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2022-12-02 26:16

s2-#03-二次方程式はどう美味しいのか雑談〜意外と二次でブレイクスルー!【二次方程式1/2】

22年11月23日にビリギャルとして有名な小林さやかさんがつぶやき「二次方程式って美味しいの?なんの意味があるの?」(←超ゆと的意訳)のアンサー回です(◍•ᴗ•◍) 今回は前半で、来週後半の二本立てです٩( ᐛ )و

▽小林さやかさんの二次方程式に関するツイート(リプライに、坪田先生の発言もあります)
https://twitter.com/sayaka03150915/status/1595292568224468992?s=20&t=kmrEEZ1q73ci_wC0Ywj8-A

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00:01
数学ナビゲーターしみと、理系出身文系就職のゆとです。
ゆるゆる数学エッセンス始まりました。
始まりました。よろしくお願いします。
お願いします。
今日なんですが、急遽、はい、カメラ回します。
YouTuberみたいな言い方してみました。
はい。
急遽、はい、回してるんですが、あの、ビリギャル知ってます?
はい。
ビリギャル。
映画は、アマプラかなんかで見ましたね。
本は読んでない。
はい、小林紗友香さんですね。
うん。
が、先週かな、あの、最近ツイッターでつぶやいてたんですけれども、
はい。
読み上げますね。
見ましたね、僕も。
すいません、どなたか二次法定式を使いこなせるとこんなに人生違うぞってのを何か教えてほしいです。
はい。
日常的に使える例でなくても、思考がこう変わるぞとかでも何でもいいです。
二次法定式を学ぶモチベーションを高めたいです。
っていうツイートがありまして。
はい。
結構バズってる感じで。
なんか学んでるんだね、二次法定式を。
なんか、なんで急に思ったのか分かんないですけど、
まあ二次法定式を学ぶ必要に迫られてるんですかね、小林さん。
うんうん。
あ、なるほど、だからまあよう分からんけど、
しみさまがズバッと回答してくださるという、そんな回でございますか?
そんな回なんですが、一応あのですね、
はい。
ビリギャルの先生、
うん、坪田先生。
坪田先生がこれにリプライしてまして、
はいはい。
この坪田先生のコメントに便乗するような感じでいろいろ話そうかなと思っていて、
先に坪田先生のリプライを音読しますと。
じゃあ音読をお願いします。
数学的な意味も話せるけどさ、
シンプルに言えば、英語話せなくても人生苦労しないけど話せるようになると、
英語で話す人と仲良くなれると同じように、
二次法定式が分からなくても人生苦労しないけど分かる人と会話できるということじゃない。
あと、ラテン語もいらないけど使えたらかっこいい。
かっこいいですね。
で、ラテン語は西洋の古典を知るためには必要で、
二次法定式は科学の素養を身につけるために最低限必要。
二つの変数の式の単純なものが分からなければもっと複雑な変数は分からない。
即読したければ正読しろみたいな話。
というリプライがされておりまして、
はいはい。あれ、科学の素養の入り口なんて言ってたっけ?
二次法定式は科学の素養を身につけるために最低限必要。
科学の素養を身につけるために最低限必要。
なるほどね。
あと、二つの変数の式の単純なものが分からないともっと複雑なものは分からない。
03:03
なので、たぶんこの二次法定式がいろんな科学の素養とか、化学、化学じゃなくてサイエンスですね。
サイエンスとかに、基本になってるよっていうこととか、この二次法定式が分かると、
分かりやすいので言うと三次法定式とか、二次の先が三次、四次とかってあるように、
Xの三乗とかね。
そうですそうです。Xの二乗の法定式が二次法定式。
二次法定式。
はい。なのでXの三乗とか四乗とか、サインXの二乗とか、ログの二乗とか、
ちょっといろいろ言ってみましたけど、もっと複雑なものを知るときに土台になってるよみたいな、
だけど知らなくても苦労しないよみたいなことを坪田先生言ってまして。
そういうことね。そこまでも言ってくれてるんだ。
そうそうそうそう。
なるほど。
なので、これをですね、ちょっとゆるゆるな感じで、あんまり深く一個一個を解説するわけじゃないけれども、
この二次法定式とかが基本になってる世の中のあれこれみたいなもので雑談というか、
配信できるといいなと思って。
なるほどね。
最後ちょっと真面目なことも言おうかなと思って。
そうなんだ。
このやり取りへの教育的に思ったことを最後にとは。
教育ガチ勢的に。
教育ガチ勢コメントを最後に用意してますが、
メインの内容は、確かに二次法定式してるとこんなことわかるんやでみたいなのをいろいろ話していこうかなと思ってます。
なるほどね。
俺もねしみさまの中に組み込みながらかわかんないけど、物理目線の話はパッと割と話せる気がするから、
挟むのか後半言うかちょっと流れに身を任せます。
じゃああえて物理じゃないところの理科系のところから最初行きましょうか。
OK。
例えばなんですけど、科学、chemistry。
はい。
chemistry。
例えば、chemistry。ん?サイエンスじゃなくてね。
はい。サイエンス、物理とかもありますが、理科の中で化学から例とかをいってみると、炭酸水とかを封を開けるとですね、炭酸ってどんどん、コーラでもいい、コーラとかのほうがわかりやすい。炭酸抜けてくじゃないですか。
ファンタとかコーラね。抜ける速度二次なの?
抜ける速度というよりかは、まず液体の中に二酸化炭素が溶けてて炭酸になってるんですけど、
うん、炭酸水。
開けると二酸化炭素が上に上に上がって空気のほうに出ていきますと、だから炭酸抜けちゃいますよっていうことがあるじゃないですか。
06:08
でも一方で空気中にも二酸化炭素っているじゃないですか。
あるね。
そいつが水の中に自然に入っていくっていう化学反応もしてるんですよね。
なるほど、その割合が中から外のほうが全然多いだけ。
そうそうそうそう。だから実際に見てると抜けてくけど、当然反対も起こるわけですよ。空気にあるやつが入ろうとする反応も。
ないことはないでしょう。水と二酸化炭素が接していて入ろうっていう動きもあったとしたら。
っていう時に、お互い見ると抜ける方が早いみたいな話とかを化学並行って言うんですね。
つまり2つの反応があってどっちの方がより起こるかみたいなバランス感覚があるわけですよ。
中から外が8で、外から中が2でみたいな感じで、合計外に6みたいなノリで。
そうそうそうそう。で、これの計算とかをしようとすると二次方程式を解くことがしばしば出てくる。
なるほど。やべ、今俺の例え8-2は6みたいにめっちゃ簡易化しちゃった。
これがこういうのが本当は二次なんだ。
そうそうそうそう。もうちょっと複雑ですよっていう。
今の炭酸の例えが本当に複雑な式になるかは置いといて、
分かりやすく例え話をすると今みたいな炭酸抜けるのと空気にあるやつが逆に炭酸になってくっていう反応の違いで例えましたが。
例えというか普通に面白いね。外から中もあるんだ。
炭酸抜けるイメージしかなかったけど。
え、これないのかな。
科学並行的には実質中から外だけに見えてるけどっていう話だと思う。
そうそうそう。完全な負荷逆反。
一方向の矢印じゃないってことだよね。
一方向にしか絶対行かない反応。戻せないやつと戻るやつがありますと。
戻るやつとかどっちも行くやつがありますっていう時に今の炭酸とかは多分どっちもあると思うんだよね。
だから炭酸あると思うのでそういうのは実は戻る動きもあります。
あとはちょっとこの辺から物理に寄っていく。
2つ目ですが、地球の回転とか宇宙の天体の動きとか。
回転系。
09:01
要は回転しながら回転してるのかな。時転と光転。
地球とか自体もくるくる回ってて、それが太陽の周りをぐるぐる回っている。
あれが何年経つとどこにいるかとかそれぞれの天体が。
月食が。
あ、こないだあったね。
あったよね。
あれが。
綺麗だった。いい感じだった。
いい感じのあれが何年に1回?200年に1回?
出せちゃった。
ああいうのを出そうとするとですね、それぞれの動きが回ってたりするやつとかを解こうとすると自然に虹の式とかが出てきますよとか。
なので要は二乗定式を学んでると、なんで月食が200年に1回くるんだろうってわかるからちょっと知った気分になれる。
さっきの炭酸の話とかもちょっと知った気分になれるわけですよ。知ってた方が。
でも知らなくても苦労はしないというか困りはしない。
でも知ってると面白いっていうのが、
ケミストリ、科学の世界にもあるし、今の天体みたいな地学の世界にもあるし、
物理とかはもうめっちゃめっちゃあるよねっていう感じで。
めっちゃあるよね。
ね、物理屋さんのゆとさん、物理だとどんなのに出てきますか。
わかんない。何がわかりやすいのかっていう一般感覚が抜けてますね。
一般感覚ですと、あれじゃない?野球とかでボール打った時の。
放物線ってやつですね。
放物線、バスケのシュートとか。
確かにボールの軌道だ。
あれとかは、実際には空気抵抗があったりとか色々複雑になると思われますが、
そういうのを割と無視して考えるとシンプルな二次関数になるよとか、
だからどこに落ちるかとか何秒後に落ちるかみたいな話だし、
それは放物線だけじゃなくても、ニュートンの木から落ちる時に何秒後に落ちますよとか。
放物線のシンプル版だよね。上に投げないというか前に投げない。落とすだけのやつね。
斜めじゃなくて真っ直ぐ落ちるやつ。
車とかの加速した時の動き方とか。
もっとシンプルに言うと多分同じ速さで、
ボールを坂から転がした時の距離と時間が分かりやすい車っていうより、
12:01
車はアクセルとエンジン両方あるな。アクセルとエンジンでしょ。
アクセルとブレーキがあるなとか思うと。
そういうのも二次関数、二次方程式が分かると、
未来予知っていうと、どういう動きをするかとかが分かるので、
わりと物理も最初の方の基本の木というか、物が動くっていう基本に二次方程式って結構出てきますよね。
そこで言うとしみさまめっちゃいいこと言って、
これは無視するとシンプルな二次の方程式になるみたいなこと言ったじゃん。
それめっちゃキモでさ、
大学まで行っても結構な法則が二次ぐらいまでで、
それ以上は無視するみたいな、3時、4時、5時とか。
出てくるんだけど無視するってめっちゃ多いんだよね。
だからイメージすると、例えば0.1とかだったらさ、
2乗だったら0.01で、3乗だったら0.001みたいな、
めっちゃすごい速度でちっちゃくなるじゃん。
そんな感じで、大学まで行っても結局かなりの方式、公式が、
法則がまじで二次ぐらいで済んじゃったり、
3時以上は無視するとか、そもそも大事な式部分、大事な変数、加速度とかさ、
その辺が結構二次系、二乗系のものがもろくそ多いんだよね。
結構だから3時以上のものって世の中においても、
結構誤算になりやすいというか、ちっちゃいってこと?
そうそう。
そういうことじゃないの?
そういうことそういうこと。
でもそういうことだよね。
でもちっちゃいから、無視しても大きな動き方っていうのは、
二次でだいたい決まっててってことですね。
そう。だからね、二次までやるだけでまじで、
坪田先生の言ってたようなこと?
うんうんうん。
科学の素養の、なんだっけ?
科学の素養を身に付けるために最低限必要。
うんうんうん。
最低限必要って言うけど、まじでそこまでやれるだけで、
かなり世界変わるっていう感覚だね。物理からすると。
なるほどね。
特に力学はそんなイメージだけど、
力学とか電磁気学とかも。
電磁気もそうか。回路の方程式とか特に、
二次になることってある?
回路というより物理でやる方はね、電磁とか。
そっちか。その動きの方か。電磁気学の。
そっかそっかそっかそっか。
結構なので、物の動き方の世界でも出てきますし、
化学、サイ、ケミストリー、物質、その世の中のある空気とか、
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金とか銀とか、今極端なのですけど酸素とか、
そういう物質の世界にも二次方程式って結構基本のところというか、
高校ぐらいでやるところにも出てきますし、
多分生物も。
生物のたち。
人口の増え方、ロジスティック方程式って確か言うんですけど、
なんか統計っぽいね。
統計的な人口の増え方とか個体の増え方みたいなとかを解くときとかに、
二次方程式が出る場合があるっていう感じなんだろうけど、出てきたりもする。
統計っぽいとかで言うと、
統計的なやつで言うと、
統計的なやつ。
正規分布。世の中にある確率とかでもそうなんですけど、
前回も出ましたね。
前回も。
例えば何で言うとわかりやすいかな、正規分布する具体で。
まさに偏差値とかがパッと出ちゃいますけど。
偏差値とかそうですね。点数と偏差値の関係とかグラフにすると山があって、
だんだんへこんでいってなだらかになっていくというか。
それはでもちょっと難しい二次の使い方だよね。
そのX字状っていう感じじゃなくて。
そうだね。
式的には若干。
式的にはちょっと難しいけど、それを使っていくときに道具としてつけてくるよね。
多分今の生物のほうが近い感じだと思う。
そういう分布する気がする。
その個体の増え方とか。
シンプルに二乗で永遠に増えたら結構怖いから。
ぐにゃってなる。
あれになっちゃう。
栗まんじゅうのドラえもんのバイバイみたいになっちゃうね。
バイバイみたいになっちゃうんで。
そうはならないのが自然界だとしても一部出てくるでしょうとか。
あとは株価の動き方とか。
株価の動き方は。
経済でいろいろ出ると思う。そういう二次。
そうみたいだね。俺も全然ノータッチだけど。
なんとなくグラフがカーブしてたらもう二次なんかなとか思うよね。
直線じゃないとね。雑に言うと。
雑な感覚だけど。
直線じゃなくて曲線のやつを二次方程式とか二次関数二次方程式を学んでおくと結構近い感じである程度わかるようになるよね。
直感的にはカーブができるようになるみたいな感覚ちょっと近いかもね。
確かにストレートしかできなかったのがカーブを覚える。
18:00
世の中のことって変化球の方が多いよねみたいな話で言うと。
そんなまっすぐいかねえよみたいなね。
そんなまっすぐいかねえよの感覚的にもそうだよねって言えるようになるために学んどくと結構つながってるよっていう今だんだん理科の話から今社会というか経済の話とかも。
反則費をいくら入れたら利益がいくら出るかとかをちゃんと分析しようとすると回帰分析とかっていう広告とかですね。いくらかけたらいくら返ってくるってサラリーマンの人からと。
どんぐらいのリターンがあるのみたいな話。
費用対効果みたいな話か。
費用対効果みたいな話。
いろんな時期にいろんなことをやったそのデータとかを集計するときに最小二乗法というのは。
懐かしいな。
覚えてる。
最小二乗法。
はい。それ使うと。
一番ちっちゃい二乗の方程式っていうか法ね。
字はそう字はそう。
そんな風にこう社会、世の中のいろんな事柄に使われていくよっていうのもそうですし。
ちょっと意外系でいくと。
例えば意外系でもないか。
意外もあんの?
クレジットカードとかの暗号。
予診?違った。暗号。
暗号理論っていうその要は。
予診調査に二次化と二次法程式あるのかと思った。
予診調査はもっと一次なんじゃない?丸か松かなんじゃない?条件が。
でもどうだろう分かんない分かんない。予診調査もさちょっと一瞬それちゃうけど。
その評価の悪くなるのさ多分比例的じゃないんじゃない?一回遅れて支払いが遅れたらブラックリスとかじゃん。
あれもさ二次とは分かんないよ。けどさ一回で何ポイントゲイン、二回で何ポイントゲインとかさ。
3回4回目ぐらいからグッと下がりそうじゃない?
ちょっとね次に言おうとしてたネタをすげえ先回られちゃった。
一旦クレジットカードは情報を盗まれない。パスワードとかああいう暗号的なところ。
暗号的なやつにその二次の概念が出てくるとか知らないと理解できないが近いのかな。
単純な二次方程式で解けるものでもない。
もっと複雑そうだけど。
もっと複雑だけど土台になるよっていうのと。
これは今のエトさんの言ったのすげえ大事。
一回では、だから一回二回三回に回数増えるごとにマイナス度合いが高まるんじゃないかみたいな。
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そういうことだよね。
予診調査のやつね。妄想だけど。
予診調査のやつ。逆の話なんです。
逆の話しますが。
プラス信用みたいな。
レベルアップに必要な経験値ってゲームでどうやって決まってるかっていうとですね。
確かに。
1から2に上がるときは結構簡単に上がります。
でも99から100に上がるにはめっちゃ頑張らなきゃなりませんと。
ゲームしたことある人。
ポケモンでも何でも考えれば思い出せば。
ドラクエもポケモンでも何でもそうだと思うんですけど。
あれってどうやって設定されてるかっていうと結構使われてるらしいですよ。
これもねもっと難しいのも使ってそうだけど。
もっと難しいのも使ってる。
要は1ポイントでレベル2、次は2ポイントでレベル3、3ポイントでレベル4みたいにずっとなっていくわけじゃなくて。
そうなっていくとだんだん敵も強くなっていったりとかもらえる経験値も増えていくんで。
簡単にレベル上がるようになっちゃうんですよね。
要は言ってることわかりますかね。
レベル40から1個敵倒したらレベル47になるみたいな。
そうそうそうそう。
それちょっとまずいので調整しなきゃいけないとかって。
ちょっとずつ上がるようにね。
やっていくとそこの得られる経験値と上がるまでのギャップとかを調整していくときに割とそういう二次の考え方って使いますよとか。
深ぼらないけどそれなんかログとかめっちゃ使ってそう。
出てくるとお星、もっと深ぼれないけどポケモンの個体値、努力値みたいな。
ああいうのとかもっと複雑そうだよね。
確かに。
個体値とかどうやって決まってんだろう。
もともとのね、要はランダムで出たやつがどういう計算式で個体値って特定されてんだろうとか。
やり始めると多分結構難しそうなのが出てくるなとか。
この辺はなんか面白系。
ゲームで言うとこれもね二次方程式からそれますけど。
序盤はね、いかに成功体験を積んで楽しむレベルアップっていうのを積んでもらうっていうのが大事だったりするから。
そういう意味でもね序盤はレベルが上がりやすかったり倒しやすかったり。
ずっとレベル上がり続けるとちょっとやりがいがなくなってくるという。
で、だんだん難易度を上げていくっていう。
それを実現するための1個の式でね、二次方程式だとか二次だかネログだかわかんないけど。
組み合わせてね、調整していくっていう。
要はストレートじゃできない。
変化球が求められるというのと。
ゲーム作ってみたかったなあ。
24:00
そう、結構だから多分ゲーム作りたいって思ってプログラミングとかを始める人とか。
例えばこれは親世代の人に言ってる方が近いようなことを言うんですけど。
そういう時にすごい多分なんだかんだで結構必要になってくるんですよ。
要は学校の勉強なんてしなくて俺はゲームを作るんだってゲーム作りに行くと。
意外といろんなことが必要になってくるっていうのが。
多分これは数学だけに限らずだと思っていて。
ゲームを売るためにはどうしたらいいかとか言うとそういうことでも必要になってくるしとか。
まあなんかいろんなことが多分必要なんですが。
なんか結構ね何かを極めようとすると多分出てきやすいんだと思うんだよね。
出てきやすいってのは?
2次方程式みたいな。
2次方程式ぐらいのものが。
確かにね。
まあそれでさ何か好きな方向の入り口ゲームなりからやるきっかけになったらね。
それはそれでいいんだけどそこでね挫折のきっかけになっちゃったらちょっと悲しいよね。
それは悲しいね。だから難しいところだけど。
これちょっとね最後の話にちょっと空いた。
今みたいな教育的な悩ましさ。
数学的なのじゃなくてもう一個工学系って言うといいのかな。
工学系。工学部の光じゃなくてあれだよね。エンジニアリングか。
今回はここまで続きは次回お楽しみください。
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ちょっとでも興味ある方は覗いてみてください。
先行公開や限定公開、NGシーン的なものを公開したりしております。
ではではまた次回お会いしましょう。
26:16

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