大学数学のスタート

大学初年度で習う数学を一本の流れで解説していきます。日々追加していきますので、少々お待ちください。

線型代数学①

線型代数学の初歩

  1. 線型代数学を初めて学ぶ
  2. 行列を初めて学ぶ
  3. 重要な具体例(回転行列・折り返し行列)

行列

  1. 行列の基礎
  2. 行列の基礎_行列の積の意味
  3. 行列の基本変形・rank(ランク)
  4. 階数標準形の一意性・ブロック行列
  5. 逆行列の求め方(掃き出し法)
  6. 一次方程式①(掃き出し法)
  7. 一次方程式②(解の存在と解の構造)

行列式

  1. 行列式の意味(体積、体積拡大率、面積、面積拡大率)と計算(サラスの公式、余因子展開)
    • 演習
  2. スカラー積(内積)とベクトル積(外積)
    • 演習
  3. 余因子行列と逆行列(クラメルの公式)
    • 演習

微積分学①

実数列と連続関数

  1. εーN論法と数列、級数の収束
  2. εーδ論法と連続関数、一様収束
  3. べき級数(連続性、一様収束性)

実関数の微分

  1. 微分の定義と具体例(べき級数、収束半径)
  2. ロルの定理→平均値の定理→コーシーの平均値の定理→テーラー展開
  3. テーラー展開とテーラー近似
  4. \(\sin x, \cos x, e^x \)の数学的な定義
  5. 派生した関数など

実関数の積分

  1. リーマン積分の大枠
  2. 多項式、三角関数、有理式、三角関数の有理式
  3. 無理式

線型代数学②

\(\mathbb K\) 上の線型空間

\(\mathbb K\) が一般の体の時

  1. 線型空間の基礎
    • 演習
  2. 固有値・固有ベクトル
    • 演習

\(\mathbb K\) が代数閉体の時

  1. 三角化
    • 演習
  2. 対角化の一般論
    • 演習
  3. ジョルダン標準形
    • 演習

\(\mathbb C\) 上の内積空間

  1. \(\mathbb C\) 上の内積空間の基礎
  2. エルミート行列・エルミート変換・ユニタリー行列・ユニタリー変換
  3. エルミート行列のユニタリー行列による対角化
    • 演習
  4. 正規行列と正規変換
  5. 正規行列のユニタリー行列による対角化
    • 演習
  6. 正規変換のスペクトル分解

\(\mathbb R\) 上の内積空間

  1. \(\mathbb R\) 上の内積空間の基礎
  2. 対称行列・対称変換・直交行列・直交変換
  3. 対称行列の直交行列による対角化
    • 演習
  4. 対称変換の正射影分解

微積分学②

多変数関数の微分

  1. 方向微分・偏微分・\(\mathrm{grad}\)(勾配)
  2. 多変数関数の微分の意味
  3. 極大極小
  4. ヘッセ行列
  5. 合成関数の偏微分(チェーンルール)
    注意:「多変数ベクトル値関数の微分」の「チェーンルール」を先に見てください

ベクトル値関数の微分

  • ベクトル値関数の微分の意味

多変数ベクトル値関数の微分

  1. 多変数ベクトル値関数の微分の意味
  2. 合成関数の微分とチェーンルール
  3. 座標変換とヤコビアン

多変数関数の積分

  1. スカラー場の線積分
  2. スカラー場の面積分
  3. スカラー場の体積積分

ベクトル値関数の積分

  • ベクトル場の線積分

多変数ベクトル値関数の積分

  1. ベクトル場の面積分
  2. \(\mathrm{rot}\)とストークスの定理
  3. \(\mathrm{div}\)とガウスの定理

微分方程式論のスタート

線型常微分方程式

  1. 一階線型常微分方程式(定数・変数係数)
  2. \(n\)階線型微分方程式(定数係数)
  3. \(n\)階線型微分方程式(変数係数)

線型でない常微分方程式

  1. 解の存在や一意性の感覚的な理解
  2. 変数分離形
  3. 同次系
  4. 全微分形

複素関数論のスタート

  1. 複素関数の具体例
  2. 複素微分と正則性
  3. 複素線積分
  4. コーシーの積分定理
  5. ローラン展開
  6. 留数定理
    • 計算練習

統計学のスタート

  1. 統計学の大枠
  2. 確率変数・確率密度・確率・期待値・分散(離散)
  3. 確率変数・確率密度・確率・期待値・分散(連続)
  4. 基本的な分布
    • ベルヌーイ分布
    • 二項分布
    • 正規分布
    • ポアソン分布
    • \(\chi^2 \)分布
  5. 相関係数
  6. 中心極限定理と正規分布の性質
  7. 推定
    • 信頼区間
    • 点推定
    • 区間推定
  8. 検定