周期的に発生するセミを、一般的に「周期ゼミ」とよびますが、この、17年周期、13年周期で北米に大発生するセミを「素数ゼミ」と名づけ、その謎を解明したのが、日本の生物学者、吉村仁教授（静岡大学）です。専門は数理生態学。セミのほかにも、さまざまな動物の行動を進化的な数理モデルで解析しています。幼いころから昆虫採集に夢中な“昆虫少年”だったそうです。 「素数ゼミ」は、同じ地域に、17年あるいは13年に一度しか発生しないという規則性をもちますが、どうして12年や15年ではなく、17年と13年という素数なのでしょう。吉村教授によると、それは氷河期にまで時代をさかのぼって考えなければならないようです。 素数ゼミは17年または13年ごとに北米に一斉に発生するわけではなく、ある地域の素数ゼミだけが、その地域だけで、17年あるいは13年という決まった周期で発生します。そして、発生する年は地域ごとにずれている
この春からプログラマーとして働くようになりました。今まで色々と開発系の勉強を中心にしていましたが、最近はもっぱら高校数学を独学しています。 勉強しようと思ったきっかけ、教材として使っている『長岡の教科書』の紹介について書いていきます。 勉強しようと思ったきっかけ まず前提として、僕は高校を中退しています。空白期間を経て情報系の専門学校に入ったのですが、その際に取った高認も、英語だけを受験して取得したという経緯もあり、高校以降の勉強の知識がごっそり抜けてしまっています。 その後、専門学校に入ってから基本情報技術者試験を受験することになったのですが、そこで出てきた集合や対数、数列といった知識が全くないため（Σってなに状態）、数学の知識の欠如を感じたものです。 なんとなく数学コンプレックスを抱えたまま過ごしている折に、2014年10月発売のWEB+DB PRESS Vol.83のインタビューにて
私がAI（人工知能）や機械学習って難しいナーと感じるところは、数学の前提知識がある程度必要なところです。 GoogleからTensorflowが出たときに、私もいっちょやってみるかなんて思ったのですが、参考にした記事もなかなか難しくてあんまり理解できなかったのを覚えてます。途中まで理解出来てたのに、急に数式が出てきて「なるほどわからん！」ってなることが多かったですね。 「というかエンジニアなのに数学苦手なのｗ」とビックリされる方もいらっしゃると思いますが、エンジニアっつったって、今の御時世理系出身エンジニアばかりじゃないんです。でもエンジニア女子やってると自動でリケジョ扱いされるから面白いですね。 当面の目標としては、AIの中でも機械学習を学んでいきたいので（DeepLearningできるようになりたい！）、あると嬉しい数学の知識としては以下です。 線形代数 確率・統計 微分・積分 AIの
はじめに 新年度になって、何か新しいことを学ぼうという気になったという人は少なくないだろう。そうした人の中には、これから数学を学ぼうと思った人もいるかもしれない。それだけでなく、高校や大学に進学したことで、今までとは違った感じの数学を学ぶ必要が出てくる人もいるだろう。 この記事では、そういった人のために、数学の学び方や考え方に触れられる文献を紹介していきたいと思う。 大学での数学の勉強 大学での数学の勉強は、高校までの数学の勉強とは違うところがある。このため、高校の時のやり方でうまくいくとは限らない。このため、大学での数学の勉強にあった学び方を身につける必要があるだろう。 日本評論社が出している『数学セミナー』の増刊号に『数学ガイダンス2016』というものがある。この本は、大学の新入生に向けて書かれた、大学での数学の学び方について記したムックである。大学の数学の世界がどんなものであるかがう
圏論が多分野に普及して30年を経た現在、誰もが読める圏論の本が必要だ――本書はこのモチベーションで執筆された。予備知識がほとんどない読者のために、例として半順序集合と半群がゼロから説明され、最後までそれらを用いて話が展開されている。これらのほかにも例が豊富に取り上げられている。なお、予備知識がほとんど必要ないとはいえ、数学的な厳密性は損なわれていない。すべての重要な命題と定理には完全な証明が付されている。本書は情報科学や論理学など、さまざまな分野へ役立てられるであろう。 (Steve Awodey :Category Theory 2nd edition、 Oxford University Press、 2010) 第１章 圏 1.1 序論 1.2 集合の写像 1.3 圏の定義 1.4 圏の例 1.5 同型 1.6 圏の構成 1.7 自由圏 1.8 基本：ラージ，スモール，局所スモール
第1章 [座談会] 圏論と異分野協働──今出川不純集会 第2章 圏の定義──矢印でいろいろ書いてみる ◎蓮尾一郎 第3章 タングルの圏 ◎鈴木咲衣＋葉廣和夫 第4章 プログラム意味論と圏論──計算の「不変量」を圏論で捉える ◎長谷川真人 第5章 モナドと計算効果 ◎勝股審也 第6章 モナドのクライスリ圏──圏論による一般化とは？ ◎蓮尾一郎 第7章 表現を〈表現〉する話──ミクロ・マクロ双対性(1) ◎小嶋 泉＋西郷甲矢人 第8章 [座談会] 歩き方の使い方──今出川不純集会，ふたたび 第9章 ガロア理論と物理学──ミクロ・マクロ双対性(2) ◎小嶋 泉＋西郷甲矢人 第10章 圏論的双対性の「論理」──圏論における抽象と捨象，あるいは不条理 ◎丸山善宏 第11章 圏論的論理学：トポス理論を越えて ◎丸山善宏 第12章 すべての人に矢印を──圏論と教育をめぐる冒険 ◎西郷甲矢人 第13章 ホ
理工系の大学や高専で学ぶ皆さんが だいたい20才くらいになると直面する「たたみこみ」。 特に、 電気回路が必修になっているようなところでは 避けて通れないものです。 さっぱりわからず、 ネットで探せば何かないかなと思ったのに、 いきなり 「合成積とは ∫ot f(t-τ) g(τ) dτ 」 とか出てきちゃって嫌になってる皆さん。 嫌になってる理由は、 「やれといわれればやるけれど、 何を表してるのか意味分からない」 とか 「f(t-τ) の t-τ が なんで出てくるのか納得できない」 とかではありませんか。 基本思想を以下に説明するので、今学期 最後のチャンスと思って理解してください。
4つの正方形を用いて作られる「テトリミノ」は、鏡像を入れて7種類が考えられますが、実はこの7種はどう並べても長方形を作ることができません。 ジャック・モリスさんがこの証明をやろうと思ったのはこういう感じのテトリスライトを手に入れた時のこと。どうやって積んでもこの写真のように、いびつな形になってしまいます。 PALADONE TETRIS テトリス ライト(US テトリス B) 7つのテトリスブロックは全部で28個の正方形で出来ています。なのでもし仮に長方形に積み上げると2×14、あるいは4×7の長方形になるはずです。 これを白黒に塗り分けると上の図のように黒14マス、白14マスになるわけですが、同じようにテトリスブロックを格子状に塗り分けてみると、黒15マス、白13マスにしかなりません。 つまり、テトリスブロックをどう積んでも、格子柄は完成することはない、つまり長方形もできないということに
数学が専攻でないプログラマー屋さんが「それでも圏論を勉強したい」というのならば、まず意識改革が必要だと思います。 どういう事かと言うと、『圏論は（数学的な構造を記述するための）言葉に過ぎない』と予め割り切った意識を持たねばならない。 同じくプログラミングの世界で多少は利用されつつある記号論理が単なる言葉（記述手段）であるようにね。 言い換えると、圏論やそこで登場する様々な概念（定義）そのものに対して具体的なイメージを期待しても無駄という事。 つまり、圏論は言葉だから使い方を知らねばならない。使い方を知るには具体例（語学の勉強ならば文例ですね）を色々と知っておかねばならない。 そうすると、まず圏が登場した切っ掛けは、数学的構造とそれを保存する写像としての準同型の概念それぞれを抽象化して、 対象(object)と射(morphism)となったのだから、圏論の利用での最も基本的なのは数学的構造と
RSA暗号はHTTPSやSSHの通信で利用されている暗号化方式です。公開鍵として巨大な素数の積を交換しあって暗号に利用しており、この素因数分解が困難であることにより安全性が担保されています。このことは教科書にも載っているような内容で、ご存じの方も多いかと思います。 ところで、その素数の積を実際に見たことってありますか？少なくとも僕は見たことがありませんでしたし、大抵の人は見たことが無いのではないでしょうか。本稿ではこの公開鍵の情報を見る方法を紹介します。 OpenSSH公開鍵の中身を見る まずはOpenSSHの公開鍵の情報を取り出してみます。OpenSSHの公開鍵は次のようなものです。 ssh-rsa AAAAB3NzaC1yc2EAAAADAQABAAABAQCw+XdXSrhBcDFAXPcisrc8im4y8ytC46HEQ0GsWOph9OPK1elTQmBD5LATGfp4JG4
平方数とは、ある整数の平方（＝二乗）であるような整数のことを言います。つまり、0,1,4,9,16,...が平方数ということになります。 ところで、与えられた整数が平方数かどうかを判定するにはどうすれば良いでしょうか。与えられた整数の平方根の小数点以下を切り捨て、それを二乗して元の数になるかどうか、というのがすぐ思いつく実装です。 <?php function is_square($n) { $sqrt = floor(sqrt($n)); return ($sqrt*$sqrt == $n); } しかし、平方根の計算は比較的重い処理です。もっと高速化する方法は無いのでしょうか。 多倍長整数演算ライブラリGNU MPには平方数かどうかを判定するmpz_perfect_square_p関数が存在します（PHPでもgmp_perfect_square関数として利用できます）。本稿ではこの実装
万人の知的好奇心をそそる古典的問題は、一見シンプルで子供でも意味が分かるようなものでありながら奥が深く、そこからどこまでも考えさせるという類のものである。モンティ・ホール問題がまさにそれだ。モンティ・ホールは米国のテレビ番組の司会者の名前で、同問題はニューヨークタイムズの1面をにぎわすほど物議を醸した。 全く同一の扉が三つ提示される。二つの裏には山羊がいて、一つの裏には車がある。挑戦者は扉を一つ選ぶ。次に選ばれなかった扉のうちの一方（必ず山羊のいる方）をモンティが開ける。そこでモンティは、扉を変更するかどうかを選ぶ機会を挑戦者に与える。「車を賞品として獲得するには、変えるのと変えないのとどちらがよいか？」。 大多数の人の直感に反して「正解」は、変えた方が車を当てる確率が2倍大きくなるというものである。 本書のタイトルを見て驚いたのは、「このテーマだけで一冊？」ということだった。身近な確率論
一か月ほど前に New York Times で紹介されていた記事。 The Pi Machine - NYTimes.com ここで紹介されているのは、なんと驚くべきことに、2つのボールをぶつけるだけで円周率（3.1415...）の値がわかる、という内容。 これだけだと、全然ピンとこないと思うので、もう少し詳しく説明すると、次のようなことが書かれている。 ↓2つのボールを、下の図ように壁と床のある空間に置く。 ↓その後、壁から遠い方のボールを、他方に向かって転がす。 後は、ボールが衝突する回数をカウントするだけで、円周率がわかるらしい。 これでも、なんだかよくわからない。 まず2つのボールが同じ質量である場合を考えてみよう。 まず、手前のボールが他方のボールにぶつかる（これが1回め）。 続いて、ぶつかったボールが移動して壁にぶつかる（これが2回め）。 壁にぶつかったボールが跳ね返ってきて
一般財団法人 理数教育研究所が開催した「算数・数学の自由研究」作品コンクールに入賞した「メロスの全力を検証」（PDF）という研究結果がとても興味深いです。中学2年生の村田一真くんによるこの検証では、太宰治の小説「走れメロス」の記述を頼りにメロスの平均移動速度を算出。その結果、「メロスはまったく全力で走っていない」という考察に行き着きます。端的にいうとメロスは往路は歩いていて、死力を振りしぼって走ったとされる復路後半の奮闘も「ただの早歩きだった」というのです！ なんてこった！ 中学校の部で最優秀賞に輝いた「メロスの全力を検証」 メロスは作中、自分の身代わりとなった友人を救うため、王から言い渡された3日間の猶予のうち初日と最終日を使って10里（約39キロ）の道を往復します。今回の研究ではこの道のりにかかった時間を文章から推測。例えば往路の出発は「初夏、満天の星」とあるので0時と仮定、到着は「日
目次 1. はじめに 2. 正解・不正解の理由 2.1 正解とする6つの理由 2.2 不正解とする6つの理由 2.3 各理由の賛否 3. かけ算をめぐる状況 3.1 かける数が先の文章題 3.2 a×bとb×a 3.3 「倍」と「積」のかけ算 4. 日本の算数教育の特徴 5. おわりに 参考文献 改訂履歴等はhttps://github.com/takehiko/oomdocをご覧ください． 1. はじめに 小学校の算数で，2年で学習する重要な事項といえば，「かけ算」である．かけ算の式で表すことを学ぶとともに，九九を暗記する．現在では，4×12のような九九の範囲を超える式も，2年で学習している[Link 1J][文部科学省2008]．筆算は使用しない．例えば，九九による4×9＝36と，「かける数が1増えれば積はかけられる数だけ増える」という性質により，4×10＝40，4×11＝44，そして
違法素数（いほうそすう/英: illegal prime）とは、素数のうち、違法となるような情報やコンピュータプログラムを含む数字。違法数（英語版）の一種である。 2001年、違法素数の1つが発見された。この数はある規則に従って変換すると、DVDのデジタル著作権管理を回避するコンピュータプログラムとして実行可能であり、そのプログラムはアメリカ合衆国のデジタルミレニアム著作権法で違法とされている[1]。 DVDのコピーガードを破るコンピュータプログラムDeCSSのソースコード 1999年、ヨン・レック・ヨハンセンはDVDのコピーガード (Content Scramble System; CSS)を破るコンピュータプログラム「DeCSS」を発表した。ところが2001年5月30日、アメリカ合衆国の裁判所は、このプログラムの使用を違法としただけではなく、ソースコードの公表も違法であると判断した[2
どうやら人間の手で解いたら、簡単に解けてしまうようです。 ここでの難易度の定義に含めていない解法(n国同盟など)を使うと、難しくない問題になっているのかもしれません。 その後調べたところ、基本テクニックだけで解けてしまうことがわかりました。 Pencil Marksが唯一残ったものしか確定しない、というDeterministic Solverを使っていたのが原因で、 難しくない問題を「難しい」と誤判定してしまったようです。 3月13日版よりだいぶ難易度があがったはずです。 概要 スパコンを使って力任せに数独の難しい問題を作ってみたところ、 2013年3月現在、おそらく世界で一番難しい問題を作ることに成功した失敗した。 上図がスパコンを用いて作られた、おそらく世界で一番難しい問題(2013年3月現在)。 後述する難易度の定義では、深さが10、通常幅が183530、平均幅が約100571である
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