How Math Works
分野

代数

18 個の概念

代数2x + 3

変数と式

『ある数を2倍して3を足す』を、文字 x を使って 2x+3 と短く書いたもの。

代数ax + b = 0 → x = −b/a

1次方程式

xがある1つの値のときだけ成り立つ等式。その値を見つけることが「方程式を解く」ことです。

代数a₁x + b₁y = c₁, a₂x + b₂y = c₂

連立一次方程式

2つの未知数を同時に満たす、ただ一組の (x, y) を見つけること。答えを1点に絞るには2本の方程式が必要です。

代数ax + b > 0

1次不等式

xがある値より大きい、または小さいという主張。答えは1つの数ではなく「範囲」になります。

代数y = ax + b

1次関数とそのグラフ

xを入れるとy=「aかけるx足すb」が出てくる規則。グラフに描くと必ず直線になります。

代数(a + b)² = a² + 2ab + b²

乗法公式

(a+b)² は a²+b² ではありません。真ん中に 2ab が入り込み、a²+2ab+b² になります。

代数x² + (a + b)x + ab = (x + a)(x + b)

因数分解

x²+5x+6のような式を、(x+2)(x+3)のような「2つの式の積」に変えることです。展開のちょうど逆の操作です。

代数ax² + bx + c = 0 → x = (−b ± √(b² − 4ac)) / (2a)

2次方程式

x²を含む方程式ax²+bx+c=0のこと。解は多くても2つで、a, b, cを解の公式に代入すれば必ず求まる。

代数y = a(x − p)² + q

2次関数

y = a(x−p)² + q。グラフは放物線で、頂点(p, q)がその『とがった先端』(最大値または最小値の点)。

代数y = aˣ ⇔ x = logₐ y

指数関数と対数関数

aˣはaを自分自身でx回かけ合わせたもの。logₐ yは逆に「aを何回かけるとyに届くか」を尋ねます。指数と対数は互いを打ち消し合います。

代数aₙ = a₁ + (n−1)d, aₙ = a₁·rⁿ⁻¹

等差数列と等比数列

等差数列は前の項に一定の数dを毎回足し、等比数列は前の項に一定の数rを毎回かけます。

代数Σₖ₌₁ⁿ k = n(n+1)/2

シグマ記号と数列の和

Σは『下の値から上の値まで代入して、すべて足せ』という命令。Σₖ₌₁ⁿ kは1からnまでの和。

代数(AB)ᵢⱼ = Σₖ aᵢₖ bₖⱼ

行列

行列は数を行と列に並べたものです。2つの行列を掛けるには、「左の行」と「右の列」を対にして、掛けて足し合わせます。

代数(a + b)ⁿ = Σₖ₌₀ⁿ ₙCₖ aⁿ⁻ᵏ bᵏ

二項定理

(a+b)ⁿを展開すると、各項の係数はₙCₖ——n個の括弧のうちk個からbを選ぶ方法の数——になります。

代数T(v) = Av, T(u+v) = T(u)+T(v), T(cu) = c·T(u)

線形変換

線形変換は、平面(や空間)のすべての点を動かしながら、格子線をまっすぐで等間隔のままに保ち、原点を固定します。この整然とした動きは、たった1つの行列で完全に表せます。

代数Av = λv (v ≠ 0); det(A − λI) = 0

固有値と固有ベクトル

変換Aを施すと、ほとんどのベクトルは向きがずれてしまいます。しかし特定の特別なベクトルvは向きを保ったまま、倍率λでスケールされるだけです。このようなvを固有ベクトル、倍率λをその固有値と呼びます。

代数u, v ∈ V, a, b ∈ ℝ ⟹ a·u + b·v ∈ V

ベクトル空間

ベクトル空間とは、要素どうしを足しても実数倍しても外に出てしまわない集合のことです。この2つの演算がいくつかの自然なルールに従うだけでよいのです。

代数det([[a, b], [c, d]]) = ad − bc

行列式

2×2行列[[a,b],[c,d]]の行列式はad − bcです。この数は、行列がどんな図形の面積を何倍にするかを表します。

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