今回は3,4章を読んでのまとめ感想など。
今回は簡単な関数fに関しての「反復」とその「軌跡」についてでした。
「反復」というのは、fを何度も作用させることを意味していて、
例えば、fとして、2倍するという意味の「f(x)=2x」を考えれば、
fをn回作用させるのは2のn乗倍するという意味になります。
もちろん、2乗して1足すという意味の「f(x)=x^2+1」とかでも「反復」を考えることが出来ます。
こうして「反復」していくと、最初に適当に入れた値xと考えた関数fによって、n回「反復」させた後にどんな値を取るかが変わります。
「f(x)=2x」では、x=0以外ではどんどん原点から遠ざかっていきます。逆にx=0では何回fを作用させても0です。こういう点を固定点と言います。
また、「f(x)=x^2」では適当に場合分けすれば大体の挙動は予想つきます。
x=0,1は固定点で、x=-1はちょっと特殊(これは実質固定点というそうです)。あとはいい案配で。

最初の値xと考えた関数fに対して、x,f(x),ff(x),fff(x),,,という列をxの「軌道」といいます。この「軌道」はfがグラフで書けるような関数なら図を書いて分かります。
1)まずは、関数fを決めて、y=f(x)というグラフを書く。
2)つぎに、y=xというグラフを重ねて書く。
3)あとは最初の値aを決めてスタート。その点をy=x上(a,a)で取って、鉛筆を置いて、そのままy軸方向(縦)になぞってy=f(x)とぶつかった点がf(a)。
4)次は今鉛筆がある(a,f(a))からx軸方向(横)になぞってy=xとぶつかったら今度は3)と同様にy軸方向になぞって、ぶつかったらff(a)。

この縦横縦横となぞるのを繰りかえすと、「軌道」が分かります。交点がある場合は、それが固定点です。

うーむ。なるほどね。
y=xに反射させているわけですよね。行っている操作は機械的なのであまり考えなくてもできますが、y=f(a)として与えられたyを次はfに作用させたい、つまりxに置き換えたいので、y=xを経由しているわけです。
さて、モダンのデッキでも作るか。
1冊の本を2週間程度で読んでいこうと思い、それの思ったことをまとめようかと。

最初は『カオス力学系の基礎』(ロバート・L・デバニー著;アジソンウェスレイ)を選択。
まえがきによると、「非線形動力学とカオスの入門的教科書」とのこと。全18章+付録なので、目安は一日2章程度の10日。まあ、のんびりと。

今回は1,2章を読んでのまとめ感想など。
「カオス」という言葉は最近のアニメ・漫画でも出てくるから聞いたことはあったし、大体言わんとすることは知っていたが、もとをたどると、アイザック・ニュートンが太陽系の惑星の運動を記述しようとした微分方程式の解(n体問題)までさかのぼるらしい。nが小さい数だと解けるけど、大きくなると複雑になってきて、、、みたい。
これを解こうとした数学者アンリ・ポアンカレによって「カオス」の存在が明らかになった様。なるほどね。
この後、ポアンカレの論文の手法「トポロジー」が着目され数学としても大きな発展の足場となったそうです。

いやあ、数学史って結構面白いですよね。名を残す数学者はここにも名前が出てくるのか、と毎回思います。今は論文という形で発表できますが、アルキメデスの時代とかって、アルキメデス(とその弟子)ばかりフィーチャーされているのはちょっと不思議ですね。本当に偉大な数学者なのか、新聞記者みたいなのが友達に多かったのか。。。もちろん偉大な数学者のはずです、、、よね?

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