ブログ「サイバー少年」

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7月

その他で覚えた技術
・ユークリッド整域の性質について学んだ。

コメント
今回も前回の勉強疲れを引きずっていたり、風邪で寝込んだりで、決して多くを学んだわけではないですね。最後のほうは少し頑張りました。月末にちょうど書籍のユークリッド整域についての章を読み終えました。

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ユークリッド整域における元と高さの関係

先日に書いた記事「ユークリッド整域の素元分解可能性について自分なりに補足」で


つまりH(x) = 0のところにx = 0が、H(x) = 1のところに単元のxが、H(x) = 2のところに単元と素元のxが、H(x) > 2のところに単元、素元、いくつかの素元の積がすべて分布してる感じですね。


と記述しました。

「単元と素元~」みたいな言い方をANDと解釈するなら間違いですが、まあORと解釈するなら間違った主張ではないんですけどね。

ただ、たとえばH(x) = 2のところに単元または素元のxが分布しているという主張ですが、これは正しくはH(x) = 2となるxについて、それは単元または素元である、という主張にするべきでした。

前回の言い方だとH(x) = 2となるxが必ず存在するかのような主張となっています。


そして、その他の点でも非常にナンセンスな表現であるということに気が付きました。
後述しますが、まず単元はそんな色んなところに分布してなくて、すべて同じ高さのところにあります。

あと、前述のようにORで解釈するなら間違いではないのですが、この主張を読んだときにイメージするのはH(x) = 2のところに素元となるxがあって、H(x) > 2以降において素元の積のxも含まれてくるという感じだと思います。

そのイメージは間違いですが、主張自体は間違いではないので、たしかに読み手が悪いと言えばそうですが、私の書き方にも問題があると思いました。


それは、1という数、2という数を定数として決定してしまっているところです。
実際は定数は決定せずに、色々な元に対する高さの大小関係だけをイメージしてもらえるような書き方にするほうが自然でした。

事の発端はYahoo!知恵袋で、整数に関数Hを導入したときに、H(x) = |x|ではなくH(x) = 2×|x|とすることも可能である、という指摘を受けたことでした。

このときH(x) = 2のところに単元があって、H(x) >= 4以降に素元などがあり、あとH(x)が奇数であることはありえません。

こんなように、定数はまったく変わってくるわけですが、大小関係は変わりません。
そこで今回は、元による高さの大小関係に着目して判明することを書いていきたいと思います。

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tag: 数学 群環体 ユークリッド 考察 勉強 関係 素数 証明 写像 帰納法

ユークリッド整域の定義を見直す

またユークリッド整域の話かよ!!!!
もうすでにイデアルの勉強に移っているんですが、ちょっと前にユークリッド整域で判明した事実があったので、今回は軽くですが記しておきます。

記事「ユークリッド整域の素元分解可能性について自分なりに補足」で、x = 0ならH(x) = 0およびH(x) = 0ならx = 0は定義せずとも定理として成り立つだろうかと疑問を書いていました。

結論からいうと定義しなければ定理としては成り立ちません。
ただ、そもそもユークリッド整域において、これが成り立つ必要はありません。

必要なのは「H(a)がすべてのxにおけるH(x)の最小値ならa = 0」です。
これがあればユークリッドの互除法が使える整域になるわけです。

なぜなら、ユークリッド関数のその他の定義により、元a,b(b != 0)について
a = b×q + rかつH(r) < H(b)となる元q,rが存在しますが、これを互除法で繰り返していくと、どんどんH(r)が小さくなっていって、最小値になったときにr = 0となって、もうbをrで割れないということになります。

H(r)が最小値になったときにr = 0でなければ、さらに割れることになってしまうので、それは困るからr = 0を要請しているということです。

しかし、「それは困る」という事態を詳しく見てみると、
もしH(r)が最小値なのにも関わらずr = 0でないとしたら、さらにbをrで割ることができて、新しい余りをr'とするとH(r') < H(r)でありH(r)が最小であることに反するから、r = 0であるしかありえなくて、実はこの定義すら必要なかったわけです。


また、「H(a)がすべてのxにおけるH(x)の最小値ならa = 0」が成り立つなら逆も成り立ちます。
その説明をするには写像の仕組みを論理的に説明できるスキルが必要ですが私には残念ながら能がないので、イメージになってしまいますが、
すべてのxにおいて最小となるH(a)は必ず存在するので、そのときa = 0なわけですから、aとH(a)が対応している、写像なのでaが他のところにも対応していることはない、つまりH(a)はすべてのxにおけるH(x)の最小値です。

そしてa = 0ですからH(0)はすべてのxにおけるH(x)の最小値です。

これがもし「H(a) = 0ならa = 0」とかだと、逆は一般に成り立ちません。
H(x) = 0となるxが存在しているとは限らないので、0とaの対応が保証できないからです。
すべてのxにおけるH(x)の最小値は必ず、なんらかのxと対応しているので保証できます。
論理的に説明するにはどうしたらいいんだろうか…。


ちなみに、

ユークリッド環 - Wikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A6%E3%83%BC%E3%82%AF%E3%83%AA%E3%83%83%E3%83%89%E7%92%B0

を見てみると、整域に元a,b(b != 0)についてa = b×q + rかつG(r) < G(b)を満たす写像Gが導入できるならば、
さらにそれと加えてH(a×b) >= H(a)を満たす写像Hを導入できることがいえるそうです。

H(a×b) = H(a)ならbは単元というのはどこにいったのか分かりませんが、まあ多分、これも定義せずともいえるんでしょう。(適当)

つまり、元a,b(b != 0)についてa = b×q + rかつH(r) < H(b)を満たす写像Hが導入できる整域であれば“ユークリッド整域”と呼んでいいわけですね。


論理というのは不思議ですね。
一を聞いて十を知るという言葉がまさにふさわしい。
ひとつ公理として定めたらめちゃめちゃ色々な定理が湧き出てきます。

恐らく、これでユークリッド整域についての記事は最後になります。
冒頭でも述べたとおり、イデアルの勉強をやっているので、引き続き頑張ります。

tag: 勉強 数学 群環体 ユークリッド 公理 写像 関数

数学やってる奴やはり計算速い説

夏休み、なかなか更新がなくて、久々に更新されたと思ったらクソ記事ばかりで申し訳ない。。。

大学で数学科に行っている人とか、なんらかの形で数学と関わっている人は、門外の人からコンピュータのように“数値計算の速い人間”というイメージを持たれてしまいがちですが、
実際は大学以降の数学なんて計算じゃなくて論理を扱う学問なので、計算速くねえんだよコノヤロッと我々は全世界に向けて言いたい、というのが定説です。


しかし、ふと思ったのですが、やはり大学以降の数学に関しても数学やってる奴は計算速いという説を提唱したいと思います。

二つの根拠があります。


ひとつは、計算速いというのは、ここでは数値計算、つまり自然数、整数、有理数(場合によっては実数全体)に対する四則計算や累乗する、累乗根をとるなどの計算において高速に答えを出せるという意味にしますが、

数学でここらへんの代数系の性質を学んだ人は、結合法則、分配法則、指数法則などなど、色々な計算を簡略化する法則を知っているので、それを活用して素早く答えを出せるだろうというものです。

まあ主に高校までに学ぶ法則だと思うので、大学以降の数学をメインフィールドとしている人も法則を活用できるかというと疑問ではあるのですが、数学やってる奴という大きな括りにおいて法則を知っている傾向にあるということだと思います。


もうひとつは、大学以降の数学に通じる話で、数値計算も論理的な推論も頭の使い方が似ているから、論理的な推論に慣れている人間は数値計算も得意であるというものです。

経験的に思ったのですが、推論が得意な人って、わりと論理というものを単純計算の対象にしていると思います。

私にしてみたら論理というのは複雑なので難しいのですが、恐らく出来る人間にとっては推論も単純というか機械的にこなしているという、イメージであります。
まあ私も少しずつですが、そのようなスキルが身に付き始めているので、このまま一人前の数学徒に仲間入りできればなと思っているのですが…。

ようするに、数値計算も論理も同じ“計算”ですので、そういうのが得意な人間はどちらもパパパッとやってしまう、ということです。

あと、先ほどの数値の法則の話に関係しますが、推論が得意な人は勘が鋭いというのも私は経験的に感じていますので、「ここはこの法則で変形できるな」というのも瞬時に気づいてしまうのではないかと思います。


というわけで、以上の二つの事柄から、数学やってる奴は計算速いという説を示しました。
イメージですとか、こう思いますとか、感情論以外のなにものでもないですが…。

ただまあ、あくまでも仮説ですので、あとは証拠集めをして真偽を確かめるということになりますね。


いやはや、またもやクソ記事を生み出してしまうとは。

tag: 数学 考察 クソ記事 計算 法則 論理

8月

その他で覚えた技術
・ユークリッド整域について元と高さの関係性を考えた。
・環論のイデアルの定義と性質の一部(本曰く演算の“両立性”)を学んだ。
・群論の剰余類、商群あたりを調べ直した。
・置換群の性質について考え直しかけた。
・数理論理学の自然演繹について新たなことを調べた。

コメント
今回は項目は多いですが、どれも非常に小さなもので実はあんまり勉強していません。姉妹ブログに書きましたが最近どうも頭のキレが悪く、せっかくの夏休みでしたが勉強するモチベーションが上がりませんでした。読んでいる群・環・体の本で言うところのイデアルによる同値類の要素の演算の“両立性”を再考するにあたって、少し群論の章を読み直したのと、あと置換群の性質も考え直そうとしたら今月が終わるといったところです。

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