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2011年8月18日木曜日

【朝活】【数学】フェルマーの最終定理(8/20更新)

Fermat's Last Theorem(フェルマーの最終定理)
8/17のグーグルのロゴは、「フェルマーの最終定理」についてでした。
(8/17は、フェルマーの生誕日だったからのようです。)

googleホリデーロゴ(8/17)のイメージ

「フェルマーの最終定理」を英語でどう書くかをwikipediaで調べてみました。

◆Fermat's Last Theorem
Fermat's Last Theorem states that
no three positive integers x, y, and z can satisfy
the equation
x^n + y^n = z^n
for any integer value of n greater than 2.

◆フェルマーの最終定理
nが2より大きい自然数のとき、方程式
x^n + y^n = z^n
をみたす自然数の組x、y、zは存在しない。

■
「フェルマーの最終定理(大定理、予想)」は、もともとは、1630年頃、フランス人フェルマーが、自身が読んでいた本の欄外に書いたものだそうです。
(8/17のグーグルのロゴをみるとわかるように、)定理(予想)自体は非常にシンプルでした。
ところが、定理(予想)を証明するのに、1995年にアンドリュー・ワイルズが証明するまで、約360年間の月日を必要としました。


◆三平方(ピタゴラス)の定理(Pythagorean theorem)
フェルマーの最終定理の方程式は、
nが2であれば、解を持ちます。
(たしか)中学校で習う「三平方の定理」です!

三平方(ピタゴラス)の定理
◆Pythagorean theorem
x^2 + y^2 = z^2
where z represents the length of the hypotenuse, and x and y represent the lengths of the other two sides

直角三角形の斜辺(hypotenuse)の長さを zとし、その他の辺の長さを x, y とすれば、
x^2 + y^2 = z^2

例えば、
x^2 + y^2 = z^2
をみたすxとyとzの組として、(3,4,5)や(5,12,13)が存在します。

【例】
3×3 + 4×4 = 5×5
5×5+12×12=13×13

 
三平方の定理例1
  
三平方の定理例2
      

■私が勝手に感じた魅力
「三平方の定理」からのイメージ(根拠ない・・・)では、
nが2より大きい整数でも、方程式をみたすxとyとzの組はありそうなものです。
ところが、フェルマーの最終定理は、
「nが2より大きい整数なら存在しない!」
と主張するのです。
とても興味深く思いました。

もうひとつは、足立さん(1995)の本に書いてあったことです。
1994年の初めでは、
「nが400万以下であれば定理は正しい」
ということがわかっていたのですが、「nが2より大きなすべての整数nについて」はわかっていませんでした。
「nが400万以下で成り立つならおそらく大丈夫じゃないか」
となんとなく思いがちですが、「すべての整数」についてでなければ証明にならないのです。
「無限を扱う」大変さと面白さを同時に感じました。

<参考文献>
wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Fermat%27s_Last_Theorem

足立恒雄 1995 フェルマーの大定理が解けた! 講談社

2011年8月1日月曜日

【朝活】【英語】【算数】今日の覚えたいフレーズ(フィボナッチ数)

■クイズ(□に入る数字は?)
1→1→2→3→5→8→13→21→34→55→89→144→□?

【クイズの背景】
◆フィボナッチ数
「ウサギのカップルが産まれて2カ月後から毎月子供を1組(オスとメス)産みます。1年後(12か月後)にウサギのカップルは何組になるでしょうか?」

1202年イタリアの数学者フィボナッチが「算盤の書」に記載したこともあり(実際はインドの数学書にもあったようですが)、これらの数1,2,3,5,8,13,21,34,・・・は、「フィボナッチ数」とよばれます。
◆黄金比
さらに(!)、
1÷1、2÷1、3÷2、5÷3・・・と隣の数を割っていくと、値が「黄金比約1.618(約5:8)」に近づくことが知られています。

【解答】
233

【簡単な解説】
ウサギの合計の組数は、
「(1カ月前の)もともといるウサギの組数」
に
「(2カ月前のウサギによって2カ月後に)新しく産まれるウサギの組数」
をあわせて求めることができます。

◆この問題のケース
「『12カ月後のウサギ』のカップルの数」
は、
「『11カ月後のウサギ』のカップルの数」(144組)
に、
「『10カ月後のウサギ』が2カ月たって産んだカップルの数」(89組)
を加えることで求めることができます。

よって、144と89とたした「233」が答えとなります。

【流れ】
◆0カ月後
カップル(オスとメス)が1組います。
まだ子供を産みません。2カ月後に子供を産みます。
●合計
1組
○もともといる数・・・1組
○産まれた数・・・0組

◆1カ月後
カップル(オスとメス)が1組います。
まだ子供を産みません。1カ月後に子供を産みます。(つがいました。)
●合計
1組
○もともといる数・・・1組
○産まれた数・・・0組

◆2カ月後
カップル(オスとメス)が1組います。
「2カ月前のカップル(1組)」のメスが、カップル(オスとメス)を1組産みます。
●合計
2組
○もともといる数・・・1組(1カ月前)
○産まれた数・・・1組(2カ月前)

◆3カ月後
カップル(オスとメス)が2組います。
「2カ月前のカップル(1組)」のメスが、カップル(オスとメス)を1組産みます。
●合計
3組
○もともといる数・・・2組(1カ月前)
○産まれた数・・・1組(2カ月前)

◆4カ月後
カップル(オスとメス)が3組います。
「2カ月前のカップル(2組)」のメスが、カップル(オスとメス)を2組産みます。
●合計
5組
○もともといる数・・・3組(1カ月前)
○産まれた数・・・2組(2カ月前)

◆5カ月後
カップル(オスとメス)が5組います。
「2カ月前のカップル(3組)」のメスが、カップル(オスとメス)を3組産みます。
●合計
8組
○もともといる数・・・5組(1カ月前)
○産まれた数・・・3組(2カ月前)
・・・

◆10カ月後
カップル(オスとメス)が55組います。
「2カ月前のカップル(34組)」のメスが、カップル(オスとメス)を34組産みます。
●合計
89組
○もともといる数・・・55組(1カ月前)
○産まれた数・・・34組(2カ月前)
◆11カ月後
カップル(オスとメス)が89組います。
「2カ月前のカップル(55組)」のメスが、カップル(オスとメス)を55組産みます。
●合計
123組
○もともといる数・・・89組(1カ月前)
○産まれた数・・・55組(2カ月前)
◆12カ月後
カップル(オスとメス)が144組います。
「2カ月前のカップル(89組)」のメスが、カップル(オスとメス)を89組産みます。
●合計
233組
○もともといる数・・・144組(1カ月前)
○産まれた数・・・89組(2カ月前)


★2011/08/01(月)
おぼえた(い!)3フレーズ(日曜日版)
■数学
Fibonacci Sequence
フィボナッチ数列
【例】
Named after a 13th century Italian Mathematician, Leonardo of Pisa who was known as Fibonacci, each number in the sequence is created by adding the previous two together. It starts 1 1 2 3 5 8 13 21 and goes on forever.
■□■□■□■
★前日
★1週間前
★1か月前


■□■□■□■
<参考文献>
■数学
◆Wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Fibonacci_number
◆BBC
Fibonacci Sequence on In Our Time at the BBC
◆数学検定
山口哲 2009 「数検」英語版テキスト3級&4級 日本数学検定協会

2011年7月31日日曜日

【朝活】【英語】【数学】【算数】今日の覚えたいフレーズ

■クイズ
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 □
のように、数字が、ある規則に従って並んでいます。
□に入る数字は何でしょうか?

■ヒント
数字を「すべて見ずに」、並んだ「3つ」の数字に注目してみます。
規則性がわかるかもしれません!
【例】
1 1 2
2 3 5

■□■□■□■
★2011/07/30(土)

おぼえた(い!)3フレーズ(土曜日版)
■数学
◆「数検」英語版
The following sequence of numbers is arranged by a rule. When looking at three consecutive numbers (for example, "1, 1, 2" or "2, 3, 5"etc.), the rule can be found.  
1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 □

私の夢の一つは、海外で算数を教えることです。
日本の中学受験の算数のレベルは高いと思います。
そのため、塾講師は、図を使ったり教え方をかなり工夫しています。
日本の算数の教え方は海外でも喜ばれるのではないかなあと思っています。
<参考文献>
山口哲 2009 「数検」英語版テキスト3級&4級 日本数学検定協会