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マクローリン級数とは?【基礎から具体例まで徹底解説】

数学で「マクローリン級数」という言葉を聞いたことはありますか?高校数学や大学の微分積分学で登場するこの概念は、複雑な関数を扱いやすい形に変換できる強力な道具です。難しそうに感じるかもしれませんが、基本的な考え方はシンプルなんです。この記事で...
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連鎖律(チェインルール)完全ガイド|合成関数の微分をマスターしよう

「y = sin(x²)を微分してください」と言われたら、どう計算しますか?「えっと…sinの微分はcosで…x²の微分は2xで…あれ?どう組み合わせればいいの?」こんな経験、ありませんか?実は、この「関数の中に別の関数が入っている」タイプ...
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数学における一般化とは?具体から普遍へと広がる数学の世界

「2 + 3 = 5」「4 + 7 = 11」「9 + 13 = 22」これらの計算は全部正しいですね。でも、毎回具体的な数字で計算するのは大変です。そこで数学では、これらをまとめて「a + b」という形で表現します。この「具体的なものから...
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ストークスの定理とは?渦と循環を結ぶ美しい数学の定理

台風の渦、お風呂の排水口にできる渦、コーヒーカップをかき混ぜたときの渦――私たちの身の回りには、さまざまな「渦」が存在します。こうした渦の性質を数学的に記述する上で、とても重要な役割を果たすのがストークスの定理です。この定理は、物理学や工学...
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ラプラス方程式とは?物理学で最も重要な数式の一つをわかりやすく解説

「ラプラス方程式」という言葉を聞いたことはありますか?物理学や数学を学んでいる方なら、一度は耳にしたことがあるかもしれません。この方程式は、電気、熱、流体など、私たちの身の回りにあるさまざまな物理現象を記述する、とても重要な数学的道具なんで...
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ソレノイダル条件とは?発散ゼロのベクトル場が持つ特別な性質

物理学や数学を学んでいると、「ソレノイダル」という言葉を耳にすることがあります。なんだか難しそうな響きですが、実はこれ、ベクトル場が満たす特別な条件の1つなんです。電磁気学や流体力学など、多くの分野で重要な役割を果たすソレノイダル条件につい...
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スカラー場とは?空間のあらゆる場所に数値を割り当てる不思議な概念

みなさんは「スカラー場」という言葉を聞いたことがありますか?なんだか難しそうな響きですが、実は私たちの身の回りにたくさん存在しているんです。天気予報の気温分布や、部屋の中の温度の変化など、知らず知らずのうちにスカラー場を体験しているんですよ...
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線積分とは?曲線に沿った積分をわかりやすく解説

「坂道を登る時に、どのくらいエネルギーを使うんだろう?」「曲がりくねった針金の重さは、どうやって計算するの?」こんな疑問に答えてくれるのが、「線積分」という数学の手法です。普通の積分は「直線」に沿って計算しますが、線積分は「曲線」に沿って計...
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ポアソン方程式とは?物理学の基礎方程式をわかりやすく解説

「電荷があると、その周りにどんな電場ができるんだろう?」「惑星の重力は、内部の質量分布でどう決まるの?」こんな疑問に答えてくれるのが、「ポアソン方程式」という数学の方程式です。ポアソン方程式は、電磁気学や重力理論など、物理学のさまざまな分野...
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ラプラシアンとは?数学と物理学で活躍する「差分」を測る演算子を分かりやすく解説

ラプラシアンという言葉を聞いたことがありますか?数学や物理学の世界では頻繁に登場する重要な概念なんです。難しそうに聞こえるかもしれませんが、実はラプラシアンの基本的な考え方はとてもシンプル。この記事では、ラプラシアンの本質から実際の応用まで...
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テンソル場とは?空間の各点に広がる数学の世界を分かりやすく解説

テンソル場って聞いたことありますか?数学や物理学でよく登場する概念なんですが、「なんだか難しそう」と感じる方も多いかもしれませんね。でも実は、テンソル場は私たちの身の回りの現象を説明するのにとても役立つツールなんです。この記事では、テンソル...
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ナブラ記号(∇)とは?ベクトル解析で活躍する「魔法の演算子」を徹底解説

物理や数学の教科書で、こんな記号を見たことはありませんか?∇逆三角形のような、ちょっと変わった形をしたこの記号。これが「ナブラ記号」(あるいは「デル記号」)と呼ばれるものです。一見すると単なる記号に見えますが、実はこれ、大学レベルの物理学や...
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ペラン数列とは?フィボナッチ数列の「いとこ」が持つ不思議な素数との関係

「3、0、2、3、2、5、5、7、10、12…」この数列、何か規則性が見えますか?実はこれ、ペラン数列という、フィボナッチ数列と似た性質を持つ魅力的な数列なんです。この数列には、素数を見分けるという驚くべき性質が隠されています。今回は、知る...
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正則(せいそく)とは?数学・情報科学での意味を完全解説

「正則」という言葉、聞いたことありますか?数学やプログラミングを学んでいると、「正則」という言葉に出会うことがあります。しかし、実はこの言葉、文脈によって全く違う意味を持つため、混乱することが多いのです。この記事では、「正則」の主な3つの意...
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