dxやdyって何?−(3)
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0539132人目の素数さん
2008/09/18(木) 23:09:28>君はdx、dyをどういうものと理解してるの?
それがうまく表現できないからこそこのスレが3スレ目まで存在するのだと思います。
自分の問題意識を整理してみると,こんな感じです。
(1)初めに高校数学で「dy/dx」という記号を習うときは,
・平均変化率Δy/Δxの極限
・「dy/dx」という記号はひとかたまりなので,dyとdxに切ってはいけない
と習います。
しかし,記号本来の由来としては,「無限小の変化量」みたいなニュアンスがあるはずだと感じます。
(2)置換積分や変数分離形微分方程式で,dy=cosx dx のような記法を「形式的な書き方」として習います。
これはあくまで計算用紙に書くための「覚え方」として学ぶわけですが,その割には,
・xがdxだけ変化するときにyがcosxdxだけ変化する
・dy=cosxdx を無限に足し合わせる(積分する)と y=sinx になる
というのが「微小変化量としての『意味』が通っている」ので,
それが数学的実体としては定義されないものの,
「やっぱり dx,dy は『微小変化量』なのだ」という意識を持ちます。
(3)曲線の長さの公式(あるいは定義)で,
√{(dx)^2+(dy)^2} = √{1+(dy/dx)^2} dx = √{(dx/dt)^2+(dy/dt)^2} dt
なんてのも,「dx,dy は『微小変化量』なのだ」という意識を補強することになります。
このように,dx,dyが「微小変化量」であるという「状況証拠」はたくさん揃っているわけですが,
しかし,その実体が数学的に定義されないことにもどかしさを感じます。
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