論理的思考入門 / 新井紀子『生き抜くための数学入門』



ヘンなことばっかのこの世界で、しゃきっと立っていたい。だったら、数学だ。根本から問いなおす。クリアに整理する。ねばって方法を探し出す。真っ向からの数学体験は、人生というバトルフィールドを行く君の力に、きっとなるから。公式丸暗記でやりすごし、試験が終わればさようなら…なんて、もったいない。

そもそも、それってなーに?
  • 「最近の小学校では円周率を"約3"なんて教えている、嘆かわしい。」などと主張する人がいるが、そのうちの大半が「円周率とはなにか(=定義)」「なぜ円周率が3から始まるのか」という問いに答えることが出来なかった。
  • 円周率とは、円周と直径の比の値のこと。そして、直径1の円に内接する正六角形の回りの長さが3、外接する正四角形の長さが4だから。
  • 定義を定めて論理的な主張をすることは、別々の利害を持った集団が纏まるうえで必須。
  • 本書の目標は、数学を通じて「とは力」と「なぜ力」(=論理的思考)をつけること。
かけ算を宇宙人に教えよう

●ところで、かけ算って、何?

  • [a×b]という形をしていて、意味は[aをb回たすこと]
  • じゃあ、[5×3.4]は[5を3.4回たすこと]なんですか?

●かけ算は拡張されていた

  • 小数の登場以降、[5×3.4]は[5の3.4個分は幾つですか]に拡張されていた。
  • 「回」は自然数にしか使えないが、「個」は小数にも使える。

●負の数が表すもの

  • 長さ-回数-面積…にはマイナスはない。
  • 湿度-標高-時間…にはマイナスがある。
  • 負は小さい数ではなく、0を基準とした正の数の反対方向の数である。

●「らしさ」を大事に

  • かけ算の「らしさ=性質」は、拡張されても変わらない。
  • 0を掛けたら0になる、1を掛けても変わらない、どこから計算しても変わらない…など
数学的な構えをチェック

●「借金」×「借金」は

  • 「借金」×「借金」はあり得ない、正しくは「借金」+「借金」
  • 教科書のような、定義・計算・解釈が整った問題は稀。

●式と意味をつなぐもの

  • 300×(-4)にあてはあまるような問題は非常に作りにくい。
  • 負の数同士の割り算ともなると、相当不自然な状況になる。

●数学的な構え

  • そんな数学を習う理由は、論理的な思考を身に付けるため。

●現実離れしているからこそ

  • 点や線の定義などは、現実離れしている。
  • しかし、権利・社会・リスク…もまた抽象的な概念。

●頭の中を整理して

  • 遠くの安いスーパーへわざわざ買い物に行くメリットは?
  • 「なぜ」に対して「それは…だから」と論理的に順序よく結論を導く習慣が必要。
俳句の可能性は無限大か?

●無限ってどんな数だ

  • 無量大数は最も大きい漢数詞の単位、数はそれ以上に"無限"に続いている。

●可能性を検証すると

  • 「日本語かな」は109種類、110*…*110=110^17 俳句の上限は約500溝以下。

●有限だってなかなかだ

  • 地球の表面積は約5億995万平方km/水素原子の体積=地球上に存在しうる生物の上限
億万長者になる方法

●可能性と確率

  • 可能性はあるのに確率は0。1/無限は0

●無限に買い続けると

  • 30億円投資して2億円回収できる確率64%

●買い占めならどうだ

  • 当たる総額/買い占めた時に使い金額=期待値
国語と数学のふかい関係

●教科書に出ない割り算

  • 教科書には計算できて意味のある例題ばかりが乗っている。

●かんたんな割り算は

  • 2や5ばかりを掛けてできた数で割るときは簡単。

●ツッコミを入れよう

  • 文章題が苦手な生徒の多くは国語が苦手。
  • 一人ツッコミをすることで客観性が生まれる。

●割り切れるか繰り返すか

数直線は変な線

●ひもではなかった

  • 抽象概念

●0.999……=1だって?

  • 数直線を二つに分けると、a以上の数とa未満の数になる。
  • 0.999……と1の間に数はない、よって数直線の性質と異なる。

●なんども騙されよう

  • 日常的な感覚からすると奇妙、けれど論理的な結論。

●数直線上の数の性質

  • 数直線上のどの点も数である。

●言葉だけ覚えても

四角形って何だっけ

●四角形を探せ

  • 4本の直線によって囲まれた図形

トポロジーという分野

  • 図形の違いに注目して分類したり、その性質を研究する分野。
  • 4本の直線によって囲まれており、内部のどの2点を結んだ線分もその内部に含まれているような図形。

●中学からの数学は

  • 小中高の数学に凹のある四角形は出てこない。
ゲームを定義する

●究極の分からず屋に説明する

  • 分からず屋=コンピューター 説明=プログラム

●銭湯の入り方

  • 模範解答 P150-
  • 一連の作業をするときの手順を明確にしたもの=アルゴリズム
かけ算の筆算ははぜ正しい?

●見積りをクセにしよう

  • 46*2.35 46*2=92より少し大きいから100前後

●仕組みを解明する

  • かけ算の筆算を解明する
  • 暗記するだけでなく、仕組みを解明して納得する
累乗のこわさとおもしろさ

●先祖の数を計算すると

  • 27世代前の先祖の数は、2^27=1億3421万7728人?(親戚同士で結婚しているはず)

●ダニはやっぱりどどっと増える

  • aが1より大きければ必ずこの形のグラフになる。

kkk

あんなグラフ、こんなグラフ、どんなグラフ?

●グラフを言葉で表してみる

  • グラフを見て問題をつくる。

●グラフの形を予測する

  • 状況からグラフを予想する。

●「関係」を対で表したもの

  • グラフ=「関係」を対で表したもの
  • 放物線だけがグラフではない。
計算できない関数

●なぜ計算できるのか

  • 計算の方法が分かっているから。

●しらみつぶしは苦しいけれど

  • √7を計算する、2.1*2.1 2.2*2.2……2.7*2.7

●「めんどう」が微積分を生んだ

みんなだいっきらいな三角関数

●つまずきの石はいくつかある

●計算方法を習わない

  • 高校の範囲では計算方法を習わない。

●コンピューターは何してる?

●「テイラー展開」がもたらしたもの

  • 円周率が一つの式で計算できることが発見された。
数学があきらかにするもの

●数を並べられるか

  • 自然数を完全に理解することは不可能。
  • グループが超越数と同じだけある。

自然数のイメージ

  • 自然数のイメージを統一することが出来ない。
  • 2のn乗はいつも自然数になるとは限らない。
  • あまりにも早く大きくなりすぎて判定が出来ない、2の60乗秒は地球の歴史を超える。

●論理の限界 ―でどうする?

  • 数理論理学で現在の数学論理は初等も初等、人間の思考には限界がある。
  • で、やるの? やらないの? どっちなの?