ヒトはなぜ学問するのか

(バックナンバー 1)

 

∞∞∞∞∞∞ ヒトはなぜ学問するのか ∞∞∞∞∞∞

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     第1号 本当に役に立つ高校理数(1)

〜〜三角関数、ベクトル、虚数は本当に役に立つ〜〜

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 はじめまして。USO SAKAIです。

 配信手続きを取って下さり、ありがとうございます。

 今後、このメルマガで、学問について考えていきたいと思います。

 その動機については、バックナンバーと申しますか、メルマガサンプルをお読み下さい。

 コンテンツとしては、

書評「ヒトはなぜ学問するのか」

学習エッセイ「本当に役に立つ高校理数」

のどちらかをお送りします。

 今回は、「本当に役に立つ高校理数」の第1回、イントロダクションをお送りします。

 

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       本当に役に立つ高校理数(1)

 〜〜三角関数、ベクトル、虚数は本当に役に立つ〜〜

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 今回は、イントロダクションとして、今後取り上げる事項についてざっと俯瞰してみます。

 私は現在、第三種電気主任技術者試験電験3種)の資格試験取得を目指しております。

 合格するには、理論電力機械法令の4科目の合格が必要です。

 そのうちの「理論」という科目が、高校の理数科目と非常に密接に関係しています。

 

 そもそも物理学や数学とは、自然現象を記述するものです。

 我々の日常世界を記述するニュートン力学熱力学電磁気学

 ミクロの世界を記述する原子物理

 宇宙の無限大の空間を扱う宇宙論相対性理論の世界。

 数学は、そういった自然現象を記述するためのものであり、具体的な意味があるものです。

 私は高校時代、その辺の意味付けが分からず、何のためにこんな概念があるのか、不思議でなりませんでした。

 しかし、意味が分かってくると、非常に興味深く感じます。

 

 電験3種試験の理論科目を例に挙げてみます。

 よく出される問題として、回路に電圧をかけた時の電流の流れ方を聞く問題があります。

 

 電圧や電流の大きさや向きが一定なのを直流

                   周期的に変化するのを交流

といいます。

 日常生活において、電池は直流で、コンセントから取り出す電気は交流です。

 この、交流の場合が変幻多彩で、何のために使うのか分からなかった高校数学の知識が続々と登場します。

 そもそも交流の電圧・電流は、三角関数で表されます。

 

 交流の回路に影響を与える因子として、主なものに「抵抗」、「コイル」、「コンデンサ」の3種類があります。

 この3つは高校物理でも出てきますね。

 これら3つの因子は存在する軸が違うので、そのままでは一緒に計算できません。

 ところが「虚数」を用いて表すことによって、計算することができるようになります。

 理論上の約束事だと思っていた「虚数」が、実は電気の理論になくてはならない貴重な概念だったのです。

 

 そして、この「虚数」を使った計算が、実はベクトルの計算として、X軸Y軸を使った複素平面上に表すことができるのです。

 この複素平面を使うと、三角関数ベクトル虚数のつながりが見えてきます。

 さらに、指数関数まで結びつけた「オイラーの公式」という、すごい式が出てきます。

 

 そして、忘れてならないのが、微分積分対数関数です。

 これらも非常に重要な役割を果たしており、取り上げていくつもりです。

 

 ということで、こういった、高校で習う数学や物理などの理数科目について、電験3種試験を切り口に、つらつらと書き連ねていくつもりであります。

 一緒に学問する意義について考えていきましょう。

 

 発行直後で申し訳ありませんが、次週は、遅い盆休みで帰省するため、休刊させていただきます。

 

 


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