大学教養

記号・記法

関数とは何か,写像とは何かを図解~定義と表記法と具体例~

関数(写像)とは,入力を与えるとある特定の出力を一つ返すものである。これが,「関数(写像)とは何か」という問いの最も簡単な答えです。これについて,数学的に正しく理解しましょう。関数・写像の定義と表記法,そして関数・写像の違いはあるのかどうかについて述べます。
微分積分学(大学)

中間値の定理とは~主張・証明と何が本質なのかを解説~

中間値の定理とは,「連続関数なら,間の値を全て取る」という一見当たり前の定理です。これについて,その主張と,その証明を紹介します。さらに,根底にある「当たり前の性質」が何なのかも考えましょう。最後に位相空間論の言葉を用いた主張も述べます。
微分積分学(大学)

【最大値の定理】有界閉区間上の連続関数は最大値を持つことの証明

最大値の定理・最小値の定理 (extreme value theorem) といわれる,連続関数における基本的な定理を紹介します。まず定理の主張を述べ,注意点を列挙してから,証明します。最後に多次元の場合も扱います。
記号・記法

定義・公理・定理・命題・補題・系を完全理解しよう

数学でよく出てくる「定義・公理・定理・命題・補題・系」について,何を表しているか,それらの違いを解説します。これらを正しく理解しておくことは,数学を学ぶ上で必須ですので,完全理解を目指しましょう。
微分積分学(大学)

ボルツァノ–ワイエルシュトラスの定理とその証明

大学教養数学のさまざまなところに登場する,ボルツァノ–ワイエルシュトラスの定理 (Bolzano–Weierstrass Theorem) について紹介します。まず1次元の場合を紹介し,次に多次元の場合を紹介して,最後に位相空間論の言葉を用いて述べます。
微分積分学(大学)

C1級,Cn級,C∞級関数の定義と具体例5つ

C^1級関数(または連続微分可能)やC^n級関数,C^∞級関数の定義とその具体例について紹介します。1変数の場合はもちろん,最後に多変数の場合も扱います。よく出てくる用語ですから,しっかりと抑えておきましょう。
記号・記法

sign関数(sgn関数,符号関数)とは何か

sign 関数または sgn 関数とは,符号関数と言われる便利関数の一つです。定義と性質を述べます。最後には群論や線形代数で出てくる「置換における符号関数」も紹介します。
微分積分学(大学)

有界閉区間上の連続関数は一様連続になることの証明

一様連続性は連続性より強い概念ですが,有界閉区間上であれば,連続性だけで一様連続が従います。この定理を証明していきましょう。一様連続性は数学において,便利な性質の一つです。そのため,連続から一様連続が従うのはとても嬉しいことです。
微分積分学(大学)

一様連続と連続の違いをわかりやすく図解する

一様連続性 (uniform continuity) とは,集合の上における,各点での連続性 (pointwise continuity) より強い概念です。連続性と一様連続性の違いを,図や具体例を交えて詳しく確認していきましょう。
集合と位相

距離空間の定義と6つの具体例~ユークリッド・マンハッタン距離~

距離空間 (metric space) とは,距離の構造にあたる距離関数 (distance function) を備えた集合のことです。そんな距離空間について確認し,ユークリッド距離やマンハッタン距離などを含む5つの具体例について確認していきましょう。