Up テクストの構成 作成: 2010-10-24
更新: 2010-10-24


    本テクストは,内容をつぎのように構成する:

    1.「微積分」の学習の要点を押さえる。

    1.1 「微分と積分は逆の関係にある」をわかることが,「微積分」の学習の要点。


    2.「微積分」の出処である運動解析で,「微積分」の考え方をつかむ。

    2.1  <経過時間─距離>と<経過時間─速さ>が「一方から他方が導かれる関係」であることを見る。
    1. <経過時間─距離>のグラフから<経過時間─速さ>のグラフを導く。
      方法は,<経過時間─距離>のグラフを折れ線グラフで近似し,折れ線グラフに対応する<経過時間─速さ>の階段グラフを導く。
      そして,「<経過時間─距離>のグラフは折れ線グラフによる近似の極限」に「階段グラフの極限が<経過時間─速さ>のグラフ」が対応することを見る。

    2. <経過時間─速さ>のグラフから<経過時間─距離>のグラフを導く。
      方法は,<経過時間─速さ>のグラフを階段グラフで近似し,階段グラフに対応する<経過時間─距離>の折れ線グラフを導く。
      そして,「<経過時間─速さ>のグラフは階段グラフによる近似の極限」に「折れ線グラフの極限が<経過時間─距離>のグラフ」が対応することを見る。

       ここで,折れ線グラフと階段グラフの対応づけの意味は,運動を局所的に「等速運動」と見るということである。 そして,「等速運動」は,「時間と距離の比例関係」として小学算数の内容である。


    2.2  <経過時間─距離>から経過時間tにおける速さを導く。
       <経過時間─速さ>から経過時間tにおける移動距離を導く。
    1. <経過時間─距離>のグラフから経過時間tにおける速さを導くことを主題にする。
      ここまで暗黙にしてきた「なめらか (局所的に線形)」を,対象化する。
      <経過時間─距離>のグラフから経過時間tにおける速さを導く。
      この形式を,式に表現する。

    2. <経過時間─速さ>のグラフfから経過時間tにおける移動距離を導く。
      この形式を,式に表現する。

    2.3 「速さ」の意味を考えることから,「局所的に線形」の概念をもつ。


    3. ここまでの話を,関数解析の話に抽象する。

    3.1  時間・距離・速さの意味を抜くことで,関数の話にできることを見る。

    3.2  <経過時間─距離>のグラフから<経過時間─速さ>のグラフを導くときの形式,<経過時間─距離>のグラフから経過時間tにおける速さを導くときの形式を,関数のことばで述べ直す。
    「導関数」「変化率」「微分」「微分可能」等のことばを導入する。

    3.3  <経過時間─速さ>のグラフから<経過時間─距離>のグラフを導くときの形式,<経過時間─速さ>のグラフから経過時間tにおける移動距離を導くときの形式を,関数のことばで述べ直す。
    「原始関数」「区分求積」「定積分」「積分」等のことばを導入する。


    4. 関数解析の形式のことになった「微積分」の応用性を見る。

    4.1  <経過時間─速さ>と<経過時間─加速度>の関係
    4.2  面積・体積を求める形式


    5. 学校数学の「微積分」がどのようになっているかを見る。

    5.1  高校数学では,「グラフの接線の傾きを求める」が微分の内容になり,「グラフ・x軸・区間が画す領域の面積を求める」が積分の内容になる。
    特に,「微分と積分は逆の関係にある」にならない。