽齢臨

急母も分子も小さいけれだ,変化率は小さいとはかぎらないのです。では,計算 してみまし孟う。

   嘉潔聖夢4禦・増発2。檎

この式はこのままにしておかないで,さらにま牝,ζの小さい廊をどんどん,

どんどん小さくする.そうしたときにド塞の灘㍉環礁に近づくかを教 ます。2謬は変わらないでしょう6命だけが鋤書ます。これ麹矢印でかくと,

   4斜。のとき,慕射爆

      だから,微分というのに,¢をだんだん,だんだん緬

●一かぎり臨く細かくわける

      かくわけていく,そして,ついに獄0にしてしまうの

です。つまり,わけ方を極蟷にしてしまうのです。無限に繕かくわけていくとい ってもいい。たんにわけるのではなくて,そのわけ方を越端にして,ついには0 に近づけるのです。わけたひとつひとつが0に近づくほど細かくわける。微分と いうのにそういうことなのです。

2,3年まえ,二三賞をとった職ウなく透明に逓いブルー毒という小説があづま したが,あれです。かぎりなく0に近くてpOでないもの一葛つは間くところ によると,あの題は微倉から考えついたのだそうです。

さきほど,円の面穣を求めるとき,スイカを切っ驚みたいにして交互につないで いきましなが,あの考え方です。はじめに波うっていても,わけ:方を細かくして いくと,肉眼ではもう直線に見え.てしまうようになります一一園⑱。これをもっと 細かく見るには顕微鏡を使わなくてはならない。まだたりなければ,電予顕微鏡 でも使う。そういうふうに,.か ャりなく織かくわけるということはこζでも使わ れているのです。これはかぎりなく直線に近い繭線のことです。

ζれが徴分の考えなのです。そうしで,一度,かぎりなく細かくわけたものを,

こんどは復元するわけです。ζれが捜分です。だから,微分積分という考えその もの}ま,簡単なのです。その考葬を関数に遥馬したわけでナ。この考えがわかれば,

もう微分積分学の墓礎がわかったといえます。

      このように,微分積分学というのは,晶ユートンの時

●一歳鋤積分学

      代にはひじょうにむずかしい数学であったけれども,

いまではなんでもないことです。三代がそれだけちがってきたから.昔はむずか  しい数学だったけれども,いまで彪やさしい数学なのです。昔は高等数学だった

けれども,いま}ま高等数学などではありません。漏菖一トンの時代に細分積分学 が理解できたのは,働界申で想人たらずだったかもしれませんが,いまでは高校 生ならザみんなわかるようになウているはずです。

驚▼

微:分は細かく分けること

積分は分けたものを積みかさねること

A

A−1 A−2 A−3 A−4 A−5

ニュートンとライ ニッツ 微分貝分を学錯として元  せ 分は州限に細かく∠けることが ムテルタというのは を表してい たのはニュートンとライプニッツ。 できる考えである。ニュートンとラ るのが分かった。円を細かくして 微分…0にかぎりなく近く細かく イプニッツの熱意。△ いく長方形になる。微分∵かぎり

わけること。積分…一度分けたも =di佃erence=差 なく0に近くなる。無限にわけると

のをさらに積み重ねること(復元 考えてもよい。積分…分けたもの

すること) を積み重ねることである。

がつた を細かく∠けるとよぜ △x→0のとき,△y/△x→2x 直線と同じような式ができるの

か。小さいものを小さいもので割

ると大きいものより大きくなるとい

うこと。変化の割合とは結局はっ きりとした答えは出てくるのか。

たまには,こついつのもいいかよと 分 ∠の え がなんとよく ゐ分について同じ班で0にする 分 分について,いつもとは 分貝分のリントで,限りよく 思ったけど,班で話し合うのが 分かった気がする。円を小さく分 のか近づけるのかとか,話し合う 違った形で授業を受けることがで 分けて最後0になるとか無限に ちょっとぐだぐだだった。微分積 けて,1本の線にできるのがすご のは結構大変でした。イマイチ きてよかった。今まで思っていた 分けることができると書いてあっ 感 分のおおまかなことは理解でき い。これからこんなことを学ぶの 分らなかった文もあったが,授業 微分積分のイメージが変わった。 たので分らなかった。変化率など たけど,難しそうだと不安に思っ かと思うと頭力§痛い。 をもう少し続けたらなんとなく分 残念ながら,あまり理解できな 新しい言葉がでてきた。これから

た。 かるかもしれないと思っている。 かった。 学ぶのが苦しくなるかもしれな

「。

グループ

昔の人がいかに円に興味があったか。ニュートンとライプニッツ。微 ェはいろいろな人に影響である。小さいものを小さいもので割っ ト,小さくなるとは限らない。微分は無限に細かく分けることができ 驕B△ニdi鮭ence=差。昔は非常に難しい数学であったが,今は高校 カなら理解できる。

△x→0のとき,△y/△x→2x

ドキュメント内 数学教育における「読み」に関する研究 (ページ 58-72)

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