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Math for ActionScripters

□02 ガウス平面と回転と、時々、e(ネイピア数)


02-01 ガウス平面って何?

マイナス×マイナス

虚数: i×i=-1

ガウス(複素)平面

  • 複素数=実数+虚数
  • z = x + iy
  • 実数軸(実軸)と虚数軸(虚軸)の直交座標で定められる平面
    • 平面上の点は複素数で示す
    • (x, y)座標と違ってひとつの数で平面が表せる

[参考] Yahoo!知恵袋「高校数学の複素関数


02-02 ガウス平面と回転

複素数もiを掛けると半時計回りに90度回転する

  • もちろん-1を掛ければ180度反転

座標をθ回転させるにはcosθ + i sinθを掛ける

  • 複素数の演算ベクトルと似ている
  • ベクトルと違うのは掛け算ができること
  • 複素数の掛け算は回転と伸縮を表す
    • 回転: 角度は足し算
    • 伸縮: 絶対値は掛け算
    • 回転行列の役割
      • 4次正方行列×2次元ベクトル: 成分は都合6つ
      • 複素数×複素数: 数字はふたつ
  • 角度θの回転はcosθ + i sinθを掛ける
    • 回転: 角度θ
    • 伸縮: 絶対値1
  • 複素数を拡張して3次元の回転に応用したのが「四元数(クォータニオン)

02-03 e(ネイピア数)

e = 2.71828 18284 59045 23536 02874 71352 …

eの定義

  • (1 + 1/n)nのnをかぎりなく大きく(∞に)したとき収束する数
    • 年10%の金利(複利)で10年後の元利合計は(1 + 1/10)10
    • nを大きくすると利率は少なく期間が長くなる
    • (1 + 1/n)nは((n + 1)/n)nとも書ける

何とか分の1の確率の物を何とか回やっても起こらない確率

遠藤雅伸氏(@evezoo)
100回試したら一度は起こって欲しい事象に1/100の確率を使う馬鹿多過ぎwこれを100人で試したら、36人は統計的に100回では起きない概算になる。
  • ゲームの神様「100分の1を100回やってみる
    「数学的にも、ある回数で1度くらい起こって欲しいことを、『ある回数分の1』 の確率で設定してしまうと、ある回数に達したときにまだ起こっていない人の 割合は、37%弱に収束されます。要するに、何とか分の1の確率の物を何とか回 やっても起こらない人は、100人中36人強になるということ。」
  • 1/nの確率でn回やっても起こらない確率は((n - 1)/n)n
    • 当たりが1/100で外れる確率は99/100 (= (100 - 1)/100)
    • 100回試しても外れる確率は(99/100)100
  • ((n - 1)/n)nの逆数を考える
    • ((n - 1)/n)n
      = (n - 1)n/nn
    • 分子と分母を入替えて
      nn/(n - 1)n
      = (n/(n - 1))n
    • n - 1 = mとおく
      ((m + 1)/m)m + 1
      = (1 + 1/m)m + 1
      = (1 + 1/m)m×(1 + 1/m)1
      = (1 + 1/m)m×(1 + 1/m) … 式(1)
  • ((n - 1)/n)nの逆数(n/(n - 1))nのnをかぎりなく大きくするとeに収束する
    • nをかぎりなく大きくすればmもかぎりなく大きくなる(1の差は?そんなの関係ねぇ)
    • 式(1)の前項(1 + 1/m)mはeの定義よりeに収束する
    • 式(1)の後項(1 + 1/m)は1に収束する
    • 式(1)はe (= e×1)に収束する
  • 1/nの確率でn回やっても起こらない確率((n - 1)/n)neの逆数1/eに収束する
    • 1/e = 1/2.718… = 0.367…
    • 約36.7%

オイラーの等式

レジュメ: www.fumiononaka.com/Sample/mztm/oyatsu101126.html

作成者: 野中文雄
作成日: 2010年11月25日


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